食品生物化学---第3章

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（2）熔点与沸点 脂肪酸的熔点随碳链增长及饱和度的增高 而不规则的增高，且偶数碳原子链脂肪酸的熔点比相邻的奇数碳 链脂肪酸高。双键引入可显著降低脂肪酸的熔点，如C18 的四种 脂肪酸中，硬脂肪酸为70℃，亚油酸为-5℃，亚麻酸为-11℃； 顺势异构体低于反式异构体，如顺式油酸熔点为16.3℃，而反式 为43.7℃。 脂肪酸的沸点随链长而增加，饱和度不同但碳链长度相同的 脂肪酸沸点相近。 脂肪是甘油酯的混合物，而且其中还混有其它物质，所以没 有确切的熔点与沸点。一般油脂的熔点最高在40～55℃之间， 而且与组成的脂肪酸有关。
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②皂化价 皂化1g油脂所需氢氧化钾的毫克数。皂化价可反 映脂肪的平均分子量，因为单位重量的脂肪如分子量愈大，则摩 尔浓度愈小，所需的氢氧化钾也愈少，如果皂化价低于常数以下， 可推断混入了其他高分子量的脂肪或不皂化性的物质，如甾体物 质、脂溶性维生素及类胡萝卜素等。 ③酯值 皂化1g纯油脂所需要氢氧化钾的毫克数称为酯值， 这里不包括游离脂肪酸的作用。 ④不皂化物 油脂中含有少量不受氢氧化钾作用的脂质物质， 如甾醇、高级醇、脂溶性色素和维生素等，称为不皂化物。不皂 化物含量以百分数表示。
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4.衍生脂类 般性质的物质。
（1）脂肪酸 （2）高级醇类
由简单脂类与复合脂类衍生而仍具有脂类一
饱和及不饱和的脂肪酸。 除甘油以外的高分子量醇类。
（3）烃类 不含羧基或醇基，又不被皂化的化合物，包括 直链烃、类胡萝卜素等饱和及不饱和的烃类。
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第二节 脂肪 一、脂肪的化学结构与种类
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水产动物脂肪中以C20及C22脂肪酸居多，其中不饱和脂肪 酸的含量占绝大部分，种类也很多，饱和脂肪酸仅含少量。淡 水鱼类脂肪中C18不饱和脂肪酸的比例高，而海水鱼类脂肪中则 以C20及C22不饱和脂肪酸含量居优势，如含二十二碳六烯酸 （DHA）和二十碳五烯酸（EPA），具有调节血脂、降低胆固 醇和甘油三脂的含量，防止血管凝固，促进血液循环，预防脑 溢血、脑血栓及老年痴呆、减少动脉硬化及高血压，促进脑部 和眼睛的发育等功效。DHA和EPA俗称为脑黄金。
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图3-2 甘油的特征反应
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三、脂肪酸
脂肪酸是脂类化合物的主要成分之一。三酰甘油分子中， 甘油是不变的，因此，脂肪的性质与其中所含脂肪酸有很大关 系。 1．脂肪中脂肪酸的种类
目前从动物、植物、微生物中分离出的脂肪酸有近200多 种，大多数是偶数碳原子的直链脂肪酸，带侧链者极少，奇数 碳原子的也少见，但在微生物产生的脂肪中有相当量的C15、 C17 及C19 的脂肪酸，还有少数含环状烃基的脂肪酸。脂肪酸的 碳氢链有的是饱和的，有的是不饱和的，含有一个或几个双键。 饱和脂肪酸的链长一般为C4～C30，不饱和脂肪酸链长一般为 C10～C24。
四、脂肪酸及脂肪的性质
1．物理性质 （1）色泽与气味 纯净的脂肪酸及甘油酯是无色的，但天然 脂肪常具有各种颜色，如棕黄、黄绿、黄褐色等，这是因为它溶 有各种色素物质，如类胡萝卜素等的缘故。纯的脂肪是没有气味 和滋味的，但天然的脂肪则具有特殊的气味和滋味。如芝麻油、 花生油、豆油等。天然脂肪的气味除了极少数由短链脂肪酸构成 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 中的低级脂肪酸（≤C10）的挥发性气味也是造成脂肪嗅味的原 因。
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表3-2
油脂 熔点(℃) 大豆油 -8～-18 花生油 0～3
常用食用油脂的熔点范围（℃）
向日葵油 -16～-19 黄油 28～42 猪油 34～48 牛油 42～50
熔点范围对脂肪消化来说十分重要,健康人体温为37℃左右, 熔点高于体温的脂肪较难消化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ比如牛油、羊油,只有趁热食用 才容易消化。油脂的沸点一般在180～200℃之间,也与组成的脂 肪酸有关。 （3）密度、溶解性与折光率 脂肪的相对密度一般与其相 对分子质量成反比，与不饱和度成正比。除个别(腰果籽壳油) 外,脂肪的密度都小于1。
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（1）饱和脂肪酸 饱和脂肪酸的特点是碳氢链上没有双键 存在。根据碳原子数的不同，可分为： ①低级饱和脂肪酸（挥发性脂肪酸） 分子中碳原子数≤10 的脂肪酸，常温下为液态，如常见的丁酸、乙酸等，在乳脂及 椰子油中多见。 ②高级饱和脂肪酸（固态脂肪酸） 分子中碳原子数>10的 脂肪酸，常温下为固态。如常见的软脂酸和硬脂酸等。
在不饱和脂肪酸中，有一些在人体内有着特殊的生理作用， 是维持人体正常生理功能所必需的，人体不能合成，必须由食 物供给，这种不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸。亚麻酸不属于必 需脂肪酸，花生四烯酸（C20:4）可在体内由亚油酸合成及转化 而得到，因此亚油酸是最重要的必需脂肪酸。必需脂肪酸是组 织细胞的组成成分，而且与类脂代谢也有密切关系。必需脂肪 酸最好的食物来源是植物油类，动物脂肪中含量不多。
（2）蜡 脂肪与高级一元醇所成的酯。
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3.复合脂类 复合脂类分子中除了脂肪酸与醇以外，还有其他的化合物。 复合脂类主要以下几类：
（1）磷脂 由脂肪酸、醇、磷酸及一个含氮的碱构成。如： 甘油磷脂、卵磷脂、脑磷脂等。
（2）糖脂 糖脂含有糖（半乳糖和葡萄糖）、一分子脂肪 酸及神经氨基醇，不含磷酸及甘油。 （3）蛋白脂 蛋白质与脂类的复合物。
高等陆生动物脂肪中的脂肪酸主要是软脂酸、油酸，并往 往含有硬脂酸。软脂酸及油酸也是哺乳动物乳汁中的主要脂肪 酸。此外，许多动物（特别是反刍动物）的乳中含有相当多的 （5%～30%）短链脂肪酸（C4～C10）。
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两栖类及爬行类动物的脂肪含有大量C20及C22不饱和脂肪酸， 与水产动物相似；而鸟类及啮齿类则更接近于其他高等陆生动物。
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生物化学中的脂类范围广泛，并不局限于由脂肪酸和醇所 组成的物质。一般把生物体中具有脂溶性的化合物统称为脂类。 细胞内存在的萜类和甾（固醇）类物质也囊括进来。萜类和甾 类都不含有脂肪酸组分。
二、脂类的分类
1.单脂质 2.单脂质是由脂肪酸与醇所成的脂 根据醇的性质单脂质可 分为： （1）脂肪 脂肪酸与甘油所成的脂，又称中性脂肪。室温 下为液态的中性脂肪称为油。
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（1）水解与皂化 所有的脂肪都能在酸、碱、酶的作用下水 解,水解产物是脂肪酸及甘油。脂肪在碱性溶液中水解的产物不 是游离脂肪酸而是脂肪酸的盐类，习惯上称为肥皂。因此把脂肪 在碱性溶液中的水解称为皂化作用。 C3H5（OCOR）3+3KOH→C3H5（OH）3+3R•COOK 脂肪 甘油 皂 碱与脂肪及及脂肪酸的作用可以用酸价和皂化值、酯值和不 皂化物来反映,这几项内容也是表征脂肪特点的重要指标。 ①酸价 酸价是中和1g油脂中的游离脂肪酸所需要的氢氧化 钾的毫克数。它因油脂的精炼程度、保存时间及水解程度不同而 有差异。例如完全精炼好的油，酸价一般在0.03左右，而毛油酸 价多在1以上。所以酸价的高低是衡量油脂好坏的指标。
常温下，含不饱和脂肪酸多的植物脂肪一般为液态，称之 为油；含饱和脂肪酸多的动物脂肪在常温下一般为固态，称之 为脂。二者均以其来源名称命名。如：花生油、豆油、牛脂等。
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图3-1
脂肪的化学结构
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二、甘油
甘油（又名丙三醇），是构成脂肪的醇基部分，在各种油脂 中含量一般为4%～6%。 未经酯化的甘油能溶于水和乙醇，不溶于脂肪溶剂，沸点为 290℃，相对密度1.260。 甘油在高温下与脱水剂（无水CaCl2 、KHSO4 、MgSO4等） 共热，失水生成具有刺激鼻，喉及眼黏膜的辛辣气味的丙烯醛， 是鉴别甘油的特征的反应。油脂在高温时发生臭味就是产生丙烯 醛的缘故，也可利用此种性质来鉴定物质中是否有油脂存在。
脂肪是甘油与脂肪酸所成的酯，也称真脂或中性脂肪。
若构成甘油酯的三个烃基（R1、R2、R3）相同，则称为单 纯甘油酯，否则称为混合物甘油酯。天然脂肪中单纯甘油酯很 少，一般都是混合甘油酯。在一种脂肪中，一般至少有三种以 上的脂肪酸参与成酯，根据排列组合的规律，当一种脂肪中含 有三种脂肪酸时，就可能有10种不同的混合甘油酯存在。
（2）不饱和脂肪酸 分子中含有双键或三键的脂肪酸叫做 不饱和脂肪酸，通常为液态。
不饱和脂肪酸通常用Cx:y表示，其中x表示碳链中碳原子的 数目，y表示不饱和双键的数目。
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含一个双键的脂肪酸 等； 如油酸（C18:1）、棕榈油酸（C16:1）
含两个以上双键的脂肪酸。主要有亚油酸（C18:2）、亚麻 酸（C18:3）等。
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第三章 脂类化学
• 第一节 概述 • 第二节 脂肪 • 第三节 类脂 • 第四节 油脂加工的化学
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学习目标
1．了解脂类化合物的特征及分类。
2．掌握脂肪及脂肪酸的性质。
3．了解食品热加工中油脂的变化。
4．了解油脂加工中的化学变化。
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第一节 概述
一、脂类的特征
脂类是一类混合有机化合物，包括脂肪、蜡、磷脂、糖脂、 类固醇等。 脂类的元素组成主要为碳、氢、氧三种，有的还含有氮、 磷、硫。 脂类共同特征：不溶于水而易溶于乙醚等非极性的有机溶 剂；都具有酯的结构，或与脂肪酸有成酯的可能；都是生物体 所产生，并能为生物体所利用。
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脂肪不溶于水,除蓖麻油外,均仅略溶于低级醇中,但易溶于乙 醚、丙酮、苯、二硫化碳等溶剂。 脂肪酸的溶解度比相应的甘油酯大,都能溶于极性和非极性 有机溶剂中,低级脂肪酸都能溶于水,不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸 更易溶于有机溶剂 脂肪的折光率随组成中脂肪酸的碳原子数、双键数增加而 增大,尤其是共轭双键影响更显著。因此折光率及其变化是鉴定 脂肪类别、纯度和酸败程度的重要物理常数。 2.主要化学性质
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2．各类生物脂肪中脂肪酸组成的特点
各种不同类型生物脂肪中的脂肪酸组成有不同的特点。陆 地上动、植物脂肪中多数为C16～C18的脂肪酸，尤以C18为最多。 动物脂肪主要是软脂酸、硬脂酸、油酸，且往往硬脂酸较多， 不饱和脂肪酸含量低。存在于植物果肉里的脂肪，如棕榈油、 橄榄油，主要脂肪酸是软脂酸、油酸，并往往含有亚油酸。种 子脂肪中一般以软脂酸、油酸、亚油酸及（或）亚麻酸为主要 脂肪酸。