食品化学脂质部分

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饱和脂肪酸的熔点高于不饱和脂肪酸 ▪ MPsat>MPunsat ▪ 加氢反应(Hydrogenation)提高熔点 ▪ 双键共轭脂肪酸的熔点比非共轭双键的高
反式脂肪酸比顺式脂肪酸熔点高 ▪ MPtrans >MPcis
物理性质 Physical properties
熔点与消化率(digestibility)有关 MP <37 oC,消化率(digestibility) = 97.98%; MP 37 oC-
第三章: 脂类
食品化学 曲文娟
江苏大学 9/21/2011
物理性质
Physical properties
纯净的脂肪是无色无味的,颜色是由含有脂溶性色素所致。 天然油脂是混合物,故没有确定的熔点和沸点。 熔点(Melting point) (40-55 oC)
脂肪酸的碳链越长,则熔点越高 ▪ MPlong>MPshort
按结构和性质,乳化剂可分为阴离子型、阳离子型或非离 子型。按来源可分为天然乳化剂和人工合成乳化剂。按作 用可分为表面活性剂、粘度增强剂或固体吸附剂等。
乳化剂在水中的溶解度取决于其HLB值(亲水-亲脂平衡)的 大小。HLB值在3-6之间的乳化剂可形成W/O型乳浊液; HLB在8-18之间则可形成O/W型乳浊液
油脂精炼
未精炼的粗油脂中含有数量不同的、可产生不良风味和色 泽或不利于保藏的物质,这些物质包括游离脂肪酸、磷脂 和糖类化合物,蛋白质及其降解产物。其中水、色素(主 要是胡萝卜素和叶绿素)以及脂肪氧化产物,可通过对粗 油脂逐步精练而除去
4.5.1.1沉降和脱胶
沉降包括加热脂肪、静置和分离水相,可以除去油脂中的 水分、蛋白质物质、磷脂和糖类。当油脂含有大量磷脂, 例如豆油,在脱胶预处理时应加入2%~3%的水,并在温 度约50℃搅拌混合,然后静置沉降成或离心分离水化磷脂。
性炭处理,有色物质几乎全部被清除,漂白时应 注意防止油脂氧化。其他物质例如磷脂、皂化物、 某些氧化产物也同色素一起被吸附,然后过滤除 去漂白土,使得到纯净的油脂。
油脂精炼
4.5.1.4脱臭
油脂中非挥发性化合物主要是油脂氧化时产生的,可以用 减压蒸汽蒸馏除去。对于非挥发性异味物质,通常添加柠 檬酸,可以使通过热分解转变成挥发性物质,然后再经过 水蒸汽蒸馏除去。这种处理方法同样也作为微量重金属助 氧化的螯合剂。
3) 二聚、多聚酸、二聚和多聚甘油酯:聚合反应的产物,多聚物的形 成使油脂粘度增大。
4) 游离脂肪酸:在有水和加热条件下,三酰基甘油水解产生游离脂肪 酸。
以上是油脂在油炸过程中的各种物理和化学变化,这些变化 包括粘稠性和游离脂肪酸含量的增加,颜色变深、碘值降低、 折光指数改变、表面张力降低和油脂产生泡沫的趋势增大。
④ 油炸:在油炸过程中,食品脂质会发生多种物理和化学变化,这 些变化有的可以使油炸食品既有特征的感官品质,但是,如果对油炸 过程的条件控制不适当而引起油脂和食品大量分解,不仅会损害油炸 食品的感官品质,而且也会使营养价值降低。
⑤ 电离辐射:辐射会降低含脂肪食品的稳定性。辐射可加速形成游 离基和样结合成氢过氧化物,氢过氧化物分解,在有氧存在时,辐射 还会加速脂肪的自动氧化过程。
活体动物组织中的脂肪实际上不存在游离脂肪酸。然而,由于酶的 作用,动物在宰杀后其脂肪可生成游离脂肪酸。因此,动物脂肪在 加热精练过程中使脂肪水解酶失活,以减少游离脂肪酸的生成。
乳脂水解释放出低级脂肪酸,使牛奶产生酸败味。但添加某种特定 的微生物的乳脂肪能产生某些典型的干酪风味。
水解反应(Hydrolysis )
乳浊液是由两种互不相容的液体组成的体系,其中一相以 直径0.1-50µm的小液滴分散在另一相中。 以小液滴形式存在的液相称为内相或分散相 使小液滴分散的相称为外相或连续相 O/W(油在水中),W/O(水在油中) 分散的小液滴的形成使两种液体之间的界面面积增大, 并随着液滴的直径变小,界面面积成指数关系增加。
油脂调控方法
① 油脂精炼:沉降和脱胶;中和;漂白;脱臭。除去游 离脂肪酸、磷脂、糖类化合物、蛋白质及其降解产物、水、 色素以及脂肪氧化产物。
② 油脂氢化:可以使液体油脂转变成更适合于特殊用途 的半固体脂肪或可塑性脂肪。而且还能提高油脂的氧化稳 定性。
③ 酯交换:有些天然脂肪中脂肪酸的分布方式限制了它 们在工业上的应用,酯交换可以提高油脂的稠度和适用性。
影响食品脂质品质的因素
①水解反应:脂类化合物在酶作用或加热条件下发生水解,释放出游 离脂肪酸。增加的游离脂肪酸会引起脂质酸败,造成食品脂质品质下 降。
② 自动氧化:脂类分子与氧之间的反应,引起脂类氧化变质、食品 败坏,降低食品的营养价值,某些氧化产物甚至具有毒性。
③ 热分解:在高温下,脂类发生复杂的化学变化,包括热解和氧化, 导致营养价值下降,从而引起食品脂质品质的损失。
(ADI)。
乳化剂在食品中的作用是多方向的:
用在冰淇淋中除乳化作用外,还可减少气泡,使冰晶变小, 赋予冰淇淋细腻滑爽的口感;用在巧克力中,可抑制可可 脂由β~3V型转变成β~3VI型同质多晶变体,即抑制巧克 力表面起霜;用在焙烤面点食品中,可增大制品的体积, 防止淀粉老化;用在人造奶油中可作为晶体改良剂,调节 稠度。
3. 聚结:脂肪球相互接触,然后通过絮凝、分层或沉降以 及布朗运动最终发生聚结。这是乳浊液失去稳定性的最重 要的途径。 如牛奶、鲜奶油、蛋黄酱、冰淇淋属于O/W型乳浊液 黄油、人造奶油属于W/O型乳浊液
油脂的乳化特性
添加乳化剂可阻止乳浊液聚结。
乳化剂是表面活性物质,含有疏水和亲水基团的一类化合 物,易溶于连续相,所以根据乳化剂的相对亲水-疏水性 质可预测形成的乳浊液的类型(O/W或W/O)
电离辐射
食品辐射主要是杀死微生物和延长货架期。这种方法可用 来对肉或肉制品灭菌;冷藏鲜鱼、鸡、水果和蔬菜辐射后 能延长货架期,用低剂量辐射处理土豆和洋葱能抑制发芽, 推迟水果后熟,杀死谷物、豌豆、大豆中的昆虫。
食品的辐射处理可诱导化学变化,因此必须控制处理条件, 使这类化学变化的性质和程度不损害食品的品质和带来安 全问题。
油炸过程中油脂的特性
油脂在油炸过程中产生的化合物有以下几类:
1)挥发性化合物:油脂在空气中于180℃下加热30 min以后,可用气 相色谱法测定所形成的主要挥发性氧化产物:饱和与不饱和醛、酮、 烃、内酯、醇、酸和酯等化合物。
2) 中等挥发性非聚合的极性化食物:是经各种不同氧化途径形成的化 合物:烷氧基、羟基酸和环氧酸。
水解反应(Hydrolysis )
甘油三酯
甘油二酯、甘油单酯、甘油
脂肪酸
水解反应(Hydrolysis )
脂类化合物在酶作用或加热条件下发生水解,释放出游离 脂肪酸。
成熟的油菜种籽在收获时油脂将发生明显水解,并产生游离脂肪酸, 因此大多数植物油在精炼时需用碱中和。在油炸食品时,食品中大 量水分进入油脂,油脂又处在较高温度条件下,因此脂类水解成为 较重要的反应。在油炸过程中,游离脂肪酸含量的增加,通常引起 油脂烟点和表面张力降低,以及油炸食品品质变劣。
乳浊液是热力学不稳定体系,在一定条件下会出现分层、 絮凝,甚至聚结。
1.分层或沉降:由于重力作用,密度不相同的相会产生分层 或沉降。
油脂的乳化特性
2. 絮凝或群集:乳浊液絮凝时,脂肪球是成群的而不是各 自的运动。球表面的静电荷量不足是引起絮凝的主要原因
未均质的牛奶,脂肪球容易絮凝,絮凝能够加快其分 层速度
水解反应hydrolysis?水解类型?碱水解basehydrolysis?酸水解acidhydrolysis?酶水解enzymatichydrolysis?酯交换interesterification?水解产物?游离脂肪酸freefattyacids?产生好的风味如干酪cheese巧克力chocolate?产生异味offflavors如牛奶水果蔬菜肉甘油三酯甘油二酯热分解?在高温下脂类发生复杂的化学变化包含热解和氧化两种类型反应
甘油三酯
甘油二酯
Байду номын сангаас
热分解
在高温下,脂类发生复杂的化学变化,包含热解和氧化两 种类型反应。在氧存在下加热,饱和脂肪酸与不饱和脂肪 酸加热均发生化学分解。
油炸
油炸是一种重要的加工技术。在有氧存在和约180℃的油 炸过程中,与热的油脂接触时间不同,食品通常吸收 5%~40%的油脂。在油炸过程中,脂肪将会产生许多化 学变化。
油脂氢化(Hydrogen)
是三酰基甘油的不饱和脂肪酸双键与氢发生加成反应的过 程。油脂氢化过程,不仅使双键加成变成饱和键,而且还 可以双键的位置改变或双键的构型转化,形成异构体称为 异酸(isoacid)。
使液体油转变成半固体或塑性脂肪,以适合一些特殊的用 途。例如起酥油/人造奶油/肥皂。
提高油的氧化稳定性。 生产反式油脂(Trans fats)。
油脂和油炸食品的化学组成、油炸容器的种类、油炸方式、 油炸时间、金属污染物、油脂的翻动速度和有无抗氧化剂 存在等。
油炸后油脂检验方法
对油炸后油脂组成的测定,有利于对油脂油炸过程的热分 解、氧化反应的监控。常规的检测内容包括粘度、游离脂 肪酸、感官品质、发烟点、泡沫量、聚合物和降解产物的 测定。
油炸参数控制
在油炸过程中,食品不断向高温油脂中释放水,起到搅拌 油脂的作用,并促使油脂水解,产生更多的游离脂肪酸; 同时产生水蒸汽,将油中挥发性氧化产物从体系中带走。
这些变化有的可以使油炸食品具有特征的感官品质;但是, 如果对油炸过程的条件控制不适当而引起油脂和食品大量 分解,不仅会损害油炸食品的感官品质,而且也会使营养 价值降低。因此,油炸过程参数的选择十分重要。
顺式油脂
反式油脂
油脂氢化(Hydrogen)
油脂的氢化:
是利用催化剂,使油脂的不饱和双键发生加氢反应。氢 化可选择性进行,也可深度氢化。选择性氢化(部分氢 化)是严格控制高度不饱和油脂的加氢顺序和加氢速度, 分别得到不同特性的氢化产品,部分氢化生成乳化性、 可塑性脂肪,用于人造奶油、起酥油加工。深度氢化 (全氢化)是将所有油脂的不饱和双键几乎全部加氢, 制得高度饱的氢化油脂。主要用于肥皂生产。
50 oC,消化率(digestibility) = 90%; MP >50 oC, 不消化 (indigestible). 沸点(Boiling point) (180-200 oC) 脂肪酸碳链增长沸点增高 碳链长度相同,饱和度不同的脂肪酸沸点变化不大 脂肪密度 < 水的密度
油脂的乳化特性
水解类型
碱水解(Base hydrolysis) 酸水解(Acid hydrolysis) 酶水解(Enzymatic hydrolysis) 酯交换(Interesterification)
水解产物
游离脂肪酸(free fatty acids) 产生好的风味,如干酪(cheese), 巧克力(chocolate) 产生异味( off-flavors) ,如牛奶、水果蔬菜、肉
油脂精炼
4.5.1.2 中和 向油脂中加入适宜浓度的氢氧化钠可除去游离脂肪酸。方
法是,加热一定浓度和体积的氢氧化钠溶液,然后混合加 热,剧烈搅拌一段时间,静置至水相出现沉淀,得到可用 于制作肥皂的油脚或皂脚。油脂用热水洗涤,随后静置或 离心,使中性油与残余的皂脚分离。
油脂精炼
4.5.1.3 漂白 油脂加热至85℃左右,用吸附剂例如漂白土或活
例如,纯单酰甘油酯的HLB值近似3.8,因此,它只能 形成W/O型乳浊液。
根据乳浊液的相变温度(PIT)选择乳化剂,乳化剂在较低 的温度下,优先溶于水,而在较高温度下则优先溶于油。
乳化剂在食品中的应用,其安全性也是一项主要指标。根 据毒理学研究,包括动物实验和短期及长期饲养实验,联 合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)食品标准委员 会确定了人体对大多数食品乳化剂的每日允许摄入量
辐解产物
辐解处理均在真空条件下进行,辐射剂量范围500~6,000 rad。脂肪辐射时产生的主要挥发性产物为烃、醛、甲酯 和乙酯以及游离脂肪酸。
油脂调控方法
油脂食用方法主要有加热及生食两种。前者加热时要求不 发生泡沫,无烟或无刺激性臭味,黏度及色泽符合食用标 准。后者供直接食用,如调味的应用,应具有一定的风味。 粗油中常含有纤维质、蛋白质、磷脂、游离脂肪酸以及其 他有色或有臭的杂质,不能直接食用,因此必须对食品中 的脂质加以调控。
精练过的棉油明显优于粗棉油的品质,无论是色泽、风味 或稳定性都明显提高,还能有效地清除油脂中某些毒性很 强的物质,例如花生油中可能存在的污染源黄曲霉素以及 棉籽油中的棉酚。经过精炼后的油脂氧化稳定性得到改善, 但精炼过程中会造成油脂中天然抗氧化物质的损失,导致 油脂氧化稳定性下降。例如,粗棉油中含有大量的棉酚和 生育酚,比精炼棉油的抗氧化作用强。
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