第五章 油脂

第五章油脂

一、概述

脂类指存在于生物体中或食品中微溶于水，能溶于有机溶剂的一类化合物的总称。

1 油脂的分类

①按物理状态分：脂肪（常温下为固态）和油（常温下为液态）；

②按化学结构分：简单脂：酰基脂，蜡；复合脂：鞘脂类（鞘氨酸、脂肪酸、磷酸盐、胆碱组成），脑苷脂类（鞘氨酸、脂肪酸、糖类组成），神经节苷脂类（鞘氨酸、脂肪酸、复合的碳水化合物）；衍生脂：类胡箩卜素、类固醇、脂溶性纤维素等。

③来源分：乳脂类、植物脂、动物脂、海产品动物油、微生物油脂。

④按不饱和程度分：干性油：碘值大于130，如桐油、亚麻籽油、红花油等；半干性油：碘值介于100-130，如棉籽油、大豆油等；不干性油：碘值小于100，如花生油、菜子油、蓖麻油等。

⑤按构成的脂肪酸分：单纯酰基油，混合酰基油。

2 油脂的功能

（1）生命功能：构成机体，调节生命过程；

（2）营养功能：提供必需脂肪酸和热能，运输脂溶性维生素；

（3）风味功能。

二、油脂的物理性质

1 油脂的晶体特性

①油脂的晶型：同质多晶现象：同一种物质具有不同固体形态的现象。固态油脂属于同质多晶现象。天然油脂一般都存在3-4种晶型，按熔点增加的顺序依次为：玻璃质固体（亚α型或γ型），α型，β’型和β型，其中α型，β’型和β型为真正的晶体。α型：熔点最低，密度最小，不稳定，为六方堆切型；β’和β型熔点高，密度大，稳定性好，β’型为正交排列，β型为三斜型排列。X衍射发现α型的脂肪酸侧链无序排列，β’型和β型脂肪酸侧链有序排列，特别是β型油脂的脂肪酸侧链均朝一个方向倾斜，有两种方式排列：DCL-二位碳链长，β-2型，TCL-三位碳链长，β-3型。

②影响油脂晶型的因素

（1）油脂分子的结构：一般说来单纯性酰基甘油酯容易形成稳定的β型结晶，而且为β-2型，而混合酰基甘油酯由于侧链长度不同，容易形成β’型，并以TCL排列。

（2）油脂的来源：不同来源的油脂形成晶型的倾向不同，椰子油、可可脂、菜籽油、牛脂、改性猪油易于形成β’型；豆油、花生油、玉米油、橄榄油、等易于形成β型。

（3）油脂的加工工艺：熔融状态的油脂冷却时的温度和速度将对油脂的晶型产生显著的影响，油脂从熔融状态逐渐冷却时首先形成α型，当将α型缓慢加热融化后在逐渐冷却后就会形成β型，再将β型缓慢加热融化后逐渐冷却后则形成β’型。实际应用的例子：用棉籽油加工色拉油时进行冬化处理，这一过程要求缓慢进行，使优质尽量形成粗大的β型，如果冷却过快，则形成亚α型，不利于过滤。

2 油脂的热性质

（1）熔点：对一般的化合物而言，熔点=凝固点。但对具有粘滞性的和同质多晶现象的物质，凝固点小于熔点。油脂的凝固点比其熔点低1-5℃。油脂中熔点甘油三酯<甘油二酯<甘油一酯。对于油脂来说，组成脂肪酸的饱和程度越高，熔点越高。天然油脂的熔点一般为一范围，因为油脂一般为混合物，并有同质多晶现象。

（2）沸点和蒸汽压：油脂和脂肪酸的沸点有以下顺序：甘油三酯>甘油二酯>甘油一酯>脂肪酸>脂肪酸的低级醇酯。他们的蒸汽压则按相反的顺序变化。

（3）烟点，闪点，着火点：烟点，闪点，着火点是油脂在接触空气时加热时的稳定性指标。烟点：在不通风的情况下加热油脂观察到油脂发烟时的温度，一般为240℃。闪点：油脂在加热时油脂的挥发物能被点燃但不能维持燃烧的温度，一般为340℃。着火点：油脂在加热时油脂的挥发物能被点燃且能持续燃烧的时间不少于5秒的温度，一般为370℃。

3 油脂的油性和粘性

油性是指液态油脂能形成润滑薄膜的能力。人的口舌对食品颗粒形状的感受程度有一定的阈值，当颗粒直径大于5微米时，人的口感粗糙，但颗粒本身的形状和软硬程度对口感也有一定的影响作用。在食品加工中油脂可以均匀地分布在食品得表面形成一层薄膜，使人口感愉快。液态油有一定的粘性，这是由酰基甘油分子侧链之间的引力引起的。蓖麻油之所以粘性较其他油高，是因为含有蓖麻酸醇。

4 塑性

在室温下表现为固态的油脂并非严格的固体，而是固-液混合体脂肪中固液两相的比例可用膨胀计来测量，常用固体脂肪指数来表示。测定若干温度时25克油脂固态和液态时体积的差异，除以25即为固体脂肪指数。美国油脂化学协会规定的测定温度为10℃、21.1℃、26.7℃和33.3℃；国际理论与应用化学联合会规定为10℃、15℃、20℃和25℃。油脂的塑性是指在一定压力下表观固体脂肪具有的抗应变能力。

三、油脂在贮藏加工过程中的变化

1 水解

在油脂水解形成甘油和脂肪酸的过程。甘油三酯不溶于水，在高温、高压和有大量水存在的条件下可加速反应，常用的催化剂有无机酸（浓硫酸）、碱（氢氧化钠）、酶、Twitchell 类磺酸，金属氧化物（氧化锌、氧化镁）。工业上一般用Twitchell类磺酸和少量浓硫酸作为催化剂。

2 异构化

天然油脂中所含不饱和脂肪酸的双键一般为顺式，且双键的位置一般在9。12。15位上。油脂在受光、热、酸碱或催化剂及氧化剂的作用下，双键的位置和构型会发生变化，构型的变化称为几何异构，位置的变化称为位置异构。

3 热反应

①热聚合：油脂在真空、二氧化碳或氮气的无氧条件下加热至200-300℃时发生的聚合反应称为热聚合。热聚合的机理为Diels-Alder加成反应；

②热氧化聚合：油脂在空气中加热至200-300℃时引发的聚合反应。热氧化聚合的反应速度：干性油>半干性油>不干性油；

③油脂的缩合：指在高温下油脂先发生部分水解后又缩合脱水而形成的分子质量较大的化合物的过程；

④热分解：油脂在高温作用下分解而产生烃类、酸类、酮类的反应温度低于260℃不严重，290-300℃时开始剧烈发生；

⑤热氧化分解：在有氧条件下发生的热分解。饱和和不饱和的釉质的热氧化分解速度都很快。

4 油脂的辐照裂解

高剂量10kGy-50kGy：肉、肉制品灭菌；中等剂量1kGy-10kGy：冷藏鲜鱼、鸡、水果、蔬菜的保藏；低剂量低于1kGy：防止马铃薯、洋葱发芽，延迟水果蔬菜的成熟，粮食杀虫。含油食品在辐照时其中的油脂会在临近羰基的位置发生分解，形成辐照味。

5 油脂的氧化

油脂在空气中氧气的作用下首先产生氢过氧化物，根据油脂氧化过程中氢过氧化物产生的途径不同可将油脂的氧化分为：自动氧化、光氧化和酶促氧化。

①自动氧化：自动氧化是一种自由基链式反应。

（1）引发期：油脂分子在光、热、金属催化剂的作用下产生自由基，如RH + M x+→R・+H++M(x-1)+；

（2）传播期：R・+3O2→ROO・，ROO・+RH→ROOH+R・；

（3）终止期：ROO・+ROO・→ROOR+O2，ROO・+R・→ROOR，R・+R・→R-R。

②光氧化：光氧化是不饱和脂肪酸与单线态氧直接发生氧化反应。单线态氧：指不含未成对电子的氧，有一个未成对电子的称为双线态，有两个未成对电子的成为三线态。所以基态氧为三线态。食品体系中的三线态氧是在食品体系中的光敏剂在吸收光能后形成激发态光