食品生物化學(xué)-第3章課件

食品生物化學(xué)第一節(jié)概述

第二節(jié)脂肪

第三節(jié)類脂

第四節(jié)油脂加工的化學(xué)

第三章脂類化學(xué)

食品生物化學(xué)第一節(jié)概述第三章脂類化學(xué)1食品生物化學(xué)

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．了解脂類化合物的特征及分類。2．掌握脂肪及脂肪酸的性質(zhì)。3．了解食品熱加工中油脂的變化。4．了解油脂加工中的化學(xué)變化。食品生物化學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)2食品生物化學(xué)第一節(jié)概述

一、脂類的特征脂類是一類混合有機(jī)化合物，包括脂肪、蠟、磷脂、糖脂、類固醇等。脂類的元素組成主要為碳、氫、氧三種，有的還含有氮、磷、硫。脂類共同特征：不溶于水而易溶于乙醚等非極性的有機(jī)溶劑；都具有酯的結(jié)構(gòu)，或與脂肪酸有成酯的可能；都是生物體所產(chǎn)生，并能為生物體所利用。食品生物化學(xué)第一節(jié)概述一、脂類的特征3食品生物化學(xué)生物化學(xué)中的脂類范圍廣泛，并不局限于由脂肪酸和醇所組成的物質(zhì)。一般把生物體中具有脂溶性的化合物統(tǒng)稱為脂類。細(xì)胞內(nèi)存在的萜類和甾（固醇）類物質(zhì)也囊括進(jìn)來。萜類和甾類都不含有脂肪酸組分。二、脂類的分類1.單脂質(zhì)2.單脂質(zhì)是由脂肪酸與醇所成的脂根據(jù)醇的性質(zhì)單脂質(zhì)可分為：（1）脂肪脂肪酸與甘油所成的脂，又稱中性脂肪。室溫下為液態(tài)的中性脂肪稱為油。（2）蠟脂肪與高級(jí)一元醇所成的酯。食品生物化學(xué)生物化學(xué)中的脂類范圍廣泛，并不局限于由脂4食品生物化學(xué)3.復(fù)合脂類復(fù)合脂類分子中除了脂肪酸與醇以外，還有其他的化合物。復(fù)合脂類主要以下幾類：（1）磷脂由脂肪酸、醇、磷酸及一個(gè)含氮的堿構(gòu)成。如：甘油磷脂、卵磷脂、腦磷脂等。（2）糖脂糖脂含有糖（半乳糖和葡萄糖）、一分子脂肪酸及神經(jīng)氨基醇，不含磷酸及甘油。（3）蛋白脂蛋白質(zhì)與脂類的復(fù)合物。

食品生物化學(xué)3.復(fù)合脂類5食品生物化學(xué)4.衍生脂類由簡(jiǎn)單脂類與復(fù)合脂類衍生而仍具有脂類一般性質(zhì)的物質(zhì)。（1）脂肪酸飽和及不飽和的脂肪酸。（2）高級(jí)醇類除甘油以外的高分子量醇類。（3）烴類不含羧基或醇基，又不被皂化的化合物，包括直鏈烴、類胡蘿卜素等飽和及不飽和的烴類。食品生物化學(xué)4.衍生脂類由簡(jiǎn)單脂類與復(fù)合脂類衍生而6食品生物化學(xué)第二節(jié)脂肪一、脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)與種類脂肪是甘油與脂肪酸所成的酯，也稱真脂或中性脂肪。若構(gòu)成甘油酯的三個(gè)烴基（R1、R2、R3）相同，則稱為單純甘油酯，否則稱為混合物甘油酯。天然脂肪中單純甘油酯很少，一般都是混合甘油酯。在一種脂肪中，一般至少有三種以上的脂肪酸參與成酯，根據(jù)排列組合的規(guī)律，當(dāng)一種脂肪中含有三種脂肪酸時(shí)，就可能有10種不同的混合甘油酯存在。常溫下，含不飽和脂肪酸多的植物脂肪一般為液態(tài)，稱之為油；含飽和脂肪酸多的動(dòng)物脂肪在常溫下一般為固態(tài)，稱之為脂。二者均以其來源名稱命名。如：花生油、豆油、牛脂等。食品生物化學(xué)第二節(jié)脂肪一、脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)與種類7食品生物化學(xué)

圖3-1脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)食品生物化學(xué)圖3-1脂肪的化學(xué)結(jié)構(gòu)8食品生物化學(xué)二、甘油甘油（又名丙三醇），是構(gòu)成脂肪的醇基部分，在各種油脂中含量一般為4%～6%。未經(jīng)酯化的甘油能溶于水和乙醇，不溶于脂肪溶劑，沸點(diǎn)為290℃，相對(duì)密度1.260。甘油在高溫下與脫水劑（無水CaCl2、KHSO4、MgSO4等）共熱，失水生成具有刺激鼻，喉及眼黏膜的辛辣氣味的丙烯醛，是鑒別甘油的特征的反應(yīng)。油脂在高溫時(shí)發(fā)生臭味就是產(chǎn)生丙烯醛的緣故，也可利用此種性質(zhì)來鑒定物質(zhì)中是否有油脂存在。食品生物化學(xué)二、甘油9食品生物化學(xué)

圖3-2甘油的特征反應(yīng)

食品生物化學(xué)圖3-2甘油的特征反應(yīng)10食品生物化學(xué)三、脂肪酸

脂肪酸是脂類化合物的主要成分之一。三酰甘油分子中，甘油是不變的，因此，脂肪的性質(zhì)與其中所含脂肪酸有很大關(guān)系。1．脂肪中脂肪酸的種類目前從動(dòng)物、植物、微生物中分離出的脂肪酸有近200多種，大多數(shù)是偶數(shù)碳原子的直鏈脂肪酸，帶側(cè)鏈者極少，奇數(shù)碳原子的也少見，但在微生物產(chǎn)生的脂肪中有相當(dāng)量的C15、C17及C19的脂肪酸，還有少數(shù)含環(huán)狀烴基的脂肪酸。脂肪酸的碳?xì)滏溣械氖秋柡偷?，有的是不飽和的，含有一個(gè)或幾個(gè)雙鍵。飽和脂肪酸的鏈長(zhǎng)一般為C4～C30，不飽和脂肪酸鏈長(zhǎng)一般為C10～C24。食品生物化學(xué)三、脂肪酸11食品生物化學(xué)（1）飽和脂肪酸飽和脂肪酸的特點(diǎn)是碳?xì)滏溕蠜]有雙鍵存在。根據(jù)碳原子數(shù)的不同，可分為：①低級(jí)飽和脂肪酸（揮發(fā)性脂肪酸）分子中碳原子數(shù)≤10的脂肪酸，常溫下為液態(tài)，如常見的丁酸、乙酸等，在乳脂及椰子油中多見。②高級(jí)飽和脂肪酸（固態(tài)脂肪酸）分子中碳原子數(shù)>10的脂肪酸，常溫下為固態(tài)。如常見的軟脂酸和硬脂酸等。（2）不飽和脂肪酸分子中含有雙鍵或三鍵的脂肪酸叫做不飽和脂肪酸，通常為液態(tài)。不飽和脂肪酸通常用Cx:y表示，其中x表示碳鏈中碳原子的數(shù)目，y表示不飽和雙鍵的數(shù)目。食品生物化學(xué)（1）飽和脂肪酸飽和脂肪酸的特點(diǎn)是碳?xì)滏?2食品生物化學(xué)含一個(gè)雙鍵的脂肪酸如油酸（C18:1）、棕櫚油酸（C16:1）等；含兩個(gè)以上雙鍵的脂肪酸。主要有亞油酸（C18:2）、亞麻酸（C18:3）等。

在不飽和脂肪酸中，有一些在人體內(nèi)有著特殊的生理作用，是維持人體正常生理功能所必需的，人體不能合成，必須由食物供給，這種不飽和脂肪酸稱為必需脂肪酸。亞麻酸不屬于必需脂肪酸，花生四烯酸（C20:4）可在體內(nèi)由亞油酸合成及轉(zhuǎn)化而得到，因此亞油酸是最重要的必需脂肪酸。必需脂肪酸是組織細(xì)胞的組成成分，而且與類脂代謝也有密切關(guān)系。必需脂肪酸最好的食物來源是植物油類，動(dòng)物脂肪中含量不多。食品生物化學(xué)含一個(gè)雙鍵的脂肪酸如油酸（C18:113食品生物化學(xué)表3-1構(gòu)成油脂的脂肪酸

食品生物化學(xué)表3-1構(gòu)成油脂的脂肪酸14食品生物化學(xué)2．各類生物脂肪中脂肪酸組成的特點(diǎn)各種不同類型生物脂肪中的脂肪酸組成有不同的特點(diǎn)。陸地上動(dòng)、植物脂肪中多數(shù)為C16～C18的脂肪酸，尤以C18為最多。動(dòng)物脂肪主要是軟脂酸、硬脂酸、油酸，且往往硬脂酸較多，不飽和脂肪酸含量低。存在于植物果肉里的脂肪，如棕櫚油、橄欖油，主要脂肪酸是軟脂酸、油酸，并往往含有亞油酸。種子脂肪中一般以軟脂酸、油酸、亞油酸及（或）亞麻酸為主要脂肪酸。

食品生物化學(xué)2．各類生物脂肪中脂肪酸組成的特點(diǎn)15食品生物化學(xué)水產(chǎn)動(dòng)物脂肪中以C20及C22脂肪酸居多，其中不飽和脂肪酸的含量占絕大部分，種類也很多，飽和脂肪酸僅含少量。淡水魚類脂肪中C18不飽和脂肪酸的比例高，而海水魚類脂肪中則以C20及C22不飽和脂肪酸含量居優(yōu)勢(shì)，如含二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA），具有調(diào)節(jié)血脂、降低膽固醇和甘油三脂的含量，防止血管凝固，促進(jìn)血液循環(huán)，預(yù)防腦溢血、腦血栓及老年癡呆、減少動(dòng)脈硬化及高血壓，促進(jìn)腦部和眼睛的發(fā)育等功效。DHA和EPA俗稱為腦黃金。

高等陸生動(dòng)物脂肪中的脂肪酸主要是軟脂酸、油酸，并往往含有硬脂酸。軟脂酸及油酸也是哺乳動(dòng)物乳汁中的主要脂肪酸。此外，許多動(dòng)物（特別是反芻動(dòng)物）的乳中含有相當(dāng)多的（5%～30%）短鏈脂肪酸（C4～C10）。食品生物化學(xué)水產(chǎn)動(dòng)物脂肪中以C20及C22脂肪酸居多16食品生物化學(xué)兩棲類及爬行類動(dòng)物的脂肪含有大量C20及C22不飽和脂肪酸，與水產(chǎn)動(dòng)物相似；而鳥類及嚙齒類則更接近于其他高等陸生動(dòng)物。四、脂肪酸及脂肪的性質(zhì)1．物理性質(zhì)（1）色澤與氣味純凈的脂肪酸及甘油酯是無色的，但天然脂肪常具有各種顏色，如棕黃、黃綠、黃褐色等，這是因?yàn)樗苡懈鞣N色素物質(zhì)，如類胡蘿卜素等的緣故。純的脂肪是沒有氣味和滋味的，但天然的脂肪則具有特殊的氣味和滋味。如芝麻油、花生油、豆油等。天然脂肪的氣味除了極少數(shù)由短鏈脂肪酸構(gòu)成的脂肪外，一般也是由于其所含的非脂肪成分引起的。溶于脂肪中的低級(jí)脂肪酸（≤C10）的揮發(fā)性氣味也是造成脂肪嗅味的原因。食品生物化學(xué)兩棲類及爬行類動(dòng)物的脂肪含有大量C20及17食品生物化學(xué)（2）熔點(diǎn)與沸點(diǎn)脂肪酸的熔點(diǎn)隨碳鏈增長(zhǎng)及飽和度的增高而不規(guī)則的增高，且偶數(shù)碳原子鏈脂肪酸的熔點(diǎn)比相鄰的奇數(shù)碳鏈脂肪酸高。雙鍵引入可顯著降低脂肪酸的熔點(diǎn)，如C18的四種脂肪酸中，硬脂肪酸為70℃，亞油酸為-5℃，亞麻酸為-11℃；順勢(shì)異構(gòu)體低于反式異構(gòu)體，如順式油酸熔點(diǎn)為16.3℃，而反式為43.7℃。脂肪酸的沸點(diǎn)隨鏈長(zhǎng)而增加，飽和度不同但碳鏈長(zhǎng)度相同的脂肪酸沸點(diǎn)相近。脂肪是甘油酯的混合物，而且其中還混有其它物質(zhì)，所以沒有確切的熔點(diǎn)與沸點(diǎn)。一般油脂的熔點(diǎn)最高在40～55℃之間，而且與組成的脂肪酸有關(guān)。食品生物化學(xué)（2）熔點(diǎn)與沸點(diǎn)脂肪酸的熔點(diǎn)隨碳鏈增長(zhǎng)及18食品生物化學(xué)表3-2常用食用油脂的熔點(diǎn)范圍（℃）

熔點(diǎn)范圍對(duì)脂肪消化來說十分重要,健康人體溫為37℃左右,熔點(diǎn)高于體溫的脂肪較難消化，比如牛油、羊油,只有趁熱食用才容易消化。油脂的沸點(diǎn)一般在180～200℃之間,也與組成的脂肪酸有關(guān)。（3）密度、溶解性與折光率脂肪的相對(duì)密度一般與其相對(duì)分子質(zhì)量成反比，與不飽和度成正比。除個(gè)別(腰果籽殼油)外,脂肪的密度都小于1。食品生物化學(xué)表3-2常用食用油脂的熔點(diǎn)范圍（℃）19食品生物化學(xué)脂肪不溶于水,除蓖麻油外,均僅略溶于低級(jí)醇中,但易溶于乙醚、丙酮、苯、二硫化碳等溶劑。脂肪酸的溶解度比相應(yīng)的甘油酯大,都能溶于極性和非極性有機(jī)溶劑中,低級(jí)脂肪酸都能溶于水,不飽和脂肪酸比飽和脂肪酸更易溶于有機(jī)溶劑脂肪的折光率隨組成中脂肪酸的碳原子數(shù)、雙鍵數(shù)增加而增大,尤其是共軛雙鍵影響更顯著。因此折光率及其變化是鑒定脂肪類別、純度和酸敗程度的重要物理常數(shù)。

2.主要化學(xué)性質(zhì)食品生物化學(xué)脂肪不溶于水,除蓖麻油外,均僅略溶20食品生物化學(xué)（1）水解與皂化所有的脂肪都能在酸、堿、酶的作用下水解,水解產(chǎn)物是脂肪酸及甘油。脂肪在堿性溶液中水解的產(chǎn)物不是游離脂肪酸而是脂肪酸的鹽類，習(xí)慣上稱為肥皂。因此把脂肪在堿性溶液中的水解稱為皂化作用。

C3H5（OCOR）3+3KOH→C3H5（OH）3+3R?COOK

脂肪甘油皂堿與脂肪及及脂肪酸的作用可以用酸價(jià)和皂化值、酯值和不皂化物來反映,這幾項(xiàng)內(nèi)容也是表征脂肪特點(diǎn)的重要指標(biāo)。①酸價(jià)酸價(jià)是中和1g油脂中的游離脂肪酸所需要的氫氧化鉀的毫克數(shù)。它因油脂的精煉程度、保存時(shí)間及水解程度不同而有差異。例如完全精煉好的油，酸價(jià)一般在0.03左右，而毛油酸價(jià)多在1以上。所以酸價(jià)的高低是衡量油脂好壞的指標(biāo)。食品生物化學(xué)（1）水解與皂化所有的脂肪都能在酸、堿、21食品生物化學(xué)②皂化價(jià)皂化1g油脂所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。皂化價(jià)可反映脂肪的平均分子量，因?yàn)閱挝恢亓康闹救绶肿恿坑螅瑒t摩爾濃度愈小，所需的氫氧化鉀也愈少，如果皂化價(jià)低于常數(shù)以下，可推斷混入了其他高分子量的脂肪或不皂化性的物質(zhì)，如甾體物質(zhì)、脂溶性維生素及類胡蘿卜素等。③酯值皂化1g純油脂所需要?dú)溲趸浀暮量藬?shù)稱為酯值，這里不包括游離脂肪酸的作用。④不皂化物油脂中含有少量不受氫氧化鉀作用的脂質(zhì)物質(zhì)，如甾醇、高級(jí)醇、脂溶性色素和維生素等，稱為不皂化物。不皂化物含量以百分?jǐn)?shù)表示。食品生物化學(xué)②皂化價(jià)皂化1g油脂所需氫氧化22食品生物化學(xué)脂肪的水解反應(yīng)在食品加工中對(duì)食品質(zhì)量的影響是很大的。在油炸食品時(shí)，油溫可高達(dá)176℃以上，由于被炸食品引入大量的水，油脂發(fā)生水解，產(chǎn)生大量游離脂肪酸，使油的發(fā)煙點(diǎn)降低，表面張力下降，而且更容易氧化，從而影響油炸食品的風(fēng)味，降低食品的質(zhì)量，固要常更換新油。（2）加成反應(yīng)脂肪中不飽和脂肪酸的雙鍵非?；顫姡芷鸺映煞磻?yīng)。其主要反應(yīng)有氫化和鹵化兩種。脂肪中的不飽和脂肪酸在催化劑(如鉑)存在下在不飽和鍵上加氫的反應(yīng)稱氫化，加氫后的油脂叫氫化油。硬化油因雙鍵減少，不易酸敗，便于貯藏和運(yùn)輸。油脂氫化擴(kuò)展了油脂的使用范圍，使植物油氫化成適宜硬度的人造奶油、起酥油等，也可用于工業(yè)用固體脂肪。食品生物化學(xué)脂肪的水解反應(yīng)在食品加工中對(duì)食品質(zhì)23食品生物化學(xué)

圖3-3不飽和脂肪酸的加成反應(yīng)

食品生物化學(xué)圖3-3不飽和脂肪酸的加成反應(yīng)24食品生物化學(xué)鹵素同樣可以加入到脂肪分子中的不飽和雙鍵上，生成飽和的鹵化酯，這種作用稱為鹵化。吸收鹵素的量反映不飽和鍵的多少。在油脂分析上常用碘價(jià)來衡量油脂中所含脂肪酸的不飽和程度。碘價(jià)：每100g脂肪或脂肪酸吸收碘的克數(shù)。碘價(jià)愈高，雙鍵愈多，因此推斷,碘價(jià)高的油容易氧化。（3）氧化與酸敗油脂儲(chǔ)存過久或儲(chǔ)存條件不當(dāng)，會(huì)發(fā)生酸臭、口味變苦澀，顏色也逐漸變深，這種現(xiàn)象叫油脂的酸敗。由于油脂酸敗時(shí)生成具有揮發(fā)性的低分子醛、酮、酸，使酸敗油脂具有使人感到不快的哈喇味，同時(shí)造成油脂的酸值和過氧化值增大，碘值下降。雜質(zhì)、水、高溫、光照及空氣是引起油脂酸敗的原因。食品生物化學(xué)鹵素同樣可以加入到脂肪分子中的不飽25食品生物化學(xué)脂肪酸敗類型：

①油脂的自動(dòng)氧化油脂中不飽和烴鏈被空氣中的氧所氧化，生成過氧化物，過氧化物繼續(xù)分解產(chǎn)生低級(jí)的醛、酮和羧酸，產(chǎn)生令人不愉快的嗅感和味感。是最主要酸敗類型。不飽和油脂的自動(dòng)氧化是游離基反應(yīng)歷程。以RH代表不飽和脂肪，則：食品生物化學(xué)脂肪酸敗類型：26食品生物化學(xué)脂肪分子的不同部位對(duì)活化的敏感性不同，一般以雙鍵的α-亞甲基最易生成自由基。影響油脂酸敗發(fā)生的因素有：

a.溫度：溫度是影響油脂氧化速度的一個(gè)重要因素，高溫可加速油脂氧化。

b.光和射線：光，特別是紫外線，能促進(jìn)油脂中脂肪酸鏈的斷裂，加速油脂的酸敗。c.氧氣：脂肪自動(dòng)氧化速率隨大氣中氧的分壓增加而增加，氧分壓達(dá)到一定值后，脂肪自動(dòng)氧化速率保持不變。

食品生物化學(xué)脂肪分子的不同部位對(duì)活化的敏感性不同，一27食品生物化學(xué)d.催化劑：油脂中存在許多助氧化物質(zhì)，如微量金屬，特別是變價(jià)金屬如鐵、銅、錳等離子有著顯著的影響，它們是油脂自動(dòng)氧化酸敗的強(qiáng)力催化劑，由于它們的存在，大大縮短了油脂氧化的誘導(dǎo)期，加快了氧化反應(yīng)速度。

e.油脂中脂肪酸的類型：油脂中所含的多不飽和脂肪酸比例高，其相對(duì)的抗氧化穩(wěn)定性就差；油脂中游離脂肪酸含量增加（酸值增加）時(shí)，會(huì)促使設(shè)備或容器中具有催化作用的微量金屬進(jìn)入油脂中，因而加快了油脂氧化的速度；飽和脂肪酸也能發(fā)生自發(fā)氧化,不過速度慢而已。f.抗氧化劑：能阻止、延緩氧化作用的物質(zhì)稱為抗氧化劑。維生素E、丁基羥基茴香醚、丁基羥基甲苯等抗氧化劑都具有減緩油脂自動(dòng)氧化作用。食品生物化學(xué)d.催化劑：油脂中存在許多助氧化物質(zhì)，如28食品生物化學(xué)

圖3-4甘油氧化反應(yīng)

食品生物化學(xué)圖3-4甘油氧化反應(yīng)29食品生物化學(xué)

圖3-5β-型氧化酸敗反應(yīng)食品生物化學(xué)圖3-5β-型氧化酸敗反應(yīng)30食品生物化學(xué)②β-型氧化酸敗在微生物的作用下，脂肪水解為甘油和脂肪酸。甘油繼續(xù)氧化生成具有臭味的1，2-內(nèi)醚丙醛。而脂肪酸經(jīng)一系列的酶促作用后生成β-酮酸，然后再經(jīng)過脫羧，生成具有苦味及臭味的低級(jí)酮類化合物。β-型氧化酸敗多發(fā)生在含有椰油、奶油等低級(jí)脂肪酸的食品中。③水解型酸敗此類酸敗多發(fā)生于含低級(jí)脂肪酸較多的油脂中。在酶（由動(dòng)植物組織殘?jiān)臀⑸锂a(chǎn)生的酶）的作用下,油脂水解出C10以下的游離脂肪酸，如丁酸、己酸、辛酸等，這些脂肪酸具有特殊的汗臭氣和苦澀味。人造黃油、奶油等乳制品中易發(fā)生這種酸敗，放出一種奶油臭味。食品生物化學(xué)②β-型氧化酸敗在微生物的作用下，脂31食品生物化學(xué)含水、蛋白質(zhì)較多且未經(jīng)精制的油脂食品，易受微生物污染而發(fā)生水解型酸敗和β-型氧化酸敗，為防止這兩種酸敗，應(yīng)提高油脂純度，降低水分含量，避免微生物污染，降低存放時(shí)的溫度。油脂酸敗后會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的異味，并降低油脂的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，脂溶性維生素（維生素A、D、E）受到破壞。酸敗的油脂用于食品加工，使食品中的易氧化維生素也會(huì)受到破壞。油脂酸敗后產(chǎn)生的氧化物對(duì)人體的酶系統(tǒng)，如琥珀酸氧化酶、細(xì)胞色素酶等有破壞作用；低分子物質(zhì)則有毒。動(dòng)物長(zhǎng)期食用酸敗油脂可出現(xiàn)體重減輕、發(fā)育障礙、肝臟腫大、腫瘤。

食品生物化學(xué)含水、蛋白質(zhì)較多且未經(jīng)精制的油脂食32食品生物化學(xué)為了阻止含脂食品的氧化變質(zhì)，最普遍的辦法是排除O2，采用真空或充N2包裝和使用透氣性低的有色或遮光的包裝材料，并盡可能避免在加工中混入鐵、銅等金屬離子。貯存油脂應(yīng)用有色玻璃瓶裝，避免用金屬罐裝。五、食品熱加工過程中油脂的變化油脂經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間加熱，會(huì)出現(xiàn)黏度增高，酸價(jià)增高，產(chǎn)生刺激性氣味等變化，油脂的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值會(huì)下降。在熱加工過程中，油脂的變化有以下幾種：1．油脂的熱增稠所有的油脂在加熱過程中黏度增高，在溫度≥300℃時(shí),增黏速度極快。其化學(xué)原因是脂肪發(fā)生了聚合作用。食品生物化學(xué)為了阻止含脂食品的氧化變質(zhì)，最普遍33食品生物化學(xué)油脂的聚合分為：（1）熱聚合油脂在真空、二氧化碳或氮?dú)獾臒o氧條件下加熱至200～300℃高溫時(shí),多烯化合物在高溫下轉(zhuǎn)化為共軛雙鍵并發(fā)生聚合，此聚合作用可發(fā)生在同一甘油酯的脂肪酸殘基之間,也可發(fā)生在不同分子甘油酯之間。（2）熱氧化聚合油脂在空氣中加熱至200～300℃時(shí)即能引起熱氧化聚合。油炸食品所用的油逐漸變稠,即屬于此類聚合反應(yīng)。熱氧化聚合的產(chǎn)物是甘油酯二聚物。這種物質(zhì)在體內(nèi)被吸收后，與酶結(jié)合,使酶失去活性而引起生理異?，F(xiàn)象。聚合程度與溫度、氧的接觸面積有關(guān),鐵、銅等金屬可促進(jìn)油脂的熱氧化聚合。食品生物化學(xué)油脂的聚合分為：34食品生物化學(xué)

圖3-6油脂的熱聚合反應(yīng)食品生物化學(xué)圖3-6油脂的熱聚合反應(yīng)35食品生物化學(xué)

圖3-7油脂的水解與縮合食品生物化學(xué)圖3-7油脂的水解與縮合36食品生物化學(xué)2.油脂在高溫下的水解與縮合在高溫下,脂肪可先發(fā)生部分水解,然后再縮合成分子量較大的醚型化合物。3．油脂的分解油脂在加熱≥300℃時(shí),除發(fā)生聚合、縮合外,還可分解為酮、醛、酸等,金屬離子如Fe2+的存在可以催化分解過程。熱變性的脂肪不僅味感變劣,而且喪失營(yíng)養(yǎng),甚至還有毒性。所以食品工藝上要求控制油溫在150℃左右。六、油脂的乳化和乳化劑食品生物化學(xué)2.油脂在高溫下的水解與縮合37食品生物化學(xué)1．乳化劑的概念油加入到水中,會(huì)在水上形成一個(gè)分離層,這是因?yàn)橛秃退荒芑ト?。如果加入一種物質(zhì)，使互不相溶的兩種液體中的一種呈微滴狀態(tài)分散于另一中液體中,這種作用稱為乳化。這兩種不同的液體稱為“相”，在體系中量大的稱為連續(xù)相,量小的稱為分散相。2.乳化劑能使互不相溶的兩相中的一相分散于另一相中的物質(zhì)稱為乳化劑。乳化劑是含有親水基和疏水基的分子,親水基是極性的,被水吸引；疏水基是非極性的,被油吸引。由于極性相斥,附于水-油界面的乳化劑分子形成一個(gè)圍繞水滴的完整保護(hù)膜,因而形成了穩(wěn)定的乳濁液。食品生物化學(xué)1．乳化劑的概念38食品生物化學(xué)

圖3-8乳化劑作用模式食品生物化學(xué)圖3-8乳化劑作用模式39食品生物化學(xué)乳濁液的穩(wěn)定還取決于系統(tǒng)的組成及其它比例、乳化的機(jī)械條件等,但乳化劑的作用非常重要。油-水乳濁液可分為水在油中(水/油)及油在水中(油/水)兩種類型,適用的乳化劑也不相同。油/水型乳濁液宜用親水性強(qiáng)的乳化劑,水/油型乳濁液易用親油性強(qiáng)的乳化劑。食品加工中較多遇到的是油在水中型的乳濁液,經(jīng)常使用的乳化劑有甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。食品生物化學(xué)乳濁液的穩(wěn)定還取決于系統(tǒng)的組成及其它比例40食品生物化學(xué)第三節(jié)類脂一、磷脂磷脂結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，由醇類、脂肪酸、磷酸和一個(gè)含氮化合物(含氮堿)所組成。按其組成中醇基部分的種類又可分為甘油磷脂和非甘油磷脂兩類。1．甘油磷脂甘油磷脂可視為磷脂酸的衍生物。食品生物化學(xué)第三節(jié)類脂一、磷脂41食品生物化學(xué)

圖3-9磷脂酸的結(jié)構(gòu)食品生物化學(xué)圖3-9磷脂酸的結(jié)構(gòu)42食品生物化學(xué)主要的甘油磷脂：（1）卵磷脂卵磷脂是由磷脂酸與膽堿結(jié)合而成。由于磷酸及膽堿在卵磷脂分子中的位置不同，形成α-及β-兩種結(jié)構(gòu)。天然卵磷脂是α-型的，β-卵磷脂可能是在提取過程中發(fā)生變位現(xiàn)象的結(jié)果。卵磷脂分子中的R1為硬脂酸或軟脂酸，R2為油酸、亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸等不飽和脂肪酸。卵磷脂可溶于乙醚、乙醇但不溶于丙酮。分子中磷酸根及膽堿基可與酸、堿成鹽。純凈卵磷脂為吸水性很強(qiáng)的蠟狀物，遇空氣即迅速變成黃褐色，一般認(rèn)為這種變化是由于卵磷脂分子中的不飽和脂肪酸氧化所致。食品生物化學(xué)主要的甘油磷脂：43食品生物化學(xué)

圖3-10卵磷脂結(jié)構(gòu)式食品生物化學(xué)圖3-10卵磷脂結(jié)構(gòu)式44食品生物化學(xué)大部分卵磷脂與蛋白質(zhì)成不穩(wěn)定的結(jié)合物狀態(tài)存在，也可與細(xì)胞內(nèi)其它物質(zhì)結(jié)合。卵磷脂的膽堿殘基端具親水性，脂肪酸殘基端具憎水性，因此，能以一定方向排列在兩相界面上，在細(xì)胞膜的功能上起重要作用。在相應(yīng)的酶（如蛇毒中的磷脂酶）作用下產(chǎn)生的只剩一個(gè)脂肪酸殘基的卵磷脂，有溶解紅血球的特性，稱為溶血卵磷脂。卵磷脂在食品工業(yè)中廣泛作用乳化劑、抗氧化劑和營(yíng)養(yǎng)添加劑，現(xiàn)在由植物油精煉工業(yè)作為副產(chǎn)品，可大量廉價(jià)獲得供應(yīng)。（2）腦磷脂腦磷脂與卵磷脂結(jié)合的堿基不同，但性質(zhì)非常相似。腦磷脂有兩類，一類的堿基是乙醇胺（膽胺），另一類的堿基是絲氨酸。食品生物化學(xué)大部分卵磷脂與蛋白質(zhì)成不穩(wěn)定的結(jié)合物狀態(tài)45食品生物化學(xué)

圖3-11腦磷脂結(jié)構(gòu)食品生物化學(xué)圖3-11腦磷脂結(jié)構(gòu)46食品生物化學(xué)（3）肌醇磷脂肌醇磷脂是從組織所含的腦磷脂粗制品中分離出來的。（4）縮醛磷脂

肌肉和腦組織中的磷脂中，有10%是縮醛磷脂。2．非甘油磷脂非甘油磷脂只有一類，即神經(jīng)鞘磷脂，由神經(jīng)鞘氨基醇、脂肪酸、磷酸及膽堿組成，主要存在與腦及神經(jīng)組織中。

二、糖脂糖脂亦稱腦苷脂，由糖、脂肪酸及神經(jīng)鞘氨基醇組成。按糖的種類，可分為半乳糖腦苷脂及葡萄糖腦苷脂兩類，以半乳糖腦苷脂較普遍。食品生物化學(xué)（3）肌醇磷脂肌醇磷脂是從組織所含的腦磷47食品生物化學(xué)

圖3-12神經(jīng)鞘磷脂結(jié)構(gòu)式食品生物化學(xué)圖3-12神經(jīng)鞘磷脂結(jié)構(gòu)式48食品生物化學(xué)三、固醇固醇是脂類中不被皂化，在有機(jī)溶劑中容易結(jié)晶出來，因常溫下呈固態(tài)而得此名稱。固醇多于脂肪和磷共同存在，一部分為游離型，另一部分與高級(jí)脂肪酸發(fā)生酯化。1.膽固醇膽固醇又稱為膽甾醇，廣泛分布于動(dòng)物組織中，在腦和神經(jīng)組織中含量較高。在食品中以卵黃含量最多，肥肉、乳類中含量也較多。膽固醇是維持人體生理功能不可缺少的物質(zhì)，它是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分。膽固醇作為膽汁的組成成分，經(jīng)膽道排入腸腔，可幫助脂類的消化和吸收。食品生物化學(xué)三、固醇49食品生物化學(xué)膽固醇的衍生物7-脫氫膽固醇經(jīng)太陽(yáng)光中的紫外線照射后能轉(zhuǎn)化為維生素D3，這是人體獲得維生素D的一條重要途徑。此外，膽固醇還能轉(zhuǎn)變成腎上腺皮質(zhì)激素和性激素，這些激素具有重要的生理作用。人體內(nèi)只有含一定量的膽固醇，才能維持正常的機(jī)能。但膽固醇含量過高時(shí)，會(huì)沉積在血管壁上引起動(dòng)脈硬化，易釀成心血管疾病。2.麥角固醇麥角固醇最初由麥角（麥及谷類患麥角菌病而產(chǎn)生）中分離出而得名。酵母菌、長(zhǎng)了麥角的黑麥和小麥中都含有之。麥角固醇經(jīng)紫外線照射后，可變成維生素D2。除麥角固醇外，還有豆固醇和谷固醇，它們分別存在于豆類和谷類的油脂中。食品生物化學(xué)膽固醇的衍生物7-脫氫膽固醇經(jīng)太陽(yáng)50食品生物化學(xué)

圖3-13各種固醇結(jié)構(gòu)式食品生物化學(xué)圖3-13各種固醇結(jié)構(gòu)式51食品生物化學(xué)四、蠟蠟是由高級(jí)一元醇與高級(jí)脂肪酸生成的酯，天然蠟是多種酯的混合物。在天然蠟中尚混有少量游離的脂肪酸、醇及飽和烴類。如蜂蠟的主要成分是C30的硬脂酸酯，羊毛蠟是膽固醇的軟脂酸酯、硬脂酸酯及油酸酯。水產(chǎn)動(dòng)物和植物油脂中也都含有蠟。在室溫下，蠟是固體，熔點(diǎn)為60～80℃，溶于醚、苯、三氯甲烷等有機(jī)溶劑，不溶于水，不易皂化，在人及動(dòng)物消化道中不能被消化，故無營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。蠟的生物學(xué)意義是起保護(hù)作用，皮膚、毛皮、植物葉、果實(shí)表面及昆蟲表皮均有蠟層。食品生物化學(xué)四、蠟52食品生物化學(xué)第四節(jié)油脂加工的化學(xué)一、油脂的精練