油脂化学成分-cn

2014年11月17日
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单一产品，联产品，副产品
• 单一产品和主要收入来源（副产品不重要，甚至无用）
– 棕榈油，橄榄油，葵花籽油，菜籽油，蓖麻油，麻疯果油， 野生油脂，坚果油 – 微生物油脂？
• 联产品（重要的副产品）
– 大豆油是大豆豆粕的联产品 – 棕榈仁油是棕榈油的联产品
2010/11 455.7 263.6 192.1
2011/12 441.4 238.7 202.7
133.4 44.0 35.9 20.6 11.9 8.7 12.3
140.8 45.9 38.8 22.5 12.1 9.1 13.3
147.8 47.9 41.3 23.7 12.3 9.4 13.2
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பைடு நூலகம்7.0 6.7
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油脂的来源和类型
• 动物油脂
– 猪油 – 牛油和羊油 – 鱼油（未来微生物油？）
• 植物油脂
– 果油（橄榄油，棕榈油） – 种子油（豆油，菜籽油，葵花籽油，月桂油，棉籽油等）
• 特色油脂和美食油
– 技术应用（蓖麻油） – 糖果脂肪（可可脂，乳木果油，雾冰草脂） – 利基产品（坚果油，葡萄籽油，鳄梨油.....）
inositol, link in 1-position
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生育酚的化学结构
R1 5 HO 6 R2 7 4 3 2 O 1 CH3 CH3 4' CH3 8' CH3 CH3
8 R3
俗名 α-生育酚 β-生育酚 γ-生育酚 δ-生育酚
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俗名 Caprylic (PK, CN) Capric (PK, CN) Lauric (PK, CN) Myristic (PK, CN) Palmitic (PO, PK, CN) Stearic (PO, PK, CN) Oleic (PO, PK, CN) Elaidic (hydrogenation) Linoleic (PO, PK, CN) γ-Llinolenic Arachidonic (meat) α-Linolenic (soya, Canola) Stearidonic (GMO soya) EPA (fish oil) DHA (fish oil)
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脂肪酸的命名
学名 Octanoic Decanoic Dodecanoic Tetradecanoic Hexadecanoic Octadecanoic 9-cis-octadecenoic acid 9-trans-octadecenoic acid 9c,12c-octadecadienoic 6c,9c,12c-octadecatrienoic 5c,8c,11c,14c-eicosatetraenoic 9c,12c,15c-octadecatrienoic 6c,9c,12c,15c-octadecatetraenoic 5c,8c,11c,14c,17c-eicosapentaenoic 4c,7c,10c,13c,16c,19c-docosahexaenoic
• 可可脂主要为2-位置
• 动物脂肪（1-位置不同于3-位置）
– 棕榈酸（16:0）偏好2-位置 – 硬脂酸（18:0）有点偏好1-位置 – 外部不饱和酸特别偏好3-位置
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脂肪酸分布实例
油 棕榈油 棕榈仁油 椰子油 大豆油 猪油 pos 12:0 14:0 16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3 1,3 62.0 8.0 27.5 2.5 2 11.0 2.0 65.0 22.0 1,3 47.8 16.4 9.9 3.2 7.9 1.2 2 62.7 15.8 2.9 0.3 11.8 1.3 1.3 34.8 21.8 10.6 2.7 5.3 1.2 2 80.4 8.6 1.6 0.6 3.5 1.5 1,3 17.7 6.8 21.2 46.1 2 0.3 0.0 25.1 71.0 1 0.7 9.8 1.7 38.8 42.7 6.3 2 3.5 72.4 3.7 3.8 14.0 2.9 3 0.6 5.4 2.1 11.3 65.4 15.2
• 真正意义上的副产品。因为其他原因获取或种植/生长 原料。
– 动物脂肪，鱼油，棉籽油，玉米胚芽油，葡萄籽油
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磷脂的化学结构
A1 A2
O R2 C O H2C CH H2C O O O P O O X HO O C R1 HO H2 C H2 C CH3 N CH3 CH3
D choline
H2 C
H2 C
NH2
C
ethanolamine
OH OH OH O OH OH
X = choline (phosphatidyl choline or PC) X = ethanolamine (phosphatidyl ethanolamine, PE) X = inositol (phosphatidyl inositol or PI) X = hydrogen (phosphatidic acid or PA)
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油脂的可皂化部分
可皂化部分数量约为98% 在形成皂的过程中与碱反应（脂肪酸碱性盐）
• • • • • • • 甘油三酯：三脂肪酸甘油酯（FA） 甘油单酯和甘油二酯（部分甘油酯） 游离脂肪酸（FFA） 蜡：脂肪醇脂肪酸酯 磷脂质（磷脂，鞘磷脂） 糖脂 甾醇酯
21 CH3 18 CH 19 CH3
3
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HO 3
5
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自由植物甾醇和酯化植物甾醇
Red palm olein (crude) Palm oil (crude) Coconut (crude) Olive oil (cold pressed) Palm oil (refined) Walnut (refined) soybean (crude) Olive oil (cold pressed) Peanut (refined) Soya (refined) Cotton (refined) Cotton (crude) Sunflower (refined) Frituur (sunflower) Corn oil (crude) Corn (refined) Rapeseed (crude) Rapeseed (refined) 0 200 400 600 800 esterified free 1000
O C R1 H2 C O O CH C H2 C O C R3 O O
4
R2
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不可皂化部分
数量：约2%： • 生育酚 • 自由（非酯化）甾醇 • 碳氢化合物，类胡萝卜素，鲨烯，叶绿素 • 维生素 • 多酚类：橄榄油中 • 氧化产物
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155.7 50.7 42.4 24.3 15.3 9.5 13.5
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将要讨论的主题
• 油脂的组成
– 甘油三酯，脂肪酸，磷脂，生育酚，生育三烯酚，甾醇，有色化 合物
• 油脂的性质
– 物理性质，熔点 – 化学性质，氧化
• 油脂的来源 • 油脂的加工：精炼/改性
– 脱胶，中和，脱色，脱臭 – 氢化，酯交换，分提
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生育酚和生育三烯酚的存在 (ppm)
油 棕榈油 菜籽油 大豆油 葵花油 核桃油 小麦胚芽油
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生育酚 α 256 210 75 487 563 1330 β 1 15 71 γ 316 42 797 51 595 260 δ 70 266 8 450 271
R1 CH3 CH3 H H
R2 CH3 H CH3 H
R3 CH3 CH3 CH3 CH3
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生育三烯酚的化学结构
R1 HO R2 R3 O CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
• 生育酚存在于植物油中（α-生育酚是维生素E）；大豆 油（900 ppm），玉米胚芽油（1 100 ppm），芝麻籽 油（2 900 ppm） • 生育三烯酚主要存在于棕榈油（530 ppm）、米糠油 （580 ppm）和麦麸（650 ppm）中
记号 8:0 10:0 12:0 14:0 16:0 18:0 18:1ω9 18:1ω9 18:2ω6 18:3ω6 20:4ω6 18:3ω3 18:4ω3 20:5ω3 22:6ω3
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各种油的脂肪酸组成
油 椰子油 棕榈仁油 棕榈油 棕榈特等油精 棕榈硬脂 可可脂 橄榄油 大豆油 菜籽油 芥花油 葵花籽油 亚麻籽油 8:0 10:0 12:0 14:0 9.0 6.8 46.6 18.0 2.7 6.0 46.9 14.1 0.2 1.1 0.3 1.0 0.1 1.1 16:0 9.0 8.8 44.1 35.4 49.3 26.2 12.6 11.0 3.6 4.8 6.4 6.0 18:0 18:1 1.0 7.6 1.3 18.5 4.4 39.0 3.8 45.1 4.9 34.5 34.4 37.3 2.9 74.6 4.0 23.4 1.6 32.9 2.4 58.1 4.7 21.0 2.5 19.0 18:2 18:3 22:1 1.6 0.7 10.6 0.3 13.4 0.3 9.0 0.2 2.1 8.4 0.7 53.2 7.8 17.5 9.0 42.4 20.8 10.2 67.7 24.1 47.4
注：总计≤100%，因为未列出次要脂肪酸
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三酸甘油酯的脂肪酸分布
• 植物油（通常1,3-任意，2-任意）
– – – – 在1,3 –位置上主要为16:0和18:0 月桂酸（12:0）有点偏好2-位置 亚油酸（18:2）偏好2-位置 油酸（18:1）填补空缺
生育三烯酚 α 146 2 26 β 3 18
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植物甾醇的化学结构
• 图示为β-谷甾醇 • 其他植物甾醇（菜油甾醇、豆 甾醇、菜籽甾醇、Δ5燕麦甾醇 CH3 等）在侧链、数量和双键位置 上有所不同。 CH3 24 • 自由羟基可与脂肪酸或阿魏酸 CH3 26 发生酯化反应，或与葡萄糖反 应形成醚
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油脂的质量方面
• 使菜肴美味的各种油（橄榄油、核桃油、南瓜 籽油等）因其独特的味道、气味和色泽，受到 人们的青睐。 • 精制油应具有下列特点：
– – – – – 味道清淡（脱臭） 低酸度（中和） 低色泽（脱色及脱臭过程中有色化合物热分解） 透明度（过滤） 低浊点（冬化/脱蜡）
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油脂的营养方面
• • • • 能量来源 (9 kcal/g 或 37 kJ/g) 人体必需脂肪酸 (ω-3, ω-6)的来源 脂溶性维生素(A, D, E) 功能性次要成分：
– 生育酚，甾醇 – 谷维素（米糠油） – 多酚（橄榄油）
• 感官及流变性评价
– 只需想象一下没有调味品或色拉酱的色拉（指油脂必不可少）
油脂化学
Albert J. Dijkstra
植物油总产量（百万吨）
7种油料种子 总计 大豆 其他 9种植物油 总计 棕榈油 大豆油 菜籽油 葵花籽油 月桂油 其他 (CS,GN,OO)
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2008/09 396.7 211.6 185.1
2009/10 444.1 260.2 183.9
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脂肪酸的结构
Linoleic acid (18:2)
18 12 9 1 C O O H
• 几乎所有天然脂肪酸都具有下列特点：
– – – – – 直链 数目为偶数的碳原子 不饱和度具有顺式构型 多不饱和脂肪酸中亚甲基中断 羧基末端伸长，因此双键位置不会相对于甲基端移位（ω- 6仍 然是ω- 6）
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脂肪酸的命名
18 15 12 9
C
1
O O H
• • • • • • •
CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH CH3-(CH2-CH=CH)3(CH2)7COOH 系统名称：(9Z,12Z,15Z)-十八-9,12,15-三烯酸 俗名：α-亚麻酸 第一速记法： 9c12c15c-18:3 第二速记法： 18:3 ω3 或 18:3 n-3 也可参见： http://lipidlibrary.aocs.org/education/names/FAnames1.htm