脂肪的结构及组成(精)

3.5~6
W/O型乳化剂
7~9
湿润剂
8~18
O/W型乳化剂
13~15
洗涤剂
γ- 亚麻酸 (Linolenic acid) γ-Ln
二十酸
花生酸 (Arachidic acid)
Ad
5,8,11,14-二十碳四烯酸
花生四烯酸(Arachidonic acid) An
5,8,11,14,17-二十碳五烯酸
(Eicosapentanoic acid)
EPA
13-二十二烯酸
芥酸 (Erucic acid)
❖ 形成那一种晶型，主要取决于温度和冷却速度。
调温
通过控制结晶温度、时间和速度来 改变结晶方式，从而改变油脂的性质， 以得到理想的同质多晶型和物理状态， 以增加油脂的利用性和应用范围。
-2 23.3 C
´-2 27.5 C
Polymorphism of Cocoa Fats
-3V 33.8 C
|
Sn-3
CH2OOC(CH2)16CH3
三酰基甘油
①数字命名: Sn-16:0-18:1-18:0
②英文缩写命名: Sn-POSt
③中文命名:
Sn-1-棕榈酸-2-油酸-3-硬脂酸甘油酯
或1-棕榈酰-2-油酰-3-硬脂酰-Sn-甘油
4.2.4.脂肪酸的组成分布
(1) 动物脂中脂肪酸的分布
❖ 乳脂 含短链脂肪酸(C4 ~ C12)，少量的支链、 奇数碳FA。
在 能量贮存最紧凑的形式，有润滑、
生 物
保护、保温等功能。
体
中 的
脂类的氧化对人和动物的毒性，已
功 成为十多年来人们讨论的问题。
能
(2) 脂质在食品中的功能
热量最高的营养素 (39.58kJ/g) 提供必需脂肪酸 脂溶性维生素的载体 提供滑润的口感，光润的 外观，塑性脂肪还具有造型 功能 赋予油炸食品香酥的风味，
越高，则mp越高。 ❖ mp<37℃时，消化率>96%。 ❖ bp：180~200℃之间，bp随碳链增长而增高
表4-3 几种常用食用油脂的溶点与消化率的关系
脂肪
熔点(℃)
消化率(%)
大豆油
-8 ~ -18
97.5
花生油
0~3
98.3
向日葵油
-16 ~19
96.5
棉籽油
3-4
98
奶油
28~36
98
猪油
+ 3 RiCOOH
CH2-OH 甘油
脂肪酸
Glycerol
CH2OCOR1
R2OCOCH
+ 3 H2O
CH2OCOR3
三酰基甘油
Triacylglycerols (TG)
R1= R 2 = R 3，单纯甘油酯； Ri 不完全相同时，混合甘油酯；
R1≠R3，C 2原子有手性，天然油脂多为L 型。
(1) Instability of Emulsions
❖ 分层 ❖ 絮凝 ❖ 聚结
絮凝和聚结示意图
(2) Emulsification of Emulsifiers
❖ 减小两相间的界面 ❖ 增大分散相之间的
张力
静电斥力
❖ 增大连续相的粘度 或生成有弹性的厚 膜
❖ 微小的固体粉末的 稳定作用
❖ 形成液晶相
the best
-3VI 36.2 C
5 熔融特性 Melting properties
① 多晶型物的熔化热焓曲线
图4-12 稳定（β）和不稳定（α）多晶型物的熔化热焓曲线
热焓或膨胀熔化曲线
固体分数ab/ac 液体分数bc/ac 固体脂肪指数(SFI)
Solid Fat Index: 在一定温度下 固液比ab/bc
•高等陆生动物脂
含有较多的P和St。 链 长 以 C18 居 多 。 mp较高。
•水产动物油脂 多为不饱和脂肪酸。
两栖类、爬行类、鸟类和 啮齿动物 FA的组成介于水产动 物和陆产高等动物之间。
(2) 植物油中脂肪酸的分布
存在于果仁中的植物油及存在于种籽中 的植物油含有较多的棕榈酸、油酸、亚油酸， 后者还含有较多的亚麻酸；芥酸仅存在于十 字花科植物种籽中。如：菜籽油。
黑芥子苷
2 烟点、闪点和着火点
❖ 是油酯在接触空气加热时的热稳定性指标。 ❖ 烟点是指在不通风的情况下观察到试样发
烟时的温度。 ❖ 闪点是试样挥发的物质能被点燃但不能维
持燃烧的温度。 ❖ 着火点是试样挥发的物质能被点燃并能维
持燃烧不少于5s的温度 ❖ 烟点、闪点和着火点和游历脂肪酸的含量
有关。
表4-6 油脂中游离脂肪酸含量与发烟点的关系
游离脂肪酸
(%)
0.05
0.10
0.50
0.60
发烟点(℃)
226.6
218.6
176.6
148.8 ~160.4
3. Melting Points and Boiling Points
❖ 天然油脂没有固定的mp和bp ❖ mp:游离脂肪酸>甘油一酯>二酯>三酯 ❖ mp最高在40~55℃之间。碳链越长，饱和度
(3) Selection of Emulsifiers
❖ 亲水––亲脂平衡(Hydrophilic-Lipophilic Balance; HLB)
❖ HLB值具有代数加和性 ❖ 通常混合乳化剂比具有相同HLB值的单一
乳化剂的乳化效果好。
表4-5 HLB值与适用性
HLB值
适用性
1.5~3
消泡剂
Chapter 4 Lipids
脂 质
第一节 概述 第二节 脂肪的结构及组成 第三节 脂肪的物理性质 第四节 脂肪的化学性质 第五节 油脂的质量评价 第六节 油脂的加工化学 第七节 复合脂质和衍生脂质 第八节 油脂含量的测定
4.1 Introduction
1. Lipids
脂质化合物种类繁多，结构各异， 其中99%左右的是脂肪酸甘油酯， 即脂肪(fat)。
❖ 在整个存在期间，无论温度变化与否，两种晶型 如果一种是稳定的而另一种是亚稳定的，则称这 两种晶型是单向转变的（monotropic），即只能 向更稳定的形式转变。
❖ 两种晶型，当它们都有一定的稳定范围时，称为 双向转变的（enantiotropic）。
❖ 即无论哪一种变体都是稳定的，在固态中 的转变向哪一方进行取决于温度。它们的 相对稳定性改变时的温度称为转变点 （transition point）。
甘油三酯在晶格中分子排列成椅式
表4-4 同酸甘油酯同质多晶体的特性
特性 堆积方式
正六方
´ 正交
三斜
熔点

< ´


密度

< ´


有序程度

< ´


决定油脂晶型的因素
❖ 油脂的晶型取决于熔化油脂冷却时的温度和速度。 油脂从熔化状态逐渐冷却时首先形成晶型，在 不同的条件下可转化成 晶型和晶型。
①系统命名法
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 9-十八烯酸
❖ 在某些情况下，要求标出双键的顺反结构和位置， 用c表示顺式，t表示反式，位置从甲基端可以编 号，如：5t，9c－18：2；也可以从羧基端编号，
记做n：mω数字或n：m（n－数字），如：
❖ 亚油酸
❖ CH3—(CH2)4—CH=CH—CH2— CH=CH(CH2)7COOH ， 即 称 9 ， 12 － 十 八 碳 二 烯
E
4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸 (Docosahexanoic acid)
DHA
小结：
❖ 饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的摄入一定要 符合一定的比例。
WHO,FAO,中国营养协会推荐
1：
1：
1
单
多
饱
不
不
和
饱
饱
脂
和
和
肪
脂
脂
酸
肪
肪
酸
酸
4.2.3 脂肪的结构和命名
CH2-OH
HO-C-H
P
9-十六烯酸
棕榈油酸(Palmitoleic acid) Po
十八酸
硬脂酸 (Stearic acid)
St
9-十八烯酸
油酸 (Oleic acid)
O
9,12-十八二烯酸
亚油酸 (Linoleic acid)
L
9,12,15-十八三烯酸
α-亚麻酸 (Linolenic acid) α-Ln
6, 9,12-十八三烯酸
俗名或普通名
英文缩写
丁酸
酪酸 （Butyric acid）
B
己酸
己酸 (Caproic acid)
H
辛酸
辛酸 (Caprylic acid)
Oc
癸酸
癸酸 (Capric acid)
D
十二酸
月桂酸 (Lauric acid)
La
十四酸
肉豆蔻酸 (Myristic acid)
M
十六酸
棕榈酸 (Palmtቤተ መጻሕፍቲ ባይዱc acid)
脂肪酸的碳原子数多为偶数，且多为直链脂 肪酸
2. Nomenclature of Triacylglycerols
(TG)
CH2-OH |
HO-C-H | CH2-OH
Sn-1
CH2OOC(CH2)14CH3 |
Sn-2CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOCH
|
Sn-3
CH2OOC(CH2)16CH3
数字命名 4: 0 6: 0 8: 0
10: 0 12: 0 14: 0 16: 0 16: 1 18: 0 18: 1 ω9 18: 2 ω6 18: 3 ω3 18: 3 ω6 20: 0 20: 4 ω6 20: 5 ω3 22: 1 ω9 22: 6 ω3
表4-2 一些常见脂肪酸的命名
系统命名
36~50
94
牛脂
42~50
89
羊脂
44~55
81
人造黄油
––
87
4. 结晶特性
同质多晶（Polymorphism） 化学组成相同的物质，结晶晶型不同，但融化
后生成相同的液相。 同一种物质具有不同的固体形态叫做同质多晶
现象，不同形态的固体晶体称为同质多晶体。
❖ 未熔化的固态可以从一种同质多晶转变成另外一 种，这取决于它们各自的稳定性。
4.3 油酯的物理性质
PhysicalProperties of Fats
1. Smell and colour
•纯脂肪无色、无味
•多数油脂无挥发性，气味多由非脂 成分引起的。
芝麻油
椰子油
菜油
N
N
COCH 3
乙酰吡嗪
O C9H19CCH 3
壬基甲酮
CH2 = CH - CH2 -C -S - 葡萄糖基 NOSO 2OK
② 油脂的塑性:
在一定外力下，固体脂肪具有的抗变形的 能力。
影响油酯塑性的因素
❖ SFI适当 ❖ 脂肪的晶型 : 型 ❖ 熔化温度范围 宽 则脂肪的塑性越大。
6 油脂的液晶态 Liquid crystals
3 kinds
亲水端 疏水端
7 Emulsions and Emulsifiers
油水 油
乳化剂 W/O
水
油
分散相 亲水端 疏水端
连续相 O/W
Concept：乳状液
❖ 乳状液一般是由两种不互溶的液相组成的 分散体系，其中一相是以直径0.1~50μm 的液滴分散在另一相中，以液滴或液晶的 形式存在的液相称为“内”相或分散相， 使液滴或液晶分散的相称为“外”相或连 续相。
乳浊液 水包油型(O/W，水为连续相。如：牛乳) 油包水型(W/O，油为连续相。如：奶油)
甘油
三酰基甘油
Sn命名法 (Stereospecific Numbering)
Glycerol
❖ 碳原子编号自上而下为1~3 ❖ C2上的羟基写在左边
CH2-OH | HO-C-H | CH2-OH
甘油
Sn-1
CH2OOC(CH2)14CH3 |
Sn-2CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOCH
酸，也叫18：2ω6酸。
❖ 注意：仅用于顺式双健结构，和五碳双烯结构
②数字命名法
n: m （n-碳原子数, m-双键数）
例： 18:0 18:1 18:2 18:3
位置
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
从此端编号 记作:ω数字
从此端编号
c-顺式，
t-反式
③ 俗名或普通名 ④ 英文缩写 （见下页表）
❖ 已知某些脂肪酸衍生物中存在双变晶现象， 但天然脂肪总是单向转变的
未熔化
亚稳态 自发地 稳定态
稳定态 取决于温度 稳定态
脂肪酸烃链中的最小重复单位是 (-CH2CH2-)
脂肪的亚晶胞最常见的堆积方式
正交(´型) 三斜(型)
六方(型)
（2）正交 β’
（1）三斜 β
（3）六方 α
Stability： > ´>
是传热介质
4.2.1脂肪酸的结构
❖ 饱和脂肪酸 符合CnH2n＋2O2
通常碳原子数 >14,是直链分子，碳原子数为 偶数
❖ 不饱和脂肪酸 不符合CnH2n＋2O2,通常含有一个或多个烯 丙基，两个双键多位顺式，（反式的没有 营养）
4.2.2. 脂肪酸的命名(Nomenclature)
(1) Nomenclature of Fatty Acid( FA)
lipids通常具有下列共同特征
❖ 不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙 酮等有机溶剂。
❖ 大多具有酯的结构，并以脂肪酸形成的酯 最多。
❖ 都是由生物体产生，并能由生物体所利用 （与矿物油不同）。
例外：卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。
2. Function of Lipids
()
1
脂 质
是组成生物细胞不可缺少的物质，