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文檔簡介

第四章脂類

Lipids教學目的與要求了解:脂類的定義、作用、命名、分類、結構和組成;乳狀液與乳化劑的概念;油脂的精制.第四章脂類掌握:脂類的晶體結構和物理性質(同質多晶、塑性、固體脂肪指數(shù)等);油脂在儲藏加工中發(fā)生的物理和化學變化;油脂質量的評價指標;油脂加工化學的原理。教學目的與要求第四章脂類重點掌握:油脂氧化的機理、類型、影響油脂氧化速率的因素;改性后油脂的特點。難點:油脂氧化機理。教學目的與要求第四章脂類第一節(jié)引言第二節(jié)分類、組成和命名第三節(jié)結構與物理性質第四節(jié)乳狀液與乳化劑第五節(jié)化學性質第六節(jié)油脂加工化學作業(yè)第四章脂類脂類總結Lipids,oilandfat組成:植物油、動物脂、魚油的脂肪酸組成結構:Sn、同質多晶、晶型性質:物理和化學性質脂類物理性質meltpointsolidfatindex,SFIemulsion,emulsifier脂類化學性質reactionchange分解水解氧化聚合和縮合黏度增大;碘值降低;酸價升高;發(fā)煙點降低;泡沫量增多;產(chǎn)生刺激性氣味。

脂類脂類氧化characterrancidificationoxidationspeedqualityevaluationautooxidationphotosensitizedoxidationenzymaticoxidation脂類oilandfatmodificationhydrogenationinteresterificationfractionation第一節(jié)引言

一、脂類(lipids)的概念和特點定義:脂類是一類不溶于水而溶于大部分有機溶劑的疏水物質。第四章脂類通常的共同特征:①不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有機溶劑。②大多具有酯的結構,并以脂肪酸形成的酯最多。③都是由生物體產(chǎn)生,并能被生物體所利用。例外:卵磷脂、鞘磷脂和腦苷脂類。卵磷脂微溶于水而不溶于丙酮,鞘磷脂和腦苷脂類的復合物不溶于乙醚。第四章脂類第一節(jié)引言動植物油中99%的脂類是脂肪酸甘油酯。習慣上,室溫下呈固態(tài)的稱為“脂”(fat),呈液態(tài)的稱為“油”(oil)。但脂類的固態(tài)和液態(tài)隨溫度而發(fā)生變化,因此脂和油的名稱可以互換使用,統(tǒng)稱油脂。第四章脂類第一節(jié)引言

二、脂的作用提供熱量(39.58kj/g);提供必需脂肪酸(essentialfattyacids,EFA)

;脂溶性維生素的載體;提供滑潤的口感,光潤的外觀,塑性脂肪還具有造型功能;賦予油炸食品香酥的風味,是傳熱介質。第四章脂類第一節(jié)引言第二節(jié)分類、組成和命名一、分類按其結構組成分3大類:表4-4P88第四章脂類按構成的脂肪酸分:

單純?;停旌硝;汀5谒恼轮惖诙?jié)分類組成和命名微生物油脂二、脂肪酸的種類飽和脂肪酸(saturatedfattyacid,SFA):如月桂酸(C12)La、肉豆蔻酸(C14)M、棕櫚酸(C16)P、硬脂酸(C18)St、花生酸(C20)Ad等。不飽和脂肪酸(unsaturatedfattyacid,UFA)

:油酸(C18)O、亞油酸(C18)L、亞麻酸(C18)Ln、花生四烯酸(C20)An、EPA(C20)、DHA(C22)等第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名不飽和脂肪酸:有單/多不飽和脂肪酸.多不飽和脂肪酸:指含有兩個或兩個以上雙鍵且碳鏈長度為18~22個碳原子的直鏈脂肪酸。

根據(jù)雙鍵的位置可以將多不飽和脂肪酸分為ω-3和ω-6兩個系列。ω-3系列:α-亞麻酸(α-linolenicacid,ALA)、二十二碳六烯酸(docosahexanenoic

acid,DHA,俗稱“腦黃金”)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic

acid,EPA,俗稱“血管清道夫”

)。ω-6系列:亞油酸(linoleicacid,LA)、γ-亞麻酸(γ-linolenicacid,GLA)、二高-γ-亞麻酸(dihono-γ-linolenicacid,DHGLA)和花生四烯酸(arachidonic

acid,AA)。

41-5126-4135384853-71三、脂類的命名法則據(jù)有機化學物質的命名法,對脂肪酸和脂類的命名加以說明。(一)?;视?Acylgcerols)(甘油酯)目前廣泛采用Sn(stereospecificnumbering,Sn,立體有擇位次編排法)系統(tǒng)命名三酰甘油。第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名通常使用甘油的Fisher平面投影,中間的羥基位于中心碳的左邊,碳原子從頂?shù)降椎拇涡蚓幪枮镾n-1,Sn-2以及Sn-3。

CH2OHSn-1HOCHSn-2CH2OHSn-3第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名例如硬脂酸在1位置酯化,油酸在2位,肉豆蔻酸在3位,則可命名為:①Sn-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯;②Sn-甘油-1-硬脂酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰;③1-硬酯酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰-Sn-甘油;④英文縮寫:Sn-StOM⑤數(shù)字命名:Sn-18:0-18:1-14:0第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名(二)磷脂任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂稱為磷脂主要是磷酸甘油酯、神經(jīng)鞘磷脂、卵磷脂。磷酸甘油酯是屬于Sn-甘油-3-磷酸酯,廣泛存在于動植物中。如:1-棕櫚酰-2-亞油酰-Sn-甘油-3-磷脂酰膽堿第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名(三)脂肪酸(fattyacids,F(xiàn)A)①系統(tǒng)命名法:選含羧基和雙鍵最長的碳鏈為主鏈,從羧基端開始編號,并標出不飽和鍵的位置。飽和脂肪酸(saturatedfattyacid,SFA)以母體飽和烴來命名,末端羧基C定為C1。不飽和脂肪酸(unsaturatedfattyacid,UFA)需明確雙鍵位置。第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名②數(shù)字命名法:

分子末端甲基ω碳原子開始確定第一個雙鍵的位置;天然多烯酸(一般會有2-6個雙鍵)的雙鍵都是被亞甲基隔開的。

以末端碳定位為ω或n表示為:18:2ω6或18:2(n-6);僅適用于順式雙健結構和五碳雙稀結構,即具有非共軛雙健結構。以羧基碳定位:表示為9,12-十八碳二烯酸

1411851

65,8,11,14-二十碳四烯酸,或20:4ω6(或n-6)4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸或22:6ω3(或n-3)

③幾何構型順式(cis):烷基處于分子的同側,如9c-18:2反式(trans):烷基處于分子的異側,如9t-18:2反式比順式熔點高、反應性低。④俗名或普通名,見表4-1。第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名n-3第二節(jié)分類組成和命名四、組成大多數(shù)食用脂中三酰基甘油含量最高,占95%以上。還含有少量的游離脂肪酸、磷脂、甾醇、脂肪醇、脂溶性維生素及色素等。第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名飽和脂肪酸:主要是長鏈(C>14)、直鏈、偶數(shù)碳,但乳脂中也含有短鏈,而奇數(shù)碳原子及支鏈的飽和脂肪酸少見。不飽和脂肪酸:常含有一個或多個烯丙基結構,雙鍵多為順式。動物脂肪中:含有大量的C16、C18飽和脂肪酸(SFA)(棕櫚酸和硬脂酸)和中等量的不飽和脂肪酸(UFA)(油酸和亞油酸)。具有較高的熔點。乳脂肪中:主要為棕櫚酸、油酸、硬脂酸,也含有相當數(shù)量的C4-C12的短鏈脂肪酸。海生魚油中:一般含有大量的長鏈多不飽和脂肪酸,如EPA、DHA。第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名植物油中天然存在的最常見脂肪酸有8種,見表4-3,約占脂肪酸總量的97%,其中棕櫚酸、油酸以及亞油酸含量較高。玉米油、花生油、紅花油、棕櫚油、芝麻油等含有大量油酸和亞油酸,飽和脂肪酸含量低于20%。

第四章脂類第二節(jié)分類組成和命名第二節(jié)分類組成和命名LaMPStOL-LnE豆油、麥胚油、大麻籽油、紫蘇籽油含大量的亞麻酸。椰子油中含大量的月桂酸。世界衛(wèi)生組織(worldhealthorganization,WHO),聯(lián)合國糧農(nóng)組織(foodandagriculturalorganization,FAO),中國營養(yǎng)協(xié)會(chinesenutritionsociety,CNS)推薦:飽和脂肪酸(SFA):單不飽和脂肪酸(MUFA):多不飽和脂肪酸(PUFA)=1:1:1;ω6:ω3=5~10:1舉例:芝麻香油

(fragrantsesameoil)國家糧油標準GB8233-2008,自2009.1.1執(zhí)行。質量指標調整:增加了過氧化值、溶劑殘留量、冷凍試驗三個指標。價格:芝麻約13元/kg,2200-2500g能出1000g香油。500g香油成本不低于17元。項目等級一級二級氣味、滋味具有濃郁或顯著芝麻香油的香味和滋味、無異味透明度(20℃,24h)澄清、透明不溶性雜質/%≤0.10水分及揮發(fā)物/%≤0.100.20色澤(羅維朋比色槽25.4mm)≤

黃70紅11.0黃70紅16.0酸值(KOH)/(mg/g)≤2.04.0過氧化值/(mmol/kg)≤6.07.5溶劑殘留量/(mg/kg)不得檢出(檢出值小于10mg/kg視為未檢出)芝麻香油(包括小磨香油)質量標準增加了脂肪酸組成內容:縮寫含量縮寫含量縮寫含量14碳以下ND-0.1C18:04.5-6.7C22:0ND-1.1C14:0ND-0.1C18:134.4-45.5C22:1NDC16:07.9-12.0C18:236.9-47.9C24:0ND-0.3C16:1ND-0.2C18:30.2-1.0C24:1NDC17:0ND-0.2C20:00.3-0.7C17:1ND-0.1C20:1ND-0.3ND:表示未檢出,定義為不大于0.05%。第四節(jié)結構與物理性質

一、三酰基甘油分布模式理論

脂肪酸的分布對脂肪的物理性質有很大影響第四章脂類介紹隨機分布理論:脂肪酸是隨機分布的;3個位置上的脂肪酸組成相同,并與總脂肪中的脂肪酸組成相同,因此某一品種脂肪酸的比例計算公式為:xyz表示123位上脂肪酸組分%Sn-xyz=[總脂中x的摩爾分數(shù)%]×[總脂中y的摩爾分數(shù)%]×[總脂中z的摩爾分數(shù)%]×10-4第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質大多數(shù)脂肪不完全符合隨機分布的規(guī)律又提出了限制隨機等理論近年來使用立體有擇分析技術測定脂肪中脂肪酸的位置分布:一般常見的植物油中,不飽和脂肪酸優(yōu)先排列在Sn-2位(特別是亞油酸),飽和酸幾乎只出現(xiàn)在1,3位第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質飽和度高的植物脂:可可脂:75%左右的三酰基甘油是二飽和的,18:1集中在2位,飽和酸幾乎只在1,3位。椰子油:80%的三酰基甘油是三飽和的,月桂酸集中在2位上,辛酸在3位上,肉豆蔻酸與棕櫚酸在1位上。

第四章脂類動物脂肪:一般Sn-2位上飽和脂肪酸高于植物脂肪;大多數(shù)動物脂肪中的16:0酸優(yōu)先排在Sn-1位上(牛脂);但是豬脂例外:16:0主要集中于Sn-2位,18:0主要在Sn-1位,18:1在Sn-3位與Sn-1位海生動物油:長鏈高度不飽和脂肪酸優(yōu)先位于Sn-2位上。

第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質二、晶體結構及同質多晶(polymorphism)(一)晶體結構當脂肪固化時,三?;视头肿痈叨扔行蚺帕?,形成三維晶體結構。晶體是由晶胞在空間重復排列而成的。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質脂肪的亞晶胞常見的堆積類型:三斜(β):烴鏈平面相互平行,是最穩(wěn)定形式;正交(β'):烴鏈平面是相互垂直的;六方(α):穩(wěn)定性最差,自由能最高。Stability:β>β′>α三酰基甘油酯的晶體結構具有3種主要堆積類型:三斜(β)、正交(β’)和六方(α)堆積類型,看圖4-4。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質如硬脂酸的β型晶胞是三斜的,含有4個分子。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質油酸是低熔點型,油酸的晶胞長度上有兩個分子,在順式雙鍵兩側以相反方向傾斜。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質具有相同脂肪酸的三?;视偷木Ц裰?,分子排列呈2倍鏈長的變型音叉或椅式結構,如三月硅酸?;视偷谒恼轮惖谌?jié)結構與物理性質(二)同質多晶(polymorphism)概念:指化學組成相同,但具有不同晶型的物質,在熔化時可得到相同的液相。不同形態(tài)的固體晶體稱為同質多晶體。如三酰基甘油有3種不同的熔點分別為54.7℃α型、64.0℃β’,73.3℃β。α型最不穩(wěn)定,β型最穩(wěn)定。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質一般來說,含有相同脂肪酸的三?;视鸵仔纬煞€(wěn)定的β型結晶,而且是兩倍碳鏈形式排列。不同脂肪酸的三?;视鸵淄A粼诜€(wěn)定的β′型結晶,以三倍碳鏈形式排列?;旌闲偷母视王ゾ徒Y構更為復雜。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質易結晶為β晶型的脂肪有:豆油、花生油、豬油、玉米油、芝麻油、可可脂等。易結晶為β′晶型的脂肪有:氫化的棉籽油、棕櫚油、菜子油、乳脂、牛脂、改性豬油等。將液態(tài)油冷卻到一定溫度以除去少量固體脂的方法,稱為冬化或冷凍凈化。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質油脂加工中,通過精制過程以得到盡可能多的穩(wěn)定晶型的做法稱為調溫,在巧克力生產(chǎn)中有重要的應用。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質舉例可可脂(其β晶體熔點為35℃)含POSt(40%)、StOSt(30%)以及POP(15%),具有6種同質多晶型物(Ⅰ~Ⅵ)Ⅰ型最不穩(wěn)定,熔點最低;Ⅴ型最穩(wěn)定,介穩(wěn)態(tài),是所期望的結構,使巧克力涂層具有光澤的外觀。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質VI型比V型的熔點高,貯藏中V→VI型,導致巧克力的表面形成一層非常薄的“白霜”,是不期望的。加入低濃度表面活性劑,能改變脂肪熔化溫度范圍以及同質多晶型物的數(shù)量與類型。

第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質表面活性劑將穩(wěn)定介穩(wěn)態(tài)的同質多晶型物,推遲VVI型轉變。山梨醇硬脂酸一酯和三酯可以抑制巧克力起霜,抑制VVI型。山梨醇硬脂酸三酯可加速介穩(wěn)態(tài)同質多晶型物轉成V型。一種脂肪的同質多晶的特征主要受三?;视头肿又兄舅岬慕M成及其位置分布的影響。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質三、物理性質(一)熔化熔化和凝固是可逆的物理過程。同質多晶物熱焓熔化曲線見圖4-8。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時吸熱,曲線A,B,C表示β型的熱焓隨著溫度上升而增加。到達融化溫度時,繼續(xù)吸熱(熔化熱)但溫度不上升,直至全部固體轉變成液體(B點)時溫度才繼續(xù)上升。不穩(wěn)定的晶型α在E點開始變成穩(wěn)定的β晶型時放出熱量(圖中從E點開始延長至曲線AB)天然油脂是甘油酯的混合物,并存在同質多晶現(xiàn)象,所以沒有確切的熔點與沸點(是一個范圍)。油脂的熔點一般最高在40-45℃。當熔點低于37℃時,油脂消化率達96%以上,熔點高于37℃越多,越不易消化。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質脂肪在熔化時體積膨脹,在同質多晶轉換時體積收縮。因此,可采用膨脹率測定法測脂肪的熔點,常采用膨脹計測脂肪熔點。熔點是一范圍,若開始與結束熔化之間溫度變化大,則脂肪的塑性范圍越大。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質圖4-9第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質固體分數(shù)ab/ac液體分數(shù)bc/ac固體脂肪指數(shù)(SolidFatIndex,SFI):在一定溫度下的固液比ab/bc。(二)脂肪的塑性概念:是指固體脂肪在一定外力作用下,當外力超過分子間作用力時,開始流動,但是當外力停止后,脂肪重新恢復原有稠度。脂肪的塑性取決于脂肪中的固液比。可用差示掃描量熱儀、熔化膨脹曲線以及核磁共振等進行測定。膨脹法測定SFI相對比較精確,但較費時,只適用于測定低于50%的SFI。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質影響脂肪塑性的因素:固體脂肪指數(shù)(SFI)

:適當脂肪的晶型:β′型多,可塑性越大;β型多,可塑性越小。熔化溫度范圍:熔化溫度范圍寬則可塑性越大。塑性油脂具有良好的涂抹性和可塑性。在焙烤食品中,則具有起酥作用。(三)脂肪的稠度塑性脂肪膨脹曲線中其熔化曲線并不是均勻的曲線,線段之間有轉折點K點,K為最終熔化溫度,商品脂肪一般有幾個K點。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質第四章脂類硬奶油在較窄溫度范圍內熔化,因而在嘴中快速熔化,適用于糖果包衣。豬油熔化速率相應比乳脂肪慢。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質影響商品脂肪稠度的因素:固體含量:越高,脂肪越硬。當固體含量一定時,若晶體數(shù)量越多,結晶越小,則脂肪越硬。如果冷卻速率越慢,產(chǎn)生的結晶越大,則脂肪越軟。在一定溫度下,粘度不同的油會影響熔融物的黏度以及固-液脂類混合物的稠度。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質結晶的脂肪具有觸變性。熔化的脂肪在固化時進行機械攪拌,所得到的脂肪比較軟;在靜止條件下固化,得到的脂肪比較硬,因為在靜止條件下結晶形成的結構相對比較強。第四章脂類第三節(jié)結構與物理性質第四節(jié)乳狀液與乳化劑乳狀液的定義和類型:乳狀液:由兩互不相溶的液相組成的體系,其中一相為分散相,以液滴或液晶形式出現(xiàn),又稱為非連續(xù)相;另一相是分散介質,又稱為連續(xù)相。第四章脂類乳狀液分為:水包油型(O/W)、油包水型(W/O)兩種。O/W:如稀奶油、牛乳、冰淇淋漿料以及糕點面糊。W/O:如奶油和人造奶油。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑一、乳狀液的穩(wěn)定性(一)影響乳狀液穩(wěn)定性的因素1、界面張力:降低界面張力是使乳狀液保持穩(wěn)定的重要方法之一。2、電荷排斥力:乳狀液保持穩(wěn)定主要取決于乳狀液小液滴的表面電荷互相推斥作用。膠體穩(wěn)定性的DLVO理論:分散的顆粒受到兩種作用力,即范德華吸引力和顆粒表面雙電層所產(chǎn)生的靜電斥力。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑3、細微固體粉末的穩(wěn)定作用:與分散的油滴大小相比,是非常小的固體顆粒,其界面吸附可以在液滴的周圍形成物理壘(physicalbarrier),使乳狀液保持穩(wěn)定。如粉末狀硅膠、各種粘土、堿金屬鹽和植物細胞碎片。4、大分子物質的穩(wěn)定作用:如某些樹膠和蛋白質。蛋白質有助于O/W型乳狀液的形成并使其保持穩(wěn)定。5、液晶的穩(wěn)定作用:乳化劑、油和水之間的微弱相互作用,均可導致油滴周圍形成液晶多分子層,這種界面能壘使得范德華力減弱和乳狀液的穩(wěn)定性提高。6、連續(xù)相粘度:連續(xù)相粘度增大可以明顯地推遲絮凝和聚結作用的發(fā)生。明膠和多種樹膠,其中有的并不是表面活性物質,但由于它們能增加水相粘度,所以對于O/W型乳狀液保持穩(wěn)定性是極為有利的。(二)乳濁液的失穩(wěn)機制乳狀液是一種熱力學不穩(wěn)定體系,在一定條件下會出現(xiàn)分層(a)、絮凝(b)、聚結(c)。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑主要原因:1.重力作用導致分層:重力作用可導致密度不同的相分層或沉降。兩相密度差,引起液滴上浮或下沉,沉降速度服從Stokes定律:第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑由上述方程可知,影響上浮速度的因素為液滴半徑、兩相密度差、連續(xù)相的粘度。若液滴半徑小、兩相密度差小,連續(xù)相的粘度大,則乳狀液穩(wěn)定性提高,上浮速度下降。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑2.分散相液滴表面靜電荷不足導致絮凝:液滴與液滴之間的斥力不足,液滴與液滴相互接近而絮凝,但液滴的界面膜尚未破裂。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑3.兩相間界面膜破裂導致聚結:兩相間界面膜破裂,液滴與液滴結合,小液滴變?yōu)榇笠旱?,嚴重時會完全分相。液層的臨界厚度為5-15nm。絮凝和聚結主要取決于液滴間范德華引力和靜電斥力的平衡。一般情況下,斥力大于引力,乳狀液穩(wěn)定性好。穩(wěn)定性還與凈位能大小有關。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑分析巴氏殺菌乳貯存中脂肪上浮的原因及對策?二、乳化劑乳化劑是由親水基和親油基組成的雙親分子。具有以下功能:(1)控制脂肪球滴聚集,增加乳狀液穩(wěn)定性;(2)在焙烤食品中減少老化趨勢,以增加軟度;(3)與面筋蛋白相互作用強化面筋;(4)控制脂肪結晶,改善以脂類為基質的產(chǎn)品的稠度。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑常用乳化劑種類:1、甘油一酯及其衍生物:常用的蒸餾單甘酯,琥珀酸甘油酯等;2、硬脂酰乳酰乳酸鹽:SSL、CSL3、丙二醇硬脂酸一酯:4、聚甘油酯;5、蔗糖脂肪酸酯;6、脫水山梨糖醇脂肪酸酯及其衍生物:Span系列、Tween系列7、卵磷脂:大豆卵磷脂第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑三、乳化劑-水組成的體系中的液晶介晶相(液晶)(一)乳化劑的液晶相乳化劑晶體分散在水中并加熱時,呈現(xiàn)一種由液體(熔化烴鏈)與晶體(極性端)組成的液晶結構。介晶相:非極性部分烴鏈:呈無序態(tài)極性部分:呈晶體態(tài)烴鏈熔化溫度為Kraff溫度(Tc)第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑液晶介晶相結構主要有三類:即層狀、六方、立方。見圖4-18。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑1.層狀介晶相(一維空間層狀,三明治式結構):類似生物雙層膜具有較差的透明性和較低的黏度是由雙分子脂分子中間隔一層水組成,水層厚度約為1.60nm層狀介晶相冷卻時形成凝膠,仍呈層狀,但脂的烴鏈結晶成α型(不穩(wěn)定)。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑第四節(jié)乳狀液與乳化劑2.六方體系(兩維空間由圓柱形聚集體組成)當層狀介晶相加熱時,由層狀結晶相轉變成具有粘性的立方或反向六方型Ⅱ介晶相。在六方型Ⅰ型結構中,非極性基團朝著六方柱內,極性基團定向之外面水相。水充滿在六方柱之間的空間中。在六方型Ⅱ中,水被包裹在六方柱內部,油的極性端包圍著水,非極性的烴區(qū)朝外。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑3.立方介晶相(三維空間)由極性基團聚集向內,而烴鏈伸向外部形成的球狀聚集體。一般是非常黏的,而且完全透明。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑當加入油脂時,會引起介晶相的轉型,如SSL乳狀液為層狀,加油后變?yōu)榱叫廷颍ㄕ扯仍龃螅痪凵嚼娲?0乳狀液為六方型Ⅱ,加油后為層狀一些趨向于α晶型的親油性乳化劑具有變晶性質,與油脂相互作用,可以調節(jié)晶型,穩(wěn)定晶型結構。由于結構和化學上的相似性,乳化劑可替代脂類化合物,并減少脂類的用量。(二)乳化劑的選擇原則

一般根據(jù)親水親油平衡值(HLB)和相轉化溫度(PIT)、使用功能等來選擇。①以HLB值作為乳化劑選擇的指標3-6有利于形成W/O型,親油性好;6-8是濕潤劑;8-18有利于形成O/W,親水性好;大于18,去污劑。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑HLB的大小與乳化能力之間不存在必然的關系,但HLB與乳化劑的結構有關。不同HLB的乳化劑復合后,對于非離子型乳化劑具有代數(shù)加和性。復合使用的效果優(yōu)于單一使用一種乳化劑。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑②PIT(phaseinversiontemperature)乳化劑在較低溫度時,優(yōu)先溶于水中,當溫度升高到一定值以后變?yōu)閮?yōu)先溶于油中,這個轉變溫度就是PIT,值越小,親油性越強。乳化劑的PIT與乳狀液穩(wěn)定性密切相關。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑③添加的目的乳化劑有多種功能,乳化、增筋、抗老化等用量小于1%,乳化時是油脂的2-4%。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑四、乳化劑的穩(wěn)定功能1.雙電層:離子乳化劑,增加斥力。電荷集聚在界面,使斥力位能增加。2.界面吸附:非離子乳化劑。分子定向于界面,降低表面張力。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑3.液晶界面的形成:降低了液滴間引力,而且介晶相黏度高,防止聚結。許多乳化劑在乳狀液中形成液晶界面,當加入油脂時,常會引起介晶相的轉型,見表4-11如SSL乳狀液為層狀,加油后為六方型Ⅱ(黏度升高);聚山梨醇60乳狀液為六方型Ⅱ,加油后為層狀。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑乳化劑是油脂最好的晶體改良劑,共同晶體時,得到穩(wěn)定的β′晶體,提高油脂的熔點,具有良好的可塑性和涂抹性。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑4.與淀粉復合具有抗老化作用。因為乳化劑可與直鏈淀粉形成不溶于水的復合物,柱狀的乳化劑嵌在直鏈淀粉的螺旋結構中。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑5.與蛋白質的作用陰離子SSL/CSL或單甘酯或非離子親水性聚山梨醇乳化劑具有強化面團的功能。此類乳化劑的親水基團與麥膠蛋白結合,疏水基團與麥谷蛋白結合,形成蛋白質-脂-淀粉的復合物,強化面筋。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑6.脂肪結晶的控制山梨醇酯具有穩(wěn)定β′型脂肪的特殊功能,阻止β′脂肪轉變成β型,如在巧克力或巧克力涂層產(chǎn)品的貯存期中,可抑制表面“白霜”產(chǎn)生。人造奶油貯藏期間同樣產(chǎn)生同質多晶轉變,引起“砂質”口感,山梨醇酯可以抑制晶型轉變,但機理上不清楚。第四章脂類第四節(jié)乳狀液與乳化劑第五節(jié)化學性質油脂在加工貯藏中會發(fā)生分解、水解、氧化、聚合及縮合等化學反應,導致油的品質降低。如:黏度增大;碘值降低;酸價升高;發(fā)煙點降低;泡沫量增多;還會產(chǎn)生刺激性氣味。第四章脂類一、脂類水解(熱、水或酶)油脂在有水存在時,在加熱、酸、堿及脂酶的作用下,酯鍵被打開,生成游離脂肪酸和甘油。游離脂肪酸比甘油酯對氧更為敏感,更易氧化。脂類水解產(chǎn)生的游離脂肪酸引起了水解哈敗。同時導致油的發(fā)煙點降低。第四章脂類第五節(jié)化學性質在有生命的動物組織脂肪中,不含有游離脂肪酸,動物宰后在組織內脂酶的作用下,部分油脂會水解形成游離脂肪酸。牛乳中存在的脂酶,能水解乳脂生成具有酸敗味的短鏈脂肪酸(c4-12)。第四章脂類第五節(jié)化學性質利用油脂的輕度水解生成食品的特有風味。如干酪生產(chǎn)中,加入微生物和乳酯酶;面包和酸奶生產(chǎn)中控制和選擇性的使用酯酶也有利于形成良好的風味。目前酶催化脂解已被廣泛地應用于測定酰基甘油分子中脂肪酸的位置分布。第四章脂類第五節(jié)化學性質二、脂類氧化食品加工和貯藏期間,油脂因溫度的變化及氧氣、光照、微生物、酶等的作用,會產(chǎn)生令人不愉快的氣味、苦澀味和一些有毒性的化合物,這些變化統(tǒng)稱為酸?。╮ancidification;rancidity

)。

油脂氧化的初級產(chǎn)物是氫過氧化物,其形成的途徑有:自動氧化、光敏氧化和酶促氧化三種第四章脂類第五節(jié)化學性質油脂酸敗危害及控制?脂類氧化涉及到氧與不飽和脂類反應。第四章脂類第五節(jié)化學性質主要介紹自動氧化和光敏氧化。酶促氧化:在酶參與下的氧化反應,稱為酶促氧化(enzymaticoxidation).脂肪氧合酶(lipoxygenase,Lox)專一性作用于具有1,4-順、順-戊二烯結構的多不飽和脂肪酸。第四章脂類第五節(jié)化學性質例如亞油酸所發(fā)生的反應:酮型酸敗也屬酶促氧化,是由某些微生物(如黑曲霉、青霉菌)繁殖時所產(chǎn)生酶(脫氫酶、脫羧酶、水合酶)的作用引起的。該反應多發(fā)生在飽和脂肪酸的

-碳位,因而也稱為-氧化,其氧化的最終產(chǎn)物酮酸和甲基酮具有不愉快氣味,故稱為酮型酸敗。第四章脂類第五節(jié)化學性質(一)自動氧化(autooxidation)概念:是活化的含烯底物(如游離或酯化的不飽和脂肪酸)與基態(tài)氧3O2發(fā)生的游離基反應,包括鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止3個階段。影響因素:光、金屬、熱等。第五節(jié)化學性質第四章脂類自動氧化的結果導致含脂食品產(chǎn)生不良風味(哈喇味);產(chǎn)物是潛在的毒物;某些情況產(chǎn)生油炸的香味。第四章脂類第五節(jié)化學性質脂類氧化遵循自由基連鎖反應反應特征有(Fennema,補充):(1)純物質很難發(fā)生氧化(有一個相當長的誘導期);脂肪氧化一旦發(fā)生,氧化會越來越快。(2)凡能干擾游離基反應的化學物質,都將顯著抑制脂肪自動氧化的速率;(3)光和產(chǎn)生游離基的物質能催化脂肪自動氧化;(4)反應過程中產(chǎn)生大量氫過氧化物;(5)由光引發(fā)的氧化反應量子產(chǎn)額超過1.第四章脂類第五節(jié)化學性質自動氧化的機理:鏈引發(fā)

鏈傳遞

鏈終止

(Initiation)

慢快

基態(tài)氧3O2

PropagationTerminationhυ,Mn+第四章脂類第五節(jié)化學性質由雙鍵相鄰的α-亞甲基脫氫產(chǎn)生R`反應特點:反應物RH是脂肪酸,H是與雙鍵相鄰的α-亞甲基氫原子,較活潑,易被除去,生成烷自由基R·初始的R·是由單線態(tài)氧引發(fā)產(chǎn)生的。單線態(tài)氧是自動氧化中初始自由基產(chǎn)生的引發(fā)劑。第四章脂類第五節(jié)化學性質光敏劑在吸收光能后形成激發(fā)態(tài)光敏素,激發(fā)態(tài)光敏素與基態(tài)氧發(fā)生作用,能量轉移使基態(tài)氧轉變?yōu)閱尉€態(tài)氧。單線態(tài)氧具有極強的親電性,能以極快的速度與脂類分子中具有高電子密度的部位(雙鍵)發(fā)生結合,從而引發(fā)常規(guī)的自由基鏈式反應,進一步形成氫過氧化物。光敏素(基態(tài))+hυ→光敏素*(激發(fā)態(tài))光敏素*(激發(fā)態(tài))+3O2→光敏素(基態(tài))+1O2不飽和脂肪酸+1O2→氫過氧化物傳遞過程中消耗氧氣,與氧加成,產(chǎn)生RCOO·,與另一·H結合形成RCOOH。由于R·的共振穩(wěn)定,伴隨著雙鍵位置的轉移,形成含共軛雙鍵的異構氫過氧化物。傳遞過程中氧分子,有兩個未成對的電子(等同于一個雙游離基,

freeradical

),在外層軌道上的兩個電子的自旋可排列成平行和反平行。第四章脂類第五節(jié)化學性質兩個電子平行排列:則電子的總角動量=2(1/2+1/2)+1=3稱為三線態(tài)氧3O2。靜電斥力較小,能量低,較穩(wěn)定??諝庵醒醴肿犹幱?O2。基態(tài)。第四章脂類第五節(jié)化學性質兩個電子反平行排列:電子的總角動量=2(1/2-1/2)+1=1稱為單線態(tài)氧1O2。靜電斥力較大。單線態(tài)氧的氧化能力高于三線態(tài)氧。

單線態(tài)氧1O2的產(chǎn)生:sens(光敏化劑)3O2(基態(tài))-→1O2

(激發(fā)態(tài)、單重態(tài)氧)hυ(sens有葉綠素、血紅素、血紅蛋白、肌紅蛋白、赤蘚紅、核黃素…)氫過氧化物的形成:初產(chǎn)物氫過氧化物(無味)是相對不穩(wěn)定的,一旦形成就立即分解。在自動氧化的第一階段,氫過氧化物的形成速度超過其分解速度,在后階段正好相反。第四章脂類第五節(jié)化學性質氫過氧化物易進一步分解和聚合,產(chǎn)生的風味化合物包括酯、醛、醇、酮、內酯以及烴類;不飽和醛與酮的閾值較低,它是食用油不希望有的氧化風味的主要成分。第四章脂類第五節(jié)化學性質舉例:氫過氧化物的形成過程如油酸先在雙鍵的α-C處形成游離基,分別生成C8、C11游離基,又可異構成C10、C9游離基,同時雙鍵位移,產(chǎn)生C8、C9、C10、C11四種氫過氧化物,生成的C8和C11氫過氧化物略多于C9和C10異構物。第四章脂類第五節(jié)化學性質油酸的自動氧化產(chǎn)物(產(chǎn)生四種異構體)第四章脂類第五節(jié)化學性質亞油酸的自動氧化:第五節(jié)化學性質約為油酸氧化速度的20倍,α-C11受到雙重激活,產(chǎn)生C9、C13兩種氫過氧化物,都具有順反式以及反反式。亞麻酸自動氧化:第五節(jié)化學性質C11、C14存在兩個活性亞甲基,先產(chǎn)生C11、C14游離基,后異構成C9、C12、C13、C16四種,其中C9、C16過氧化物占80%。氧化速度比亞油酸更快。脂肪酸在25℃時的誘導期和相對氧化速率脂肪酸雙鍵數(shù)誘導期(h)相對氧化速率18:00118:118210018:2219120018:331.342500自動氧化小結:先在不飽和脂肪酸雙鍵的α-C處引發(fā)自由基自由基共振穩(wěn)定,雙鍵位移,參與反應的是3O2生成的ROOH的數(shù)量是2×α-亞甲基數(shù)(二)光敏氧化是不飽和雙鍵與單線態(tài)氧(1O2)直接發(fā)生的氧化反應。與自動氧化的機制不同,是通過“烯”反應進行。食品中常存在一些天然色素如葉綠素、血紅蛋白等,能作為光敏劑,合成色素如赤蘚紅也是有效的光敏劑,也將氧轉變?yōu)榛顫姷膯尉€態(tài)氧(singlet)。第四章脂類第五節(jié)化學性質反應機理:受到光照后將基態(tài)氧3O2轉變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)氧1O2高親電性的單線態(tài)氧可直接進攻高電子云密度的雙鍵部位上的任一碳原子,形成六元環(huán)過渡態(tài),然后雙鍵位移形成反式構型的氫過氧化物。生成的氫過氧化物種類為雙鍵數(shù)的2倍。第四章脂類第五節(jié)化學性質β-胡蘿卜素、生育酚是最有效的單線態(tài)氧猝滅劑。BHA、BHT也是有效的合成單線態(tài)氧猝滅劑。第四章脂類第五節(jié)化學性質其特點為:(1)不存在誘導期;(2)不產(chǎn)生自由基;(3)雙鍵的順式構型改變成反式;(4)與氧的濃度無關;(5)受β-胡蘿卜素、生育酚的抑制,但不受抗氧化劑的影響。第四章脂類第五節(jié)化學性質光敏氧化中,每個不飽和碳均可形成氫過氧化物,因此亞油酸經(jīng)光敏氧化,可得到9,10,12,13位的氫過氧化物,見圖5-11。油酸可形成9、10位的氫過氧化物。第四章脂類第五節(jié)化學性質圖5-11亞油酸鹽光敏氧化反應機理V光敏氧化1500V自動氧化9-位10-位12-位13-位光敏劑第四章脂類第五節(jié)化學性質光敏氧化產(chǎn)生的ROOH再裂解,可引發(fā)自動氧化的游離基鏈鎖反應。第四章脂類第五節(jié)化學性質光敏氧化小結Sen誘導出單線態(tài)氧,單線態(tài)氧直接進攻雙鍵上的任一碳原子,形成ROOH,雙鍵位移。生成的ROOH數(shù)量為:2×雙鍵數(shù)V光敏氧化≈1500V自動氧化在自動氧化中,油酸酯、亞油酸酯、亞麻酸酯的氧化速度之比一般為1:12:25,光氧化為1.0:1.7:2.3。氫過氧化物的分解第一步:ROOH在O-O鍵處斷裂,產(chǎn)生烷氧自由基(RO`)和羥基自由基(OH`)。烷氧游離基

羥基游離基

第四章脂類第五節(jié)化學性質第二步:在烷氧基兩側C-C斷裂生成了醛。飽和醛易氧化成相應的酸,并能參加二聚化和縮合反應。第四章脂類第五節(jié)化學性質三戊基三蒽烷己醛如三分子己醛結合成三戊基三蒽烷,它是亞油酸的次級氧化產(chǎn)物,具有強烈的臭味。第四章脂類第五節(jié)化學性質(三)測定脂肪氧化的方法(P87)1.過氧化值(一般以mmolO2/kg脂肪)意義:是自動氧化的初始產(chǎn)品在氧化早期階段形成,隨測定步驟和溫度而變。方法有:碘量法、硫氰酸鹽法第四章脂類第五節(jié)化學性質過氧化值與哈喇味之間沒有明確的關系,也就是說過氧化值高,并不表明油脂變質越重。脂類氧化過程中,過氧化值達到最高值后即開始下降。第五節(jié)化學性質2.TBA(硫代巴比妥酸)試驗使用較廣。原理:不飽和體系氧化產(chǎn)品同TBA產(chǎn)生一種顏色反應。只有二烯醛與TBA結合產(chǎn)生紅色(530nm).烷醛、烯醛產(chǎn)生黃色*(450nm)此法僅適用比較單一物質在不同的氧化階段的氧化程度。因為TBA可與其他物質如糖等也產(chǎn)生紅色,影響測定結果。在氧化體系中丙二醛與蛋白質作用,使測定結果偏低。第四章脂類第五節(jié)化學性質3.活性氧法(AOM)也被廣泛應用。98℃,空氣恒速通過油脂,測定過氧化值達到一定值所需時間。4.氧吸收此法適用于研究抗氧化劑的活性。將樣品放在密閉室中,通過測定樣品吸收的氧量來表達其穩(wěn)定性。具體方法是測定密閉室內產(chǎn)生一定壓力降所需的時間,或者測定在一定氧化條件下,吸收一定量的氧所需的時間。第四章脂類第五節(jié)化學性質5.碘值(碘值下降,表明油脂已發(fā)生氧化)表示油脂的不飽和程度的一種測定方法。100克樣品吸收碘的克數(shù)表示。有時用碘值下降來測定自動氧化過程中二烯酸的減少。第四章脂類第五節(jié)化學性質6.儀器分析法(1)色譜法:氣相色譜(GC):測定脂肪酸含量(油脂氧化后的不飽和脂肪酸量下降,飽和脂肪酸量提高)高效液相色譜(HPLC):測定氧化后期產(chǎn)物的量(高相對分子質量的聚合物)薄層色譜(TLC):用于分離和鑒定油脂氧化產(chǎn)物。第四章脂類第五節(jié)化學性質(2)光分析法紫外吸收光譜(UV):用于測定油脂氧化酸敗的程度。用234nm(共軛二烯)、268nm(共軛三烯)處吸光度。在氧化早期氧化程度與吸光度大小相關性好。熒光法:化學發(fā)光法測定含量較低的油脂過氧化物。此法靈敏度高。第四章脂類第五節(jié)化學性質7.總的和揮發(fā)性羰基化合物總羰基化合物:一般以測量由醛基或酮(氧化產(chǎn)品)與2,4-二硝基苯肼作用產(chǎn)生腙為基礎的。利用蒸餾、減壓蒸餾回收易揮發(fā)的羰基化合物:餾出液與合適的試劑反應或采用色譜法測定羰基,常采用頂空分析定量測定己醛。第四章脂類第五節(jié)化學性質8.感官測定氧化風味、采用風味等級評分。受過訓練的品嘗小組。9.Schaal耐熱試驗(史卡爾烘箱試驗法)樣品貯藏在65℃左右的烘箱中,經(jīng)過周期性的試驗,直至監(jiān)測到氧化酸敗為止,通過感官評定或測定過氧化值進行評價。第四章脂類第五節(jié)化學性質油脂氧化分析儀第五節(jié)化學性質(四)影響食品中脂類氧化速度的因素

(補充)第四章脂類第五節(jié)化學性質(1)脂肪酸組成脂肪酸的不飽和度、雙鍵位置、數(shù)量以及幾何構型等都會影響氧化速率。室溫下,飽和脂肪酸的自動氧化極慢,不飽和脂肪酸明顯氧化酸敗時,飽和脂肪酸仍保持不變。高溫下,不飽和脂肪酸產(chǎn)生顯著的氧化,其氧化速率隨溫度而定。第四章脂類第五節(jié)化學性質雙鍵數(shù)量:雙鍵增多,氧化速率加快?;ㄉ南┧幔簛喡樗幔簛営退幔河退?40:20:10:1構型:順式比反式易氧化位置:共軛雙鍵比非共軛的易氧化游離脂肪酸比甘油酯的氧化速率略高。當油脂中游離脂肪酸>0.5%則自動氧化速率明顯加快。脂肪酸的無規(guī)則分布有利于降低氧化速率。第四章脂類第五節(jié)化學性質(2)游離脂肪酸和相應的酰基甘油比例游離脂肪酸的氧化速率略大于甘油酯中結合型脂肪酸;天然脂肪中脂肪酸的隨機分布降低了氧化速率;第四章脂類第五節(jié)化學性質(3)氧濃度體系中大量氧存在時,氧分壓對氧化速率沒有影響;當氧分壓很低時,氧化速率與氧分壓近似成正比氧濃度對氧化速率影響還受溫度和表面積等的影響。第四章脂類第五節(jié)化學性質(4)溫度一般來說,隨溫度升高,氧化速率提高。因為高溫既能促進游離基的產(chǎn)生,又能促進氫過氧化物的分解和聚合。但溫度上升,氧的溶解度下降,因此在高溫和高氧化條件下,氧化速度和溫度之間的關系會有一個最高點。第四章脂類第五節(jié)化學性質(5)表面積氧化速率與脂暴露于空氣的表面積成正比。采用真空或充氮包裝及低透氣性材料包裝。第四章脂類第五節(jié)化學性質(6)水分氧化速率主要取決于水分活度。Aw0.33時,脂類的氧化速率降到最低值。Aw0-0.33范圍內,隨著Aw增加,氧化速率降低.Aw在0.33-0.73時,隨Aw增加,氧化速率再次加快。Aw>0.73后,氧化速率降低。第四章脂類第五節(jié)化學性質圖4-14油脂氧化反應的相對速率與水分活度的關系第四章脂類第五節(jié)化學性質(7)助氧化劑一些具有合適的氧化還原電位的二價或多價金屬元素是主要的助氧化劑,如Co、Cu、Fe、Mn、Ni等。即使?jié)舛鹊椭?.1mg/kg,也可以使誘導期縮短和提高氧化速率。食用油中都含有微量的重金屬。第四章脂類第五節(jié)化學性質金屬催化氧化的機理有以下幾種假設:①加速氫過氧化物的分解;②直接與未被氧化的底物發(fā)生反應;③分子氧活化生成單線態(tài)氧和過氧化自由基許多食品組織中存在羥高鐵血紅素,也是一種重要的助氧化劑。Pb2+>Cu2+>Sn2+>Zn2+>Fe2+>Al3+第四章脂類第五節(jié)化學性質(8)抗氧化劑能延緩或減慢油脂氧化速率,一般用量小于0.02%時。第四章脂類第五節(jié)化學性質(9)輻射能促使氫過氧化物分解;引發(fā)游離基??梢姽?、紫外線和高能射線均能促進氧化,其中尤以紫外線和γ射線輻射能量最強。因此,油脂和含油脂食品的包裝宜用遮光容器。第四章脂類第五節(jié)化學性質(10)其他分子定向、物理狀態(tài)、乳化情況、分子遷移率和玻璃化轉變等。第四章脂類第五節(jié)化學性質(五)抗氧化劑(P100)是一種能延緩或減慢油脂自動氧化的物質。不能提高食品的質量,能保持食品的質量與延長貨架壽命。根據(jù)抗氧化機理,抗氧化劑可分為游離基清除劑、單線態(tài)氧猝滅劑、氫過氧化物分解劑、酶抑制劑、抗氧化劑增效劑等(P98)。第四章脂類第五節(jié)化學性質1、主抗氧化劑是自由基的接收體,能提供氫原子,阻止游離基形成或中斷游離基傳遞。

合成的:BHA、BHT、PG、TBHQ(都屬酚類抗氧化劑)。

天然的:維生素E、胡蘿卜素,其作用機理與酚類不同。第四章脂類第五節(jié)化學性質機理:AH+ROO·→ROOH+A·AH+R·→R-H+A·A·沒有活性,酚類抗氧化劑產(chǎn)生的醌式自由基,可通過分子內部的電子共軛而重新排列,呈現(xiàn)比較穩(wěn)定的結構。第五節(jié)化學性質2.次抗氧化劑(協(xié)同劑)本身沒有抗氧化作用,但與主抗氧化劑混合,卻能增加抗氧化效果。如檸檬酸、磷酸、酒石酸、抗壞血酸等。有兩類協(xié)同作用:混合自由基接受體;自由基接受體與金屬螯合劑的復合作用。如抗壞血酸可以作為電子給予體、金屬螯合劑、氧的清除劑、又可具有抗氧化活性的褐變產(chǎn)物。第四章脂類第五節(jié)化學性質作用機理學說有兩種:與金屬離子形成鹽,使金屬不再具有催化作用;與抗氧化劑的自由基作用,使抗氧化劑獲得再生。第五節(jié)化學性質3、抗氧化劑的效力與活化能、速率常數(shù)、氧化還原電位、抗氧化劑損失或破壞的容易程度、溶解性能、揮發(fā)性等有關。隨A-H鍵強度的減少而增加效力溶解度影響抗氧化劑對過氧化物自由基部位的接近能力;揮發(fā)性則影響其在食品貯藏或加熱中的持久性。第四章脂類第五節(jié)化學性質4、抗氧化劑的選擇除了效力外,還需考慮混合的容易程度、持久性、對pH敏感性、產(chǎn)生變色或異味、易得性、價格、親油親水性等。第四章脂類第五節(jié)化學性質氧化特性:是自由基反應,還是非自由基反應。使用和貯存條件:表面/體積比小的情況,用親水性較強的抗氧化劑,如PG、TBHQ當表面/體積比大時,乳狀液O/W,水濃度較高時,脂肪呈介晶液,應選用極性較小的抗氧化劑如BHA、BHT、生育酚等。第四章脂類第五節(jié)化學性質溶解性與揮發(fā)性:大多抗氧化劑易溶于油。溶解度影響對過氧化自由基部位的接近能力,其揮發(fā)性影響其在食品貯藏或加熱中的持久性。增效劑:抗氧化劑的增效劑最典型的是有機酸(同時能提高pH,保護金屬離子的作用)、無機酸中的磷酸、EDTA等。常用脂溶性抗氧化劑,酚類抗氧化劑。第四章脂類第五節(jié)化學性質三、熱分解飽和和不飽和脂肪在高溫下都會發(fā)生熱分解反應。根據(jù)有無氧參與又可分為氧化熱分解和非氧化熱分解。金屬離子的存在,可催化熱分解反應。第四章脂類第五節(jié)化學性質脂類熱分解圖解第四章脂類第五節(jié)化學性質飽和脂肪的非氧化熱分解反應:第四章脂類第五節(jié)化學性質其產(chǎn)物為酸、醛、酮、烯醛等。飽和脂肪酸的氧化分解一般發(fā)生在α、β或γ位置。在α-位上,生成Cn-1脂肪酸、Cn-1烷醛以及Cn-2烷烴;在β-位上,產(chǎn)生Cn-1甲級酮。烷氧基自由基中間物的α碳與β碳之間裂解產(chǎn)生Cn-2烷醛;β與γ碳之間斷裂生成Cn-3烷烴;在γ位上,產(chǎn)生Cn-4烷烴、Cn-3烷醛以及Cn-2甲基酮。

飽和脂肪的氧化熱分解反應:第五節(jié)化學性質當氧進攻β位置時,首先β-碳位處形成氫過氧化物,后發(fā)生O-O斷裂,再發(fā)生C-C斷裂。不飽和脂肪在隔氧條件下加熱,主要生成二聚體,此外還生成一些低相對分子質量的物質。不飽和脂肪的氧化熱分解反應與低溫下的自動氧化反應的主要途徑相同,但高溫下氫過氧化物的分解速率更快。第四章脂類第五節(jié)化學性質

四、熱聚合(補充)在高溫下可發(fā)生非氧化熱聚合和氧化熱聚合。聚合反應導致油脂黏度增大,泡沫增多。第四章脂類第五節(jié)化學性質隔氧條件下的非氧化熱聚合,是多烯化合物之間發(fā)生Diels-Alder反應,生成環(huán)烯烴,該聚合反應可以發(fā)生在不同甘油酯分子間,也可發(fā)生在同一個甘油酯分子內。Diels-Alder(狄爾斯-阿爾德)反應:即共軛二烯烴與雙鍵的加成反應,生成產(chǎn)物是環(huán)乙烯。圖分子間的Diels-Alder反應圖分子內的Diels-Alder反應第四章脂類第五節(jié)化學性質有的熱氧化聚合反應在200-230℃條件下,甘油酯分子在雙鍵的α-碳上均裂產(chǎn)生游離基,游離基之間結合而聚合成二聚體。有些二聚物有毒性,在體內被吸收后,與酶結合,使酶失活引起生理異常。第四章脂類第五節(jié)化學性質圖油脂的熱氧化聚合反應產(chǎn)物第四章脂類第五節(jié)化學性質

五、熱縮合(補充)高溫下油脂發(fā)生部分水解,然后再縮合成分子量較大的環(huán)氧化合物。第四章脂類第五節(jié)化學性質圖油脂縮合生成環(huán)氧化物的反應第四章脂類第五節(jié)化學性質第六節(jié)油脂加工中的化學一、油脂的精制(Refining)分離方法:有機溶劑浸提、壓榨、熬煉、機械分離等方法得到粗油。粗油含有磷脂、色素、蛋白質、纖維質、游離脂肪酸及有異味的雜質。毛油→脫膠→堿煉→脫色→氫化→二次脫色→混合→脫臭→冷卻→包裝起酥油第四章脂類1.沉降靜置沉降,用過濾或離心法等除去油中不溶性雜質。2.脫膠指用物理、化學或物理化學方法除去油中磷脂和一些其他難以定義的“黏性物”或“黏液質”的精煉處理。第四章脂類第六節(jié)油脂加工中的化學粗油中若磷脂含量高,加熱時易起泡、冒煙、有臭味,且磷脂在高溫下因氧化而使油脂呈焦褐色,影響煎炸食品的風味。原理:依據(jù)磷脂及部分蛋白質在無水狀態(tài)下可溶于油,但與水形成水合物后則不溶于油的原理,向油中加入2-3%的水或通水蒸氣,加熱脂肪并在50℃下攪拌混合,然后靜置分層,分離水相即可除去磷脂和部分蛋白質。

第四章脂類第六節(jié)油脂加工中的化學3.脫酸(堿煉)粗油中含有0.5%以上的游離脂肪酸,米糠油中游離脂肪酸含量高達10%。加入堿中和生成的脂肪酸鹽進入水相,分離水相后,再用熱水洗滌中性油

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