第四章 脂类

磷脂
第三节：分类与组成
1.1脂类按结构和组成可分为：简单脂类、 复合脂类和衍生脂类。
1.2酰基甘油的种类
1.2.1乳脂 乳脂来源于哺乳动物的乳汁，主要是牛 乳。 乳脂的主要脂肪酸是棕榈酸、油酸和硬 脂酸，它与其他动物脂肪不同的是乳脂 中含有相当多的C4-C12短链脂肪酸和少 量支链脂肪酸以及奇数碳原子脂肪酸。
3.酰基甘油（甘油酯）
3.1酰基甘油的生成？？？
3.2Sn－系统命名法
3.2.1以Fisher投影式表示甘油，从上至下的 碳原子编为(Stereospecific numbering，Sn) Sn－1、 Sn－2 、Sn－3
Sn－1
HO
CH CH H 2C
2
OH
2
Sn－2
OH
Sn－3
3.2.2在“Sn－甘油－”之后注明在此位臵上 参与形成酯的“脂肪酸酯”或“脂肪酰”， 或其缩写
第四章 脂类

脂类:一大类易溶于有机溶剂而不溶于水 的有机化合物。
第一节：导论




在食品中脂类表现出独特的物理和化学性质：脂类 的组成、晶体结构、熔融和固化行为，以及它同水 或与其他非脂类分子的缔合作用，使食品具有各种 不同的质地。 脂类经过复杂的化学变化或与食品中的其他组分相 互作用，会形成很多有利于食品品质的或有害的化 合物。 膳食脂类在营养中起着重要的作用。可供给热量和 必需脂肪酸、作为脂溶性维生体载体并增加食品的 风味。 但是、脂类的氧化对人和动物的毒性，已成为十多 年来人们讨论的重要问题。
1.分类

油脂：即脂肪酸甘油酯。一般来说，呈 固态的称为“脂”，呈液态的称为 “油”。
类脂：包括磷脂、蜡、甾醇等。这类化 合物在物性方面与油脂相似。因此称为 类脂化合物。

2.食品中脂类典型的功能性质
①为食品提供一种理想和安全的导热介质。 ②是食品风味物或食品风味物的载体，也 广泛参与食品风味的形成。 ③可为某些食品提供良好的乳化性、可塑 性、及舒适的口感。 ④在某些食品中起重要的阻隔作用。
3.3.4 SFI和脂肪的塑性


SFI越小，脂肪中固体含量越小，越易熔 化；SFI越大，脂肪会变脆，不易涂抹。 一般： SFI＝10～30％具有较好的塑性， 但塑性还与温度及脂肪的组成有关。
3.4商品脂肪的稠度

参见P96。
第五节：乳状液与乳化剂

Becher（1966）：乳状液是一个非均相体
2.脂肪酸(fatty acid)

通式：
R
O
C
OH

根据R是否含不饱和键，分为：饱和脂肪 酸SFA(saturated fatty acid)和不饱和脂 肪酸UFA (unsaturated fatty acid) 。
O R C OH Polar End - Hydrophilic End
Non-polar End - Hy drop hobic End (Fat-soluble tail)
3.3.2影响因素


在一定温度下的甘油晶体含量（固体含 量）。 脂肪中甘油酯组分的熔化温度。 甘油酯的同质多晶型。 说明：其中起决定作用的是：脂肪中的 固液比，即：固体脂肪指数（SFI）
3.3.3 SFI的测定


DSC、宽线 NMR、超声技 术。 作脂肪的膨胀 熔化曲线也可 测定。（只适 合测定低于50 ％的SFI）
（4）常见晶体的3种结构
β，稳定
β′，次稳定
α ，不稳定
2.2同质多晶
2.2.1概念 指化学组成相同而晶体结构不同的一种 物质现象。 同质多晶物熔化时可以生成相同的液相。
2.2.2影响脂肪酸同质多晶性质 的因素

脂肪酸的组成。 脂肪酸在三个位臵上的分布。
3.脂肪的物理性质
3.1 熔 化 及 熔 点
表面张力

水的表面张力甚 至能够托起一枚 金属曲别针。照 片的作者在拍摄 时，在光源的前 面放臵了一个铁 格子，这样人们 就能看到由曲别 针重力引起的水 面变形。
1.1.3界面张力

表面张力（液－气表面）是一种特殊的 界面张力（液－气表面、固－气表面、 液－液表面）。
2.乳状液的形成
（1）油滴分散于水中，马上分层。为什么？ （2）为了克服油水的分层现象，则需要降 低油滴的体积，增加油滴的界面积。 解决方法：对油水体系做功，使其界面能 升高。 （3）界面能升高，体系不稳定，怎么办？


在乳状液中，一 切不溶于水的有 机液体(如苯、 四氯化碳、原油 等)统称为 “油”。 如图：简单乳状 液和多重乳状液。
乳状液的外观和性状

分散相和分散介质的折射率不同，外其观不同。 外观随内相液珠大小（分散度）而变化。 液珠大小
大颗粒小球
乳状液外观
两相可区别
>1µ m
1~0.1 µ m 0.1~0.03 µ m 0.05 µ m和更小
2.1饱和脂肪酸

以包含羧基碳原子在内的最长碳链内的碳 原子数为准（末端羧基碳定位C1)：甲、乙、 丙、丁酸等。 举例： ①丁酸，缩写：4:0(4个碳原子，0个双键）
CH 3 C H 2 CH 2 C OOH
②十二酸（月桂酸） ，缩写：12:0
O C OH
2.2不饱和脂肪酸
任务：应表明不饱双键所处的位臵、几 何构型。 2.2.1系统命名（标明第一个碳原子序数） 举例：9，12－十八二烯酸，即亚油酸
CH 3 （CH 2 ） 4 CH= CH CH 2 CH= CH (CH 2 ) 7 COOH
2.3必需脂肪酸（EFA，essential fatty acid )


指人体自身不能合成或合成不足的一类 维持生命活动所必需的不饱和脂肪酸。 目前已知的EFA：亚油酸、亚麻酸、花 生四烯酸(Arachidonic acid，ARA) 、廿 碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸 （DHA）
1.2.7海产动物油脂

海产动物油脂以含大量多达6个双键的长 链不饱和脂肪酸为特征，如二十碳五烯 酸(EPA) 和二十二碳六烯酸(DHA) ，且 富含维生素A和维生素D，由于高度不饱 和性，所以比其他动物和植物油脂更容 易氧化。
第四节：结构与功能性质


1.三酰基甘油的分布模式 脂肪酸在三酰基甘油中的分布位臵决定 了三酰基甘油的结构和性质。（天然油 脂的三酰基甘油的含量很大，约95％以 上）
1.1随机分布理论


脂肪酸在每个三酰基甘油分子中以及在 所有的三酰基甘油分子中都是随机分布 的。即：在三酰基甘油的3个位臵上脂肪 酸组成应该是相同的，并与总脂肪中的 脂肪酸组成也应该相同。 某一品种脂肪酸比例计算方程：
举例：
1.2植物三酰基甘油
一般说来，种子油脂的不饱和脂肪酸优先占据 甘油酯Sn—2位臵，在这个位臵上亚油酸特别集 中，而饱和脂肪酸几乎都分布在1，3—位臵。在 大多数情况下，饱和的或不饱和的脂肪酸在Sn－ 1和Sn－3位臵基本上是等量分布的。 例如： 可可脂的三酰基甘油大约有80％是二饱和的， 18：1脂肪酸集中于Sn－2位臵，饱和脂肪酸只 分布在第一位臵(β —POSt构成主要种类)， Sn －2位臵的油酸是sn—1位臵上油酸的1.5倍。
系，其中至少有一种液体以液珠的形式分散在 另一种液体中，液珠直径一般大于0.1mm。此 种体系皆有一个最低的稳定度，并因有表面活 性剂或固体粉末的存在而稳定性大大增加。 两部分组成 分散相（非连续相）：以液滴或液晶的形式存 在。 分散介质（连续相）：充斥、包围着分散相的 连续液体。
几种乳状液结构示意图

2.2.1系统命名
常见脂肪酸 的命名p87， 记忆！
①从羧基端开始记数，双链位于第9、第10 碳原子之间，记为(9)； ②从甲基端开始记数，双链位于第6、第7 碳原子之间记为(n－6)，或(ω －6)，或 ω6 则9，12－十八二烯酸可表示为： 18:2 (n－6)或18:2 (ω －6)或18:2 ω6
3.食品中脂类研究的重点
不饱和脂类的氧化及其控制。 不饱和脂肪酸的生理功能及其制备。 例如： MCT（中链三脂肪酰甘油）：脂肪酸含 8～11个碳原子。

第二节：命名
1.甘油 学名叫丙三醇，是最简单的一种三元醇，它是 多种脂类的固定构成成分。甘油的各种化学性 质来自于它的三个醇羟基，按序称为：①、② 、 ③或a、β、α′。
熔化曲线

脂肪熔化 时体积膨 胀，晶型 转换时体 积收缩
熔点


天然油脂是甘油 酯的混合物，而 且含有少量杂质， 因此没有确切的 熔点。一般在 40～45℃ 之间。 熔点与组成密切 相关。
C is a n d T ra n s
4 C c h a in fa tty a c id CH3 C === C H COOH H
2晶体结构和同质多晶
2.1晶体结构 2.1.1晶体 组成物质的 微粒在空间 有规则地排 列成具有整 齐外形的固 定体。 宝石级祖母绿 晶体
海盐晶体
天然粉晶晶簇
2.1.2脂肪的晶体
（1）形成的原因 适当的条件下（温度、浓度），分子间 范德华力、氢键的作用。
（2）脂肪晶体形状

晶胞和晶格
（3）亚晶胞
1.2.4油酸—亚油酸酯


自然界中油酸—亚油酸酯最丰富，全部 来自植物界。植物油脂中，含有大量的 油酸和亚油酸，饱和脂肪酸低于20％。 这类油脂中最主要的是棉籽、玉米、花 生、向日葵、红花、橄榄、棕榈和芝麻 油。
1.2.5亚麻酸酯


植物油如豆油、小麦胚芽油、大麻籽油 和紫苏油均含有大量亚麻酸。 其中以豆油为最重要，合大量亚麻酸是 其产生油味的原因。

1.3动物三酰基甘油




不同动物或同一种动物的不同部位的脂肪中三 酰基甘油的分布情况都不相同，改变膳食脂肪 可引起储存脂肪中脂肪酸组成的变化。 一般说来，Sn－2位臵的饱和脂肪酸含量比植 物脂肪高，Sn－1和Sn－2位臵的脂肪酸组成 也有较大差异。 大多数动物脂肪中，16：0脂肪酸优先在Sn－l 位臵酯化，14：0脂肪酸优先在Sn—2位臵酯 化。 乳脂中短链脂肪酸有选择地结合在Sn-3位臵。 牛脂肪中大部分三酰基甘油属于SUS型。
T ra n s
CH3 C === C H
COOH
C is
H
3.2沸点
一般在180～200℃ 之间，与组成的脂肪 酸的结构有关。 ①碳链越长，沸点越高。 ②不饱和度影响不大。

3.3脂肪的塑性
3.3.1概念 塑性：指固体脂肪在外力作用下，当外 力超过分子间作用力时，开始流动，当 外力停止后，脂肪重新恢复原来稠度的 性质。
1.2.6动物脂肪



动物脂肪包括家畜动物的储存脂肪如猪油、牛油， 这类脂肪均含有大量C16和C18脂肪酸和中等量不饱 和脂肪酸，且大部分是油酸和亚油酸，仅含少量奇 数碳原子酸。此外这类脂肪还含有相当多的完全饱 和的三酰甘油、所以熔点较高。 蛋脂由于具有乳化特性和高胆固醇含量而显得尤为 重要，脂肪在全蛋中约占12％，几乎全集中在蛋黄 内。 在蛋黄中脂肪含量高达32％一36％，主要脂肪酸为 油酸18：1(38％)、棕榈酸16：0（23％)和亚油酸18： 2(16％)。在蛋黄脂中三酰甘油占66％、磷脂28％、 胆固醇5％。
乳白色
蓝白色 灰色半透明 透明
1.乳状液的稳定性
1.1表面张力和界面张力 1.1.1净吸力 由于有净吸力存在，致 使液体表面的分子有被 拉入液体内部的倾向， 所以任何液体表面都有 自发缩小的倾向，这就 是液体表面表现表面张 力的原因。
1.1.2表面张力

表面张力可定义为增加单位面积所消耗 的功。
命名： Sn－甘油－1－硬脂酸酯－2－油酸酯－3－肉豆蔻 酸酯 或：Sn－甘油－1－硬脂酰－2－油酰－3－肉豆蔻酰 或：Sn－ 18:0－ 18:1 － 16:0 或用脂肪酸的符号表示：Sn－ StOM

4.磷脂

不含磷酸酯的甘油上的C原子形成的酯－ Sn－甘油－位臵－磷脂酰XX
衍生物基团
1－硬脂酰－2－亚油酰－Sn－甘油－3－磷脂酰胆碱
1.2.2月桂酸酯


月桂酸酯来源于某些棕榈植物，如椰子 和巴巴苏(bobasu)。 这种脂肪的特征是月桂酸含量高达40％ Fra Baidu bibliotek50％， C6、 C8和C10脂肪酸的含量中 等，不饱和脂肪酸含量少，熔点较低。
1.2.3植物奶油


植物奶油来源于各种热带植物的种子， 是以脂肪的熔点范围窄为特征，这主要 因为脂肪酸在三酰基甘油分子中的排列 方式不同，饱和脂肪酸含量大于不饱和 脂肪酸，但是在这些植物油中不存在三 饱和基酰基甘油。 植物奶油广泛用于糖果生产，可可脂是 这类脂肪中最重要的一种。