第三章油脂的組成及理化特性

第三章油脂組成及理化特性油脂定義和主要成分脂肪酸油脂次要成分油脂特殊成份脂肪酸和油脂物理特性脂肪酸和油脂化學(xué)性質(zhì)油脂分析測(cè)定1油料科學(xué)原理1、油脂定義天然油脂主要成分是甘三酯天然油脂是混甘油三酯的混合物，mixtureofmixedtriglycerides，不是純凈物天然甘油三酯是異酸甘三酯，而非同酸甘三酯某種意義上，一種甘三酯可看成是另一種甘三酯的雜質(zhì)/溶質(zhì)加工者、消費(fèi)者：含油物質(zhì)，液態(tài)為油，固態(tài)為脂2油料科學(xué)原理油脂主要成分甘三酯≥95%類脂物1—5%皂化物脂肪酸甘一酯、甘二酯蠟甾醇酯磷脂不皂化物甾醇色素棉酚芝麻酚TriglycerolTriglyceride3油料科學(xué)原理脂肪酸在甘油分子上排列SPO天然油脂含多種脂肪酸，它們?cè)诟视头肿由系目臻g排布由酶指定4油料科學(xué)原理

有多少種排列就有多少種甘三酯

n（脂肪酸種數(shù)）234510A＝n3全部827641251000A’＝(n3＋n2)/2無(wú)光學(xué)異構(gòu)6184075550A’’＝(n3＋3n2＋2n)/6無(wú)異構(gòu)41020352205油料科學(xué)原理排列不同，油脂性質(zhì)有顯著差異6油料科學(xué)原理天然油脂中甘油三酯特點(diǎn)7油料科學(xué)原理天然油脂中甘油三酯特點(diǎn)在酶的指令下分步合成脂肪酸在甘油基1,2,3位上的分布有選擇性1,3位并不相同Stereospecificnumberingsystem8油料科學(xué)原理DHA/EPA在2位豬油16:0易富集在2位亞油酸富集在2位芥酸在3位,2位幾乎為零

9油料科學(xué)原理天然油脂來(lái)源主要來(lái)源于植物，占世界油脂總量70％，主要貯存于種子，也有些貯存于果實(shí)、果肉動(dòng)物，內(nèi)臟和皮下組織海產(chǎn)動(dòng)物和魚(yú)類哺乳動(dòng)物，乳內(nèi)動(dòng)物油與植物油區(qū)別膽固醇乳脂10油料科學(xué)原理脂肪酸結(jié)構(gòu)推測(cè)如以直線排列，硬脂酸碳鏈長(zhǎng)度為1.54*17=26.2nm，三個(gè)碳原子中心距是3.08，而實(shí)際硬脂酸碳鏈長(zhǎng)21.3nm，三個(gè)碳原子中心距2.52，即C-C-C鍵角約為109°脂肪酸有鋸齒結(jié)構(gòu)

2、脂肪酸11油料科學(xué)原理脂肪酸三種命名法IUPAC標(biāo)準(zhǔn)法/系統(tǒng)命名法羧基端開(kāi)始鏈長(zhǎng)/雙鍵位置/構(gòu)象速記法（生物化學(xué)中常用）末端甲基開(kāi)始異戊二烯結(jié)構(gòu)，一個(gè)雙鍵決定其它雙鍵位置脂肪酸生理活性、合成與雙鍵距末端甲基碳遠(yuǎn)近有關(guān)通俗命名法Trivialnamesrefertothenaturalsourceortothephysicalappearanceoftheacid12油料科學(xué)原理常見(jiàn)脂肪酸800多種天然脂肪酸(乳脂中500種)13油料科學(xué)原理常見(jiàn)脂肪酸14油料科學(xué)原理

5,8,11,14-二十碳四烯酸，或20:4ω6或n－6

4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸，DHA

，22:6ω3或n－315油料科學(xué)原理天然脂肪酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)順式多，反式少偶碳、直鏈多，奇、支、環(huán)少C16C18C20C22最常見(jiàn)，C2—C80特殊脂肪酸少，個(gè)別取代酸，烴基、酮基、環(huán)基、呋喃環(huán)2-6個(gè)雙鍵多烯酸非共軛多，共軛少（一個(gè)亞甲基隔開(kāi)）16油料科學(xué)原理順式和反式脂肪酸

CisAndTransFattyAcids順9–十八碳一烯酸(oleicacid)反9–十八碳一烯酸(elaidicacid)反油酸紅外光譜法順式3.3μm處吸收峰，反式10.3μm處17油料科學(xué)原理FattyacidTypesinOils18油料科學(xué)原理19油料科學(xué)原理必需脂肪酸n—6亞油酸(18:2)花生四烯酸AA(20:4)γ亞麻酸(18:3)n—3α亞麻酸(18:3)EPA(20:5)DPA(22:5)DHA(22:6)20油料科學(xué)原理（1）飽和酸t(yī)he‘bad’fatstoraisebloodcholesterollevels21油料科學(xué)原理飽和脂肪酸月桂酸椰子油、棕櫚仁油中50%棕櫚酸占脂肪酸總量11％，棉籽油25%，棕櫚油40%硬脂酸牛豬油30%，可可脂35%，含量越高，越難食用中碳鏈酸的特殊營(yíng)養(yǎng)22油料科學(xué)原理（2）不飽和酸一烯酸t(yī)he‘good’fatwhichcanlowerbloodcholesterollevel23油料科學(xué)原理C18:1油酸順9-十八碳一烯酸，存在最廣泛橄欖油﹑茶油等油酸性油脂80%花生油40-60%棕櫚油40%動(dòng)物油脂羊﹑牛30%，豬40%巖芹酸，順6-十八碳一烯酸，雙鍵不在C9位，可視為C18:1油酸的位置異構(gòu)體24油料科學(xué)原理

C16:1棕櫚油酸順9-十六碳一烯酸一般植物油低于1%橄欖油1.6%大豆油1.2%奶油和乳脂2-6%海洋動(dòng)物油脂10%以上C22:1芥酸順13-二十二碳一烯酸

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOHMP33.5℃普通菜油20—60%高芥酸菜油25油料科學(xué)原理（3）不飽和酸多烯酸烏桕仁油中葵二酸，2，4-十碳二烯酸5-10%26油料科學(xué)原理亞油酸順9，順12—十八碳二烯酸，18：2（n–6）或18：2ω–6具有特殊生理功能，是人體必需脂肪酸主要存在于紅花油、葵花籽油，70-85%，一般植物油40%，動(dòng)物油脂10%有多種異構(gòu)體，共軛亞油酸天然少見(jiàn)

‘inbetweenfat’whichhassomegoodandbadproperties27油料科學(xué)原理α—亞麻酸順9，順12,順15—十八碳三烯酸ω3必需脂肪酸，18：3（n–3）或18：3ω–3主要存在干性油中，富含亞麻酸油脂是油漆重要原料蘇籽油約63%，最高亞麻籽油45-60%大麻籽油45-40%一般植物油≤5%動(dòng)物油脂≤1%馬脂≥15%28油料科學(xué)原理γ—亞麻酸天然油脂中另一種重要非共軛三烯酸，順6，順9，順12–十八碳三烯酸是α–亞麻酸位置異構(gòu)體主要存在月見(jiàn)草種籽油，10%29油料科學(xué)原理桐酸共軛三烯酸的代表α—桐酸，天然桐酸，順9，反11，反13—十八碳三烯酸，桐油中含量80%以上β—桐酸，反9，反11，反13—十八碳三烯酸，α—桐酸的異構(gòu)物，天然桐油中含量極微α—桐酸易β化30油料科學(xué)原理花生四烯酸AA順5，順-8，順-11，順14-二十碳四烯酸CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH在海水動(dòng)物魚(yú)油中比較常見(jiàn)，陸上動(dòng)物及植物油脂中較少是人體合成前列腺素的重要前體物質(zhì)

31油料科學(xué)原理EPA5.8.11.14.17—二十碳五烯酸20:5（n-3）主要存在鱈魚(yú)，1.4—9.5%DHA4.7.10.13.16.19—二十二碳六烯酸22:6（n-3）主要存在沙丁魚(yú)，鱈魚(yú)及鯡魚(yú)

海洋動(dòng)物油脂中，含有相當(dāng)數(shù)量的4-6個(gè)雙鍵的二十碳至二十四碳的脂肪酸，在生物代謝中起著重要的生理作用32油料科學(xué)原理（4）特殊脂肪酸1）支鏈脂肪酸(CH3)2CHCH2COOH，甲基位置ω2位及ω3位乳脂、牛脂、羊脂、海豚魚(yú)油0.5-1%2）環(huán)戊烯酸

大風(fēng)子酸即晁模酸，大風(fēng)子種籽油大風(fēng)子油酸，毒性很大，治麻風(fēng)病，如加氫，毒性消失33油料科學(xué)原理3）環(huán)丙烯酸

棉籽、木棉籽油0.5-1.2%蛋雞飼料25mg/日，蛋白呈粉紅，PH值降低，不易保存加氫成環(huán)丙烷酸，對(duì)動(dòng)物生理代謝無(wú)明顯影響

錦葵酸34油料科學(xué)原理4）環(huán)氧酸與羥基酸環(huán)氧油酸，秋葵、錦葵籽油蓖麻酸，蓖麻油中90%

蓖麻油中有少量9，10-二羥基硬脂酸乳脂中含少量羥基酸，是風(fēng)味物質(zhì)（內(nèi)脂）前體

35油料科學(xué)原理

5）酮基酸

巴西果酸，薔薇科植物種籽油（奧的錫卡油），含量70-85%

36油料科學(xué)原理3、油脂次要成分簡(jiǎn)單脂質(zhì)部分甘油脂MGDG甾醇脂蠟酯維生素A酯復(fù)雜脂質(zhì)磷酸甘油酯糖基甘油二酯

(神經(jīng))鞘脂類衍生脂質(zhì)

FFA

甾醇類胡蘿卜素生育酚37油料科學(xué)原理簡(jiǎn)單脂質(zhì)甾醇酯38油料科學(xué)原理39油料科學(xué)原理蠟酯

WAXESFattyacids+LongchainalcoholImportantinfruits:Naturalprotectivelayerinfruits,vegetables,etc.Addedinsomecasesforappearanceandprotection.40油料科學(xué)原理衍生脂質(zhì)一

甾醇又稱類固醇，動(dòng)植物組織中都有動(dòng)物甾醇膽固醇植物甾醇谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇等膽固醇是動(dòng)植物油脂的分水嶺甾醇具有重要的生理功能，如類固醇激素，性激素等從油脂中提取甾醇，可用于合成醫(yī)療藥品用于化妝品降膽固醇人造奶油

41油料科學(xué)原理孕醇酮孕二酮睪酮雄烯二酮→←→↓異雄酮雄酮→←雌酮雌二醇→←↓↑42油料科學(xué)原理3.5英鎊/250克，6倍于普通人造奶油43油料科學(xué)原理植物甾醇44油料科學(xué)原理β—胡蘿卜素

醇類胡蘿卜素番茄紅素葉黃素

衍生脂質(zhì)二

類胡蘿卜素45油料科學(xué)原理VitaminA

Retinol46油料科學(xué)原理色滿

衍生脂質(zhì)三

生育酚八種色滿衍生物α，β，γ，δ生育酚α，β，γ，δ生育三烯酚主要存在于植物油，動(dòng)物油脂少量側(cè)鏈較長(zhǎng)，淡黃色、無(wú)色油狀液體，易溶于弱極性溶劑，難溶于乙醇及丙酮，不溶于水油脂抗氧化劑47油料科學(xué)原理48油料科學(xué)原理生理活性和抗氧化性生理活性，α最強(qiáng)，δ型無(wú)，α:β:γ=100:40:8抗氧化性，相反39℃α:β:γ:δ=1/1.3/1.8/2.755℃α:β:γ:δ=1/1.1/1.6/1.749油料科學(xué)原理磷酸酰基甘油（或甘油磷脂）糖基甘油二脂鞘磷脂類腦苷脂類

復(fù)雜脂質(zhì)50油料科學(xué)原理（1）磷酸甘油酯甘油+脂肪酸+磷酸鹽+其它含氮基團(tuán)51油料科學(xué)原理磷脂酰膽堿磷脂酰乙醇氨磷脂酰絲氨酸磷脂酰肌醇磷脂酰甘油雙磷脂酰甘油磷酸縮醛磷脂溶血磷脂種類52油料科學(xué)原理卵磷脂1-棕櫚酰-2-亞油酰-Sn-甘油-3-磷脂酰膽堿53油料科學(xué)原理磷脂水解反應(yīng)54油料科學(xué)原理油料中磷脂含量名稱磷脂含量（%）名稱磷脂含量（%）大豆1.20-3.20亞麻籽0.44-0.73棉籽仁1.80花生0.44-0.62油菜籽1.02-1.20蓖麻籽0.25-0.30向日葵籽0.60-0.34大麻籽0.8555油料科學(xué)原理磷脂性質(zhì)易溶于氯仿、乙醇、石油醚、苯不溶于丙酮，將磷脂與簡(jiǎn)單脂質(zhì)分開(kāi)（丙酮不溶物）親水親油56油料科學(xué)原理磷脂性質(zhì)—HLB值

HLB(Hydrophile—LipophileBalance)親水親油平衡值磷脂種類HLB范圍磷脂種類HLB范圍濃縮磷脂3～4酶改性磷脂8～9脫油磷脂(含PC22%)4～5乙?；字?～10脫油磷脂(含PC45%)6～7羥化磷脂10～1257油料科學(xué)原理

存在于細(xì)菌與動(dòng)物組織內(nèi)單半乳糖甘二酯二半乳糖甘二酯

（2）糖基甘油二脂58油料科學(xué)原理（3）神經(jīng)或鞘磷脂59油料科學(xué)原理鞘磷脂60油料科學(xué)原理糖基神經(jīng)酰胺

俗稱腦甙脂，是葡萄糖、半乳糖或多聚糖通過(guò)配糖鍵與神經(jīng)酰胺1—位相連成的化合物鞘氨醇+脂肪酸+糖61油料科學(xué)原理脂質(zhì)結(jié)構(gòu)總結(jié)62油料科學(xué)原理4、油脂特殊成份63油料科學(xué)原理棉酚黃色醛基鄰位羥基活潑,有強(qiáng)酸性，具有酸、醛性質(zhì)，十分活潑，銀鏡反應(yīng)64油料科學(xué)原理硫代葡萄糖甙芥子甙葡萄糖異硫氰酸鹽酸、堿條件下極不穩(wěn)定，降解成腈、異硫氰酸酯、硫氰酸酯等小分子化合物，溶于水或揮發(fā)而除去65油料科學(xué)原理芝麻酚、芝麻酚林、芝麻素芝麻油不飽和酸含量很高，但非常穩(wěn)定，與芝麻酚有關(guān)芝麻酚量少，強(qiáng)抗氧化芝麻酚林量較高，弱抗氧化性，酸性條件分解成芝麻酚66油料科學(xué)原理黃曲霉霉素一系列氧雜萘鄰?fù)c呋喃的稠合物，B1毒性最強(qiáng)花生中10-15%轉(zhuǎn)移入油中堿煉除去98%，為何？進(jìn)一步脫色吸附處理降至1ppb以下

67油料科學(xué)原理酚類化合物

橄欖油含多種酚類68油料科學(xué)原理5、脂肪酸和油脂的物理特性熔點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)膨脹同質(zhì)異晶

化學(xué)性質(zhì)與物理性質(zhì)的關(guān)系物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)決定了物理性質(zhì)，測(cè)定物理性質(zhì)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的手段，往復(fù)循環(huán)，逐步深入69油料科學(xué)原理脂肪酸雙分子締合二個(gè)分子通過(guò)氫鍵形成雙分子締合（固、液、氣）,通過(guò)氫鍵形成二聚體脂肪酸晶體呈油滑感原因沸點(diǎn)比相應(yīng)的醇高70油料科學(xué)原理熔點(diǎn)油脂的熔化和凝固在很低溫度下，油脂呈完全固體室濕下多數(shù)呈油態(tài)，又叫固態(tài)脂，是固體脂肪和液體油的混合物固脂中含液油，如海綿吸水一樣，這時(shí)的脂肪具有塑性，叫塑性脂肪高于熔點(diǎn)以上，油脂呈完全液態(tài)71油料科學(xué)原理熔點(diǎn)Mp熔點(diǎn)：物質(zhì)從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)的溫度油脂熔點(diǎn)：以0.5℃/分加熱水浴，油樣完全變?yōu)槌吻逡簯B(tài)時(shí)的溫度純凈物熔點(diǎn)＝凝固點(diǎn)混合物天然油脂無(wú)確定熔點(diǎn)，有一個(gè)熔化溫度范圍：熔程72油料科學(xué)原理熔點(diǎn)鏈長(zhǎng)＞鏈短，鏈長(zhǎng)者，排列比鏈短者緊密飽和＞不飽和反式＞順式，氫化提高油的熔點(diǎn)共軛≈飽和＞非共軛混合酸＜理論平均熔點(diǎn)，共熔點(diǎn)油脂非純凈物，熔點(diǎn)≠凝固點(diǎn)，一般，凝固點(diǎn)＜熔點(diǎn)1～5℃73油料科學(xué)原理脂肪酸與甘油酯熔點(diǎn)74油料科學(xué)原理熔點(diǎn)測(cè)定AOCS法—毛細(xì)管熔點(diǎn)法以0.5℃/分加熱水浴，油樣完全變?yōu)槌吻逡簯B(tài)時(shí)的溫度

75油料科學(xué)原理折光指數(shù)

refractiveindex定義：在一定波長(zhǎng)、溫度下，光在真空（空氣）中速度和光在油中速度之比值與光波長(zhǎng)成反比，以589.3nm（D線）鈉黃光為標(biāo)準(zhǔn)，ntD與溫度t成反比，溫度系數(shù)0.00038/1℃油20℃，脂40℃、60℃，高熔點(diǎn)脂80℃76油料科學(xué)原理折光指數(shù)脂肪酸隨碳鏈增長(zhǎng)而增加，隨不飽和度增加而增加共軛酸＞非共軛酸含氧酸＞非含氧取代酸甘油酯同酸甘油酯＞對(duì)應(yīng)脂肪酸異酸甘油酯≌對(duì)應(yīng)脂肪酸甘一酯＞同酸甘三酯77油料科學(xué)原理折光指數(shù)意義迅速了解油脂組成各天然油脂有特定的脂肪酸組成和甘三酯組分，折光指數(shù)一定推測(cè)新油源的油脂組成、雙鍵數(shù)、不飽和酸類型78油料科學(xué)原理溶解度脂肪酸和甘油酯的極性分析脂肪酸和甘油酯均有非極性長(zhǎng)鏈R，所以脂溶脂肪酸有極性羧基—COOH，故溶于極性溶劑甘油酯有弱極性酯基—COOR79油料科學(xué)原理溶解度分類在脂肪溶劑中的溶解在水中的溶解度在部分混溶溶劑中的溶解(介于1、2)80油料科學(xué)原理脂肪溶劑脂肪溶劑是弱極性有機(jī)溶劑烴和芳烴：（環(huán)）己烷、苯醇：正丁醇、異丙醇、無(wú)水乙醇乙醚乙酸甲酯丙酮四氯化碳二硫化碳三氯甲烷81油料科學(xué)原理脂肪溶劑與油脂完全混溶脂肪在該溶劑中清晰透明，但降溫到一定程度，脂肪以晶體析出不同溫度下，溶解度大不相同，比無(wú)機(jī)物、糖、氨基酸在水中溶解度隨溫度變化要大得多，因此選擇脂肪溶劑要考慮溶解度，更要注意使用溫度影響溶解度的因素：首先是不飽和度，其次是碳鏈長(zhǎng)82油料科學(xué)原理應(yīng)用例常溫下飽和FA溶解，低溫則結(jié)晶，據(jù)此可分離不飽和FA與飽和FA6號(hào)溶劑萃取油脂衣服的干洗83油料科學(xué)原理部分混溶溶劑部分混溶溶劑是極性較強(qiáng)的有機(jī)溶劑高溫時(shí)，和油脂完全混溶，降至某一溫度，溶液變渾濁而形成二液相，但無(wú)晶體析出（不同于脂肪溶劑）一相：溶劑中含少量油脂另一相：油脂中含少量溶劑甲醇、含水乙醇、含水丙酮、甲酸乙酯含水乙醇：調(diào)節(jié)水分，即可控制油脂在溶劑中的溶解度84油料科學(xué)原理部分混溶溶劑用途己烷與含水丙酮、含水乙醇，可萃取/精煉油脂，F(xiàn)FA、一酯等富集于醇相85油料科學(xué)原理脂肪酸、油脂與水互溶

脂肪酸的水溶性隨碳鏈增長(zhǎng)而降低，短鏈易溶，C12以上溶解度很小隨不飽和度增大而增大水在脂肪酸、油脂中的溶解度隨油脂中FFA、磷脂量的增加而增加？隨溫度升高而增加？水在FA中的溶解度，比FA在水中的溶解度大水在月桂酸中2.35%(43℃）月桂酸在水中0.0075%（45℃）分離高、低級(jí)脂肪酸86油料科學(xué)原理膨脹密度g/ml，比重比容ml/g熱脹冷縮，固體變液體，容積增大；液油冷卻、凝固，容積收縮87油料科學(xué)原理膨脹熱膨脹由溫度升高引起的膨脹thermalexpansion，熔化膨脹由相變化引起的膨脹meltingdilation油的熱膨脹3倍于脂，熔化膨脹千余倍于熱膨脹熱膨脹是隨溫度變化而發(fā)生的體積變化，而熔脹在相變時(shí)發(fā)生，溫度恒定脂熱膨脹油熱膨脹3倍于脂油＋脂熱膨脹88油料科學(xué)原理雜質(zhì)存在純物質(zhì)的膨脹液態(tài)熱膨脹熔化膨脹固態(tài)熱膨脹89油料科學(xué)原理油脂的膨脹塑性脂肪的比容隨溫度變化的曲線叫膨脹曲線90油料科學(xué)原理測(cè)油脂在某溫度時(shí)的固體脂肪指數(shù)SFI（solidfatindex）設(shè)AB//FE，測(cè)得X為塑性脂中固脂的膨脹值，Y為該T下全熔化膨脹值，則SFI＝(X/Y)×100測(cè)塑性范圍：Tf—Tb，起酥油，寬塑；可可脂，窄塑

膨脹曲線應(yīng)用91