脂类 (2)精选课件.ppt

关于脂类(2)第一页，本课件共有79页1定定义义：脂脂类类是是指指一一大大类类溶溶于于有有机机溶溶剂剂而而不不溶溶于于水水的的化合物，是脂肪组织的主要成分。化合物，是脂肪组织的主要成分。n99%的植物和动物脂类是脂肪酸甘油脂。的植物和动物脂类是脂肪酸甘油脂。n脂脂(fats)：室温下为固体：室温下为固体。n油油(oils)：室温下为液体。室温下为液体。第一节第一节 概概 述述第二页，本课件共有79页n 游离脂，或可见脂肪游离脂，或可见脂肪(visible fats)是是指指从从植植物物或或动动物物中中分分离离出出来来的的脂脂，如如奶奶油油、猪猪油油或或色拉油。色拉油。n 食品组分食品组分 是是指指存存在在于于食食品品中中，作作为为食食品品的的一一部部分分，但但不不是是以以游离态存在游离态存在。食品中的脂有两种形式：食品中的脂有两种形式：第三页，本课件共有79页第二节第二节 脂的分类脂的分类（一）分类（一）分类一般脂的分类（分成三类）：一般脂的分类（分成三类）：n 简单脂类简单脂类：酰基甘油：甘油：酰基甘油：甘油+脂肪酸脂肪酸 蜡蜡：长链醇：长链醇+长链脂肪酸长链脂肪酸n 复合脂类复合脂类：磷酸酰基甘油磷酸酰基甘油 鞘磷脂类鞘磷脂类 脑苷脂类脑苷脂类 神经节苷脂类神经节苷脂类n 衍生脂类衍生脂类 类胡萝卜素，类固醇、脂溶性维生素类胡萝卜素，类固醇、脂溶性维生素第四页，本课件共有79页n 简单脂类简单脂类：酰基甘油酰基甘油：（甘油：（甘油+脂肪酸）脂肪酸）乳脂肪乳脂肪：主要的脂肪酸是棕榈酸、油酸与硬脂主要的脂肪酸是棕榈酸、油酸与硬脂 酸，也含有相当数量的酸，也含有相当数量的C4C12短链短链 脂肪酸。脂肪酸。月桂酸脂月桂酸脂：月桂酸含量特别高，熔点低，如椰子油。：月桂酸含量特别高，熔点低，如椰子油。植物脂植物脂：热带植物种子中存在的油脂，熔点范围窄，如可可脂热带植物种子中存在的油脂，熔点范围窄，如可可脂 油酸油酸-亚油酸亚油酸：主要的植物油，如棉籽油、玉米油、花生油、：主要的植物油，如棉籽油、玉米油、花生油、向日葵油、红花油、橄榄油、棕榈油以及芝麻向日葵油、红花油、橄榄油、棕榈油以及芝麻 油等，饱和脂肪酸含量均低于油等，饱和脂肪酸含量均低于20。亚麻酸脂亚麻酸脂：豆油、麦胚油、大麻籽油以及紫苏子油等。：豆油、麦胚油、大麻籽油以及紫苏子油等。动物脂肪动物脂肪：含有大量的：含有大量的C16和和C18饱和脂肪酸和中等量不饱和饱和脂肪酸和中等量不饱和 脂肪酸。不饱和脂肪酸中最多的是油酸和亚油酸，具有脂肪酸。不饱和脂肪酸中最多的是油酸和亚油酸，具有 相当高的熔点。相当高的熔点。海生动物油海生动物油：高不饱和脂肪酸，：高不饱和脂肪酸，EPA和和DHA。蜡蜡：长链醇：长链醇+长链脂肪酸长链脂肪酸第五页，本课件共有79页n 复合脂类：复合脂类：磷酸酰基甘油（或甘油磷脂）：磷酸酰基甘油（或甘油磷脂）：甘油甘油+脂肪酸脂肪酸+磷酸盐磷酸盐+其它含氮基团其它含氮基团 鞘磷脂类鞘磷脂类：鞘氨醇：鞘氨醇+脂肪酸脂肪酸+磷酸盐磷酸盐+胆碱胆碱 脑苷脂类：脑苷脂类：鞘氨醇鞘氨醇+脂肪酸脂肪酸+糖糖 神经节苷脂类：神经节苷脂类：鞘氨醇鞘氨醇+脂肪酸脂肪酸+复合的碳水化合复合的碳水化合 物部分（如唾液酸）物部分（如唾液酸）n 衍生脂类：衍生脂类：符合脂定义，但不是简单或复合脂类。符合脂定义，但不是简单或复合脂类。如：胡萝素、类固醇如：胡萝素、类固醇。第六页，本课件共有79页（二）酰基甘油（甘油酯（二）酰基甘油（甘油酯,Acylglycerols）天天然然脂脂肪肪：甘甘油油与与脂脂肪肪酸酸结结合合而而成成的的一一酰酰基基甘甘油油、二二酰酰基甘油基甘油以及三以及三酰基甘油酰基甘油。食用油或食用脂几乎完全由三酰基甘油组成食用油或食用脂几乎完全由三酰基甘油组成Sn-系统命名三酰基甘油：系统命名三酰基甘油：Fisher平面投影，中间的羟基位于中心碳的左边。平面投影，中间的羟基位于中心碳的左边。Sn-甘甘油油-1-硬硬脂脂酸酸酯酯-2-油油酸酸酯酯-3-肉肉豆豆蔻蔻酸酸酯酯（Sn-StOM或或Sn-18:0-18:1-14:0）。）。第七页，本课件共有79页（三）磷脂（三）磷脂(phospholipids)1-棕榈酰棕榈酰-2-亚油酰亚油酰-Sn-甘油甘油-3-磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱-卵磷脂卵磷脂。n 任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂。任何含磷酸一酯或磷酸二酯的脂称为磷脂。n 磷酸甘油酯属于磷酸甘油酯属于Sn-甘油甘油-3-磷酸酯，广泛存在于动磷酸酯，广泛存在于动 植物中。植物中。第八页，本课件共有79页（四）（四）脂肪酸脂肪酸(Fatty acids)n-命名系统：从分子的末端甲基开始。命名系统：从分子的末端甲基开始。亚油酸亚油酸 18：26（或（或 n6）n 天天然然多多烯烯酸酸（一一般般会会有有2-62-6个个双双键键）的的双双键键部部是是被被亚亚甲甲基隔开的。基隔开的。5,8,11,14-二十碳四烯酸，或二十碳四烯酸，或 20:46（或（或 n6）。）。4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸，或二十二碳六烯酸，或22:63（或（或 n3）。）。DHA 第九页，本课件共有79页n 植物油中最常见的脂肪酸有植物油中最常见的脂肪酸有8 8种，种，约占脂肪酸总量的约占脂肪酸总量的9797。月桂酸月桂酸 12：0、肉豆蔻酸、肉豆蔻酸 14：0、棕榈酸、棕榈酸 16：0、硬脂酸、硬脂酸 18：0、油酸油酸 18：1（n-9)、亚油酸、亚油酸 18：2（n-6)、-亚麻酸亚麻酸 18：3（n-3)、芥酸芥酸 22：1（n-9)n 植物油植物油 棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不饱和脂肪酸棕榈酸、油酸以及亚油酸含量较高，即不饱和脂肪酸 占主要成分。占主要成分。n 亚油酸和亚油酸和-6-6脂肪酸具有生理活性脂肪酸具有生理活性-必需脂肪酸。必需脂肪酸。n-亚麻酸属于亚麻酸属于-3-3脂肪酸脂肪酸，具有营养功能，也是必需脂肪，具有营养功能，也是必需脂肪酸。酸。n 动物和鱼油中的脂肪酸动物和鱼油中的脂肪酸 主要有：主要有：16：0、16：1、18：0、18：1、20：4（-6）、）、20：5（-3）、以及）、以及22：6（-3）。第十页，本课件共有79页第三节第三节 物理性质物理性质(Physical aspects)一天然脂肪中脂肪酸的分布一天然脂肪中脂肪酸的分布 脂脂肪肪酸酸的的分分布布对对脂脂肪肪的的物物理理性性质质有有很很大大影影响响，但但脂脂肪肪酸酸排排列列不同，其物理性质有很大不同。不同，其物理性质有很大不同。一般天然脂肪中脂肪酸的分布规律：一般天然脂肪中脂肪酸的分布规律：n植物三酰基甘油植物三酰基甘油 1.含有常见脂肪酸的含有常见脂肪酸的种子油种子油 不饱和脂肪酸优先排列在不饱和脂肪酸优先排列在Sn-2Sn-2位位（物别是亚油酸），（物别是亚油酸），饱和酸几乎只出现在饱和酸几乎只出现在1 1，3 3位位.第十一页，本课件共有79页2.饱和度高的植物脂饱和度高的植物脂 可可脂可可脂 75%左右的三酰基甘油是二饱和的，左右的三酰基甘油是二饱和的，18：1集中在集中在 2位，饱和酸几乎只在位，饱和酸几乎只在1，3位。位。椰子油椰子油 80%的三酰基甘油是三饱和的，月桂酸集中在的三酰基甘油是三饱和的，月桂酸集中在2位位 上，辛酸在上，辛酸在3位上，位上，肉豆蔻酸与棕榈酸在肉豆蔻酸与棕榈酸在1位上位上3.含有芥酸的植物油含有芥酸的植物油，如菜籽油，如菜籽油 芥酸优先在芥酸优先在1，3位且位且3位上的芥酸比位上的芥酸比1位多位多。第十二页，本课件共有79页n 动物三酰基甘油动物三酰基甘油 一般一般2 2 位上饱和脂酸大于植物脂肪位上饱和脂酸大于植物脂肪。大多数动物脂肪，大多数动物脂肪，16：0优先在优先在 1 位上，位上，14：0优先于优先于 2 位。位。n 乳脂肪乳脂肪：短链酸选择短链酸选择3位位n 猪脂猪脂：16：0主要集中于中心位置，主要集中于中心位置，18：0主要在主要在1位，位，18：3 在在 3 位与位与 1 位。位。n 海生动物油海生动物油：长链高度不饱和脂肪酸优先位于长链高度不饱和脂肪酸优先位于 2 位位。第十三页，本课件共有79页二、同质多晶二、同质多晶(Polymorphism)1、定义：、定义：所所谓谓同同质质多多晶晶物物是是指指化化学学组组成成相相同同而而晶晶体体状状态态（晶晶型型）不不同同的的化化合合物物，这这类类化化合合物物在在熔熔融融态态时时具具有有相相同同的的化化学学组组成成与与性性质质。Polymorphic forms are crystalline phases of the same chemical composition that differ among themselves in structure but yield identical liquid phases upon melting.同质多晶物质在形成结晶时可以形成同质多晶物质在形成结晶时可以形成多种晶型多种晶型。在在大大多多数数情情况况下下多多种种晶晶型型可可以以同同时时存存在在，各各种种晶晶型型之之间间会会发发生生转化转化。第十四页，本课件共有79页2、脂肪酸和三酰基甘油的同质多晶的结构基础脂肪酸和三酰基甘油的同质多晶的结构基础 （烃链的不同堆积排列或不同的倾斜角度）烃链的不同堆积排列或不同的倾斜角度）晶格晶格(crystal lattice)：构成晶体的构成晶体的质点质点（原子或分子）在（原子或分子）在空间形成的三维排列空间形成的三维排列称为空间晶格。称为空间晶格。第十五页，本课件共有79页 晶胞晶胞：空间晶格点相连产生的许多空间晶格点相连产生的许多相互平行的相互平行的结结，含含有有所所有有的的晶晶格格要要素素。完完整整的的晶晶体体是是由由晶晶 胞胞在在空空间间并并排排堆堆积积而而成成，即即晶晶体体是是由由晶晶胞胞 在在空空间重复排列而成的。间重复排列而成的。晶晶胞胞一一般般是是由由两两个个短短间间隔隔和和一一个个长长间间隔隔组组成成的的长长方体方体或或斜方体斜方体。极极性性端端基基相相互互缔缔合合形形成成由由 a a 和和 b b 轴轴组组成成的的面面，非极性短链沿非极性短链沿C C轴排列。轴排列。第十六页，本课件共有79页亚亚晶晶胞胞(Subcells)：主主晶晶胞胞内内沿沿着着链链轴轴的的最最小小的的空空间重复单元间重复单元。每个亚晶胞含有一个乙烯基每个亚晶胞含有一个乙烯基。第十七页，本课件共有79页n已发现烃类亚晶胞有七种堆积类型。已发现烃类亚晶胞有七种堆积类型。n最常见的有三种。最常见的有三种。三斜三斜(T)堆积堆积:也称也称，每个亚晶胞中有一个乙烯，每个亚晶胞中有一个乙烯，所有的曲折平面都是相平行的。所有的曲折平面都是相平行的。正交（正交（O）堆积）堆积:也为也为，每个亚晶胞中具有两个，每个亚晶胞中具有两个 乙烯单位，交替链平面与它们邻近平乙烯单位，交替链平面与它们邻近平 面互相垂直。面互相垂直。正石蜡、脂肪酸、脂肪酸酯存在正交正石蜡、脂肪酸、脂肪酸酯存在正交 堆积。堆积。六方形的堆积（六方形的堆积（H）:一般称为一般称为，烃链随机定向，烃链随机定向，并绕着它们的长垂直轴而旋转。并绕着它们的长垂直轴而旋转。(Triclinic)(Common orthorhombic)(Hexagonal)第十八页，本课件共有79页第十九页，本课件共有79页 硬脂酸硬脂酸(stearic acid)晶胞，单斜。晶胞，单斜。A、脂肪酸、脂肪酸 (fatty acids)第二十页，本课件共有79页油酸油酸(oleic acid)每每个个晶晶胞胞长长度度上上有有着着两两个个分分子子在在顺顺式式双双键键两两侧侧的的烃烃键以相反方向倾斜键以相反方向倾斜。第二十一页，本课件共有79页B、三酰基甘油、三酰基甘油(Triacylglycerols)具有三种主要的多晶型物，具有三种主要的多晶型物，、。第二十二页，本课件共有79页第二十三页，本课件共有79页n一一般般来来说说，含含有有不不同同脂脂肪肪酸酸的的三三酰酰基基甘甘油油的的型型的的熔点比熔点比型高型高。n一一般般来来说说，由由少少数数几几种种紧紧密密相相关关的的三三酰酰基基甘甘油油组组成成的的脂脂肪肪倾倾向向于于快快速速转转变变成成型型。与与此此相相反反，不不均均匀匀脂脂肪肪倾倾向向于于较较慢慢转转变变成成稳稳定定型型。高高度度随随机机分分布布的的脂脂肪肪慢慢慢慢转转变变成成稳定型。稳定型。第二十四页，本课件共有79页n混合型三酰基甘油晶体中的分子排列更为复杂。三混合型三酰基甘油晶体中的分子排列更为复杂。三酰基甘油中含有不同链长的脂肪酸，不同的链排列酰基甘油中含有不同链长的脂肪酸，不同的链排列产生不同的结构。产生不同的结构。第二十五页，本课件共有79页n氢氢化化的的豆豆油油、红红花花油油、葵葵花花油油、橄橄榄榄油油，猪猪油油、玉玉米米油油、椰椰子抽、芝麻油以及可可脂等倾向于形成子抽、芝麻油以及可可脂等倾向于形成结晶；结晶；n氢氢化化的的棉棉籽籽油油、棕棕榈榈油油、改改性性猪猪油油、牛牛脂脂等等倾倾向向于于形形成成结晶；结晶；n可可可可脂脂(cocoa(cocoa butter)butter)含含POStPOSt（40%40%）、StOStStOSt（3030）以以及及POPPOP（1515），具有），具有6 6种同质多晶型物（种同质多晶型物（-）。）。n型最不稳定，熔点最低；型最不稳定，熔点最低；n型型最最稳稳定定，是是所所期期望望的的结结构构，使使巧巧克克力力涂涂层层具具有有 光光泽的外观泽的外观；nVIVI型比型比V V型的熔点高，贮藏过程会从型的熔点高，贮藏过程会从V V型转变为型转变为VIVI型，型，n 导导致致巧巧克克力力的的表表面面形形成成一一层层非非常常薄薄的的“白白霜霜”(chocolate(chocolate bloom)bloom)；第二十六页，本课件共有79页n低浓度表面活性剂能改变低浓度表面活性剂能改变脂肪熔化温度范围脂肪熔化温度范围以及以及同质同质多晶型物的数量与类型多晶型物的数量与类型，表面活性剂将，表面活性剂将稳定介稳态的同稳定介稳态的同质多晶型物质多晶型物，推迟向最稳定型转变。，推迟向最稳定型转变。n山梨醇硬脂酸一酯和三酯山梨醇硬脂酸一酯和三酯可以抑制巧克力起霜，山梨醇可以抑制巧克力起霜，山梨醇硬脂酸三酯可加速介稳态同质多晶型物转成硬脂酸三酯可加速介稳态同质多晶型物转成V V型。型。第二十七页，本课件共有79页3、晶型转变、晶型转变 多种晶型可以同时存在，也会发生转化。多种晶型可以同时存在，也会发生转化。单酸三酰基甘油单酸三酰基甘油(如如ststst)ststst)从熔化状态开始冷却从熔化状态开始冷却n先结晶成先结晶成型型。型进一步冷却，慢慢转变成型进一步冷却，慢慢转变成型。型。n型加热到熔点，型加热到熔点，快速转变成快速转变成型型。n通通过过冷冷却却熔熔化化物物和和保保持持在在型型熔熔点点以以上上几几度度的的温温度度，可可直直接接得到得到型。型。n加热到熔点，开始熔化并转变到加热到熔点，开始熔化并转变到型。型。单向转变（单变）单向转变（单变）：由不稳定晶型向稳定晶型转变。由不稳定晶型向稳定晶型转变。对映性转变对映性转变：两种不稳定的晶型之间的相互转变。两种不稳定的晶型之间的相互转变。第二十八页，本课件共有79页4、影响同质多晶晶型形成的因素、影响同质多晶晶型形成的因素 a.降温条件降温条件n 融融体体冷冷却却时时，首首先先形形成成最最不不稳稳定定的的晶晶型型，因因为为能能量量差差最最小小，形形成成一种晶型后晶型的转化需要一定的条件和时间。一种晶型后晶型的转化需要一定的条件和时间。n降降温温速速度度快快，分分子子很很难难良良好好定定向向排排列列，因因此此形形成成不不稳稳定定的的晶型。晶型。b.晶核晶核优先生成已有晶核的晶型，添加晶种是选择晶型的最易手段。优先生成已有晶核的晶型，添加晶种是选择晶型的最易手段。c.搅拌状态搅拌状态充分搅拌有利于分子扩散，对形成稳定的晶形有利。充分搅拌有利于分子扩散，对形成稳定的晶形有利。d.工艺手段工艺手段适当的工艺处理会选择适当的晶型形成。适当的工艺处理会选择适当的晶型形成。第二十九页，本课件共有79页5、同质多晶与熔程、同质多晶与熔程n 晶晶 体体 物物 理理 状状 态态 发发 生生 改改 变变 时时，存存 在在 一一 个个热热 焓焓(enthalpy)剧剧变变而而温温度度不不变变的的温温度度点点，对对于于熔熔化化过过程程来来讲，这个温度称为讲，这个温度称为熔点熔点。n 脂肪的熔化存在一脂肪的熔化存在一温度范围温度范围而不是一特定温度，而不是一特定温度，称之为称之为熔程熔程。n 脂肪的熔化过程实际上是脂肪的熔化过程实际上是一系列稳定性不同的晶一系列稳定性不同的晶 体相继熔化的总和体相继熔化的总和。第三十页，本课件共有79页 由由单单一一脂脂肪肪酸酸组组成成的的简简单单三三酰酰基基甘甘油油的的稳稳定定态态晶体与介稳态晶体与介稳态晶体的热焓曲线。晶体的热焓曲线。第三十一页，本课件共有79页n脂脂肪肪熔熔化化时时体体积积膨膨胀胀，在在同同质质多多晶晶型型转转换换时时，体积收缩。体积收缩。n比比体体积积对对温温度度作作图图，得得到到的的膨膨胀胀一一温温度度图图与与热热焓一温度图焓一温度图是完全相似的。是完全相似的。n膨膨胀胀率率测测定定法法来来研研究究脂脂肪肪的的熔熔化化，仪仪器器比比较较简简单，采用膨胀计测定脂肪的熔点。单，采用膨胀计测定脂肪的熔点。第三十二页，本课件共有79页n熔化开始与熔化结束之间温差越大，则脂肪的塑性范围越大。熔化开始与熔化结束之间温差越大，则脂肪的塑性范围越大。n加加入入较较高高或或较较低低熔熔点点的的组组分分，可可使使脂脂肪肪的的塑塑性性范范围围向向熔熔化化曲曲线线的的两边延伸。两边延伸。第三十三页，本课件共有79页6、同质多晶与脂肪的塑性同质多晶与脂肪的塑性(plastic range)塑性塑性：由固体脂和液体油组成的表观上为固体的混合物，具有可塑造性，可保持由固体脂和液体油组成的表观上为固体的混合物，具有可塑造性，可保持一定的外形。所谓油脂的塑性是指在一定外力下，表观固体脂肪具有的抗变形的能一定的外形。所谓油脂的塑性是指在一定外力下，表观固体脂肪具有的抗变形的能力。力。油脂的塑性油脂的塑性取决于：取决于：(1)固体脂肪指数，固液比适当，塑性好。固体脂过多，则过硬塑性不好；液固体脂肪指数，固液比适当，塑性好。固体脂过多，则过硬塑性不好；液体油过多，则过软，易变形，塑性也不好。体油过多，则过软，易变形，塑性也不好。(2)脂肪的晶型，脂肪的晶型，晶可塑性最强，因为晶可塑性最强，因为型结晶时将大量小空气泡引入产品，赋予型结晶时将大量小空气泡引入产品，赋予产品较好的塑性和奶油凝聚性质；产品较好的塑性和奶油凝聚性质；型结晶所包含的气泡少且大，塑性较差。型结晶所包含的气泡少且大，塑性较差。(3)熔化温度范围，熔程越大，则脂肪的塑性越大。熔化温度范围，熔程越大，则脂肪的塑性越大。塑性油脂具有良好的涂抹性塑性油脂具有良好的涂抹性(涂抹黄油等涂抹黄油等)和可塑性和可塑性(用于蛋糕的裱花用于蛋糕的裱花)，在饼，在饼干、糕点、面包生产中专用的塑性油脂称为起酥油。干、糕点、面包生产中专用的塑性油脂称为起酥油。第三十四页，本课件共有79页 固体脂肪指数固体脂肪指数（solid fat index）SFI=ab/bc SFI同食品中脂肪的功能性质密切相关同食品中脂肪的功能性质密切相关。n 固体含量很少，脂肪非常容易熔化；固脂含量很高，固体含量很少，脂肪非常容易熔化；固脂含量很高，脂肪变脆，一般来说，食用脂肪固体含量在脂肪变脆，一般来说，食用脂肪固体含量在10-3010-30。n含有大量简单甘油酯的脂肪的塑性范围很窄，椰子油含有大量简单甘油酯的脂肪的塑性范围很窄，椰子油 与奶油含有大量简单的饱和甘油酯，熔化速率很快。与奶油含有大量简单的饱和甘油酯，熔化速率很快。n具有不同熔化温度的甘油酯混合物组成的脂肪一般具具有不同熔化温度的甘油酯混合物组成的脂肪一般具 有所期望的塑性。有所期望的塑性。n人人造造奶奶油油 高高含含量量反反式式油油酸酸与与亚亚油油酸酸的的油油（豆豆油油和和棉棉籽籽油油）选择性氢化直接混合制成。选择性氢化直接混合制成。第三十五页，本课件共有79页第四节第四节 乳状液与乳化剂乳状液与乳化剂Emulsion and Emusifier一、一、乳状液乳状液(Emulsion)（1）乳乳化化：是是指指两两互互不不相相溶溶的的液液体体相相互互分分散散的的过过程程，其其连连续相称为外相或分散介质续相称为外相或分散介质（2）乳状液形成的条件乳状液形成的条件 当当液液滴滴分分散散在在连连续续相相中中，如如油油滴滴分分散散在在水水溶溶液液中中，扩扩大大界界面需要做功，增加界面积所做的功为：面需要做功，增加界面积所做的功为：W=AW=An乳状液的能量水平较高，是热力学不稳定体系。乳状液的能量水平较高，是热力学不稳定体系。n降降低低界界面面张张力力可可增增加加乳乳化化能能力力。表表面面活活性性剂剂或或称称为为乳乳化化剂剂的主要作用之一就是降低界面张力。的主要作用之一就是降低界面张力。第三十六页，本课件共有79页（3）乳状液的失稳与影响乳化稳定性的因素）乳状液的失稳与影响乳化稳定性的因素 乳状液失稳的三个阶段为：乳状液失稳的三个阶段为：上浮、絮集和聚结上浮、絮集和聚结A、上浮上浮 两相的密度不同而引起的密度小的一相向上富集两相的密度不同而引起的密度小的一相向上富集 的过程的过程 Stokes公式公式 V：脂肪上浮的速度：脂肪上浮的速度 R：脂肪球的半径：脂肪球的半径 ：两相的密度差：两相的密度差 ：体相的粘度：体相的粘度 g：重力加速度：重力加速度第三十七页，本课件共有79页B、絮集（絮凝）絮集（絮凝）脂肪球相互靠拢脂肪球相互靠拢 影响因素：影响因素：维持脂肪球相对状态的力：维持脂肪球相对状态的力：吸引力吸引力 分子间作用力（主要是范德华引力）分子间作用力（主要是范德华引力）；斥力斥力 静电斥力，粒子表面上存在双电层而引起的静电排斥力。静电斥力，粒子表面上存在双电层而引起的静电排斥力。DLVO理论理论 如如果果斥斥力力位位超超过过引引力力位位，产产生生了了对对抗抗碰碰撞撞的的能能垒垒。如如果果能能垒垒的的大大小小超超过过了了粒粒子子的的动动能能，悬悬浮浮液液稳稳定定。仅仅粒粒子子间间距距离离非非常常小小时时，范范德德华华引力位才变得非常大，在中间距离时，斥力位超过引力位。引力位才变得非常大，在中间距离时，斥力位超过引力位。DLVODLVO理理论论原原应应用用于于无无机机溶溶胶胶体体系系。乳乳状状液液的的聚聚结结还还涉涉及及到到液液滴周围吸附膜的破裂，液滴接近时还会产生扭曲变形等滴周围吸附膜的破裂，液滴接近时还会产生扭曲变形等。n 絮凝会加速上浮絮凝会加速上浮。第三十八页，本课件共有79页C、聚结聚结脂肪膜的破裂导致脂肪球合并脂肪膜的破裂导致脂肪球合并 界面膜强度界面膜强度 膜内外压差膜内外压差 p=4p=4/r/r 为界面张力，为界面张力，r r为液滴半径为液滴半径第三十九页，本课件共有79页第四十页，本课件共有79页二、乳化剂二、乳化剂(Emusifier)乳化剂分子是由亲水基和亲油基组成的双亲分子。乳化剂分子是由亲水基和亲油基组成的双亲分子。（1）甘油一酯）甘油一酯n食品中使用最广泛和最有效的乳化剂。食品中使用最广泛和最有效的乳化剂。n商品甘油一酯含有甘油一酯、甘油二酯以及甘油三酯。商品甘油一酯含有甘油一酯、甘油二酯以及甘油三酯。n分分子子蒸蒸馏馏单单甘甘酯酯 ：分分子子蒸蒸馏馏得得到到，甘甘油油一一酯酯含含量量9090 以以上。上。n非非离离子子乳乳化化剂剂，常常应应用用于于人人造造奶奶油油、冰冰淇淇淋淋及及其其他他冷冷 冻甜食中。冻甜食中。第四十一页，本课件共有79页（2）乳酰化一酰基甘油）乳酰化一酰基甘油 一一酰酰基基甘甘油油的的疏疏水水特特性性可可以以通通过过加加入入各各种种有有机机酸酸根根以生成一酰基甘油与羟基羧酸的酯而有所增加。以生成一酰基甘油与羟基羧酸的酯而有所增加。乳酰化一酰基甘油的制备。乳酰化一酰基甘油的制备。类似方法可制得琥珀酸、酒石酸以及苹果酸酯。类似方法可制得琥珀酸、酒石酸以及苹果酸酯。第四十二页，本课件共有79页（3）硬脂酰乳酰乳酸钠（）硬脂酰乳酰乳酸钠（SSL）n离子型乳化剂离子型乳化剂n亲亲水水性性极极强强，能能在在油油液液与与水水之之界界面面上上形形成成稳稳定定的的液液晶晶相相，生成稳定的生成稳定的O OW W乳状液。乳状液。n有很强的复合淀粉的能力，常应用于焙烤与淀粉工业。有很强的复合淀粉的能力，常应用于焙烤与淀粉工业。第四十三页，本课件共有79页（4）丙二醇硬脂酸一酯）丙二醇硬脂酸一酯 丙丙二二醇醇与与硬硬脂脂酸酸的的酯酯化化得得到到亲亲水水性性较较强强的的丙丙二二醇硬脂酸一酯，广泛应用于焙烤工业。醇硬脂酸一酯，广泛应用于焙烤工业。（5）聚甘油酯）聚甘油酯 在在碱碱性性与与高高温温条条件件下下甘甘油油聚聚合合产产生生聚聚甘甘油油，-羟羟基基缩缩合合形形成成醚醚健健，再再与与脂脂肪肪酸酸直直接接酯酯化化生生成成直直链链聚甘油酯。聚甘油酯。第四十四页，本课件共有79页第四十五页，本课件共有79页（6）脱脱水水山山梨梨醇醇脂脂肪肪酸酸酯酯与与聚聚氧氧乙乙烯烯脱脱水水山山梨梨醇脂肪酸酯醇脂肪酸酯 山山梨梨醇醇首首先先脱脱水水形形成成己己糖糖醇醇酐酐与与己己糖糖二二酐酐，然然后后再再与与脂脂肪肪酸酸酯酯化化生生成成脱脱水水山山梨梨醇醇脂脂肪肪酸酸酯酯-Spans-Spans，它一般是脂肪酸与山梨醇酐或脱水山梨醇的混合酯。它一般是脂肪酸与山梨醇酐或脱水山梨醇的混合酯。聚聚氧氧乙乙烯烯链链通通过过醚醚键键加加到到羟羟基基上上去去，生生成成的的产产品品即即聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯-Tweens-Tweens。第四十六页，本课件共有79页（7）卵磷脂）卵磷脂卵磷脂是一种磷脂的混合物卵磷脂是一种磷脂的混合物，包括：，包括：n磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱-卵磷脂，卵磷脂，PC，能稳定，能稳定OW乳状液；乳状液；n磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺-脑磷脂，脑磷脂，PE，稳定，稳定WO乳状液；乳状液；n磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇-PI，稳定，稳定WO乳状液；乳状液；n磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸。第四十七页，本课件共有79页PCPEPI第四十八页，本课件共有79页n磷脂混合物对于磷脂混合物对于WO与与OW具有弱的乳化力；具有弱的乳化力；n与其他乳化剂复合使用可增强其稳定乳状液的能力。与其他乳化剂复合使用可增强其稳定乳状液的能力。n改改性性（化化学学或或酶酶法法）可可以以提提高高乳乳化化能能力力，并并减减少少与与金金属属离离子的反应；子的反应；n在食品中，卵磷脂添加量一般为在食品中，卵磷脂添加量一般为0.10.3。n在在人人造造奶奶油油中中添添加加卵卵磷磷脂脂可可以以阻阻止止水水滴滴合合并并，减减慢慢水水分分 蒸蒸发速率，起到防溅剂的作用。发速率，起到防溅剂的作用。n促促进进可可可可粉粉的的分分散散.可可可可粉粉的的表表面面含含有有一一层层可可可可脂脂膜膜，在在表表面喷上一层薄的卵磷脂有助于可可粉进人水溶液。面喷上一层薄的卵磷脂有助于可可粉进人水溶液。第四十九页，本课件共有79页三、乳化剂三、乳化剂-水组成的体系中的水组成的体系中的液晶介晶相液晶介晶相（液晶液晶）介晶相介晶相：性质介于液态和晶体之间性质介于液态和晶体之间，由液晶组成。，由液晶组成。n乳乳化化剂剂晶晶体体分分散散在在水水中中并并加加热热时时，在在达达到到真真正正的的熔熔点点前前，非非极极性性部部分分烃烃键键间间由由于于范范德德华华引引力力较较小小，先先开开始始熔熔化化，转转变变成成无无序序态态；极极性性部部分分存存在在较较强强的的氢氢键键作作用用力力，仍仍呈呈晶晶体体状状态态，因因而而呈呈现现一种一种由液体（熔化烃键）与晶体（极性端）组成的由液体（熔化烃键）与晶体（极性端）组成的液晶结构液晶结构。Kraff温度温度：烃键熔化的温度。烃键熔化的温度。第五十页，本课件共有79页含有食品乳化剂的水溶液，可形成各种不同的介晶相。含有食品乳化剂的水溶液，可形成各种不同的介晶相。介晶相结构主要有三类介晶相结构主要有三类 层状、六方及立方。层状、六方及立方。第五十一页，本课件共有79页n 层层状状介介晶晶相相：由由双双分分子子脂脂分分子子中中间间隔隔一一层层水水组组成成。冷冷却却时时形形成成凝凝胶胶，结结构构仍仍呈呈层层状状。当当层层状状介介晶晶相相加加热热时时，由由层层状介晶相转变成具有粘性的立方或反向六方型状介晶相转变成具有粘性的立方或反向六方型介晶相介晶相。n六六方方型型介介晶晶相相：水水充充满满在在六六方方柱柱的的内内部部，并并被被乳乳化化剂剂分分子子的极性基因所包围，而烃链伸向外部。的极性基因所包围，而烃链伸向外部。n六六方方型型I介介晶晶相相：乳乳化化剂剂分分子子的的烃烃链链聚聚集集向向内内，极极性性基基团团走向至外面水相。走向至外面水相。六方型六方型介晶相被水稀释，就形成介晶相被水稀释，就形成球形胶束球形胶束。n立立方方形形介介晶晶相相：极极性性基基团团聚聚集集向向内内，烃烃链链伸伸向向外外部部形形成成的的球球状聚集体状聚集体。第五十二页，本课件共有79页第五十三页，本课件共有79页第五十四页，本课件共有79页四、四、选择乳化剂的依据选择乳化剂的依据HLB值值（亲水亲油平衡值）（亲水亲油平衡值）n 多元醇脂肪酸酯的多元醇脂肪酸酯的HLB值（值（Griffin提出）提出）HLB=20(1-S/A)S：是酯的皂化价，：是酯的皂化价，A：是酸价：是酸价n 精确测定皂化价有困难时，可采用下式精确测定皂化价有困难时，可采用下式 HLB=(E+P)/5 E：氧化乙烯的重量，：氧化乙烯的重量，P：多元醇的重量：多元醇的重量 n 当环氧乙烷中唯一存在的亲水基时：当环氧乙烷中唯一存在的亲水基时：HLB=E/5第五十五页，本课件共有79页HLB=20(1-M0/M)=20MH/M第五十六页，本课件共有79页乳化剂的选择原则乳化剂的选择原则nHLB为为36的乳化剂有利于形成的乳化剂有利于形成W/O型乳状液型乳状液nHLB为为818的乳化剂有利于形成的乳化剂有利于形成O/W型乳状液型乳状液n两种乳化剂混合使用时，其两种乳化剂混合使用时，其HLB值具有加和性值具有加和性n复合乳化剂的乳化稳定性高于单一乳化剂复合乳化剂的乳化稳定性高于单一乳化剂PIT值值：一一种种乳乳化化剂剂在在较较低低温温时时优优先先溶溶解解在在水水中中（此此 时时亲亲水水作作用用较较强强），当当温温度度升升高高至至一一定定值值时时可可以以转转变变为为优优先先溶溶于于油油中中（此此时时疏疏水水作作用用较较强强）。这这个个转转化化温温度度称称为为乳乳化化剂剂的的相相转转化化温温度度（PIT）。显显然然，极极性性越越强强的的乳乳化化剂剂PIT越高越高。第五十七页，本课件共有79页n大大分分子子乳乳化化剂剂扩扩散散速速度度慢慢，因因此此形形成成良良好好的的界界面面膜膜需需一一定定时时间间，约约需需用用近近10分分钟钟，此此时时间间还还与与表表面面性性质质、体体相相粘粘度度和分子的构象等因素有关，一般球状分子受浓度影响较小。和分子的构象等因素有关，一般球状分子受浓度影响较小。n小分子乳化剂扩散较快，易于形成界面膜。小分子乳化剂扩散较快，易于形成界面膜。n总总的的降降低低界界面面张张力力能能力力相相同同时时，小小分分子子乳乳化化剂剂的的乳乳化化能力要强些能力要强些。五、五、乳化剂的扩散动力学性质与其乳化作用乳化剂的扩散动力学性质与其乳化作用第五十八页，本课件共有79页第五十九页，本课件共有79页n小分子乳化剂的界面膜强度低小分子乳化剂的界面膜强度低n大分子乳化剂的界面膜强度高大分子乳化剂的界面膜强度高n球蛋白的表面疏水性低，乳化能力差球蛋白的表面疏水性低，乳化能力差n展开分子蛋白表面疏水性高，乳化作用较强展开分子蛋白表面疏水性高，乳化作用较强n界界面面膜膜厚厚（界界面面吸吸附附量量大大或或界界面面分分子子空空间间结结构构大大会使界面膜厚），则乳化稳定性好。会使界面膜厚），则乳化稳定性好。七、乳化剂的分子量与分子构型对乳化作用的影七、乳化剂的分子量与分子构型对乳化作用的影响响第六十页，本课件共有79页一脂解（脂解（lipolysis）油油炸炸时时，脂脂解解是是一一个个主主要要的的反反应应，产产生生大大量量脂脂肪肪酸酸，导致油的发烟点的下降，影响了油炸食品的风味。导致油的发烟点的下降，影响了油炸食品的风味。动动物物组组织织的的脂脂肪肪中中不不存存在在游游离离脂脂肪肪酸酸，但但动动物物屠屠宰宰后后，酶作用生成游高脂肪酸，必须进行提炼。酶作用生成游高脂肪酸，必须进行提炼。第五节、脂类的化学性质第五节、脂类的化学性质Chemical aspects第六十一页，本课件共有79页二、脂肪的氧化二、脂肪的氧化n油的氧化同营养、风味、安全、贮存及经济有关。油的氧化同营养、风味、安全、贮存及经济有关。n产生不希望的挥发性化合物，使食品产生不良风味。产生不希望的挥发性化合物，使食品产生不良风味。n 脂类氧化是食品变质的主要原因之一。脂类氧化是食品变质的主要原因之一。1.自动氧化（自动氧化（autoxidation)n使含脂食品产生的不良风味，一般称为哈喇味。使含脂食品产生的不良风味，一般称为哈喇味。n有些氧化产物是潜在的毒物。有些氧化产物是潜在的毒物。n产生油炸食品的香味，希望脂类发生轻度氧化。产生油炸食品的香味，希望脂类发生轻度氧化。第六十二页，本课件共有79页（1）三步自由基应机制）三步自由基应机制（free radical mechanism）n引引发发剂剂：单单重重（线线）态态氧氧（1O2），由由天天然然色色素素等等产产生生（叶叶绿绿素素、肌肌红红蛋蛋白白、赤藓红等色素在光照下，能将其激发能传给赤藓红等色素在光照下，能将其激发能传给O2而生成而生成1O2）。）。n与双键相邻的与双键相邻的-亚甲基氢原子，较为活泼，易被除去，生成亚甲基氢原子，较为活泼，易被除去，生成烷基自由基烷基自由基R；n R迅速吸收空气中氧生成迅速吸收空气中氧生成过氧化自由基过氧化自由基ROO；n ROO又从其它又从其它RH分子的分子的-亚甲基亚甲基上夺取上夺取氢氢产生产生氢过氧化物氢过氧化物（ROOH）和）和R。n新的新的R基与氧作用重复以上步骤；基与氧作用重复以上步骤；n一旦生成非自由基产品，链反应就终止。一旦生成非自由基产品，链反应就终止。第六十三页，本课件共有79页（2）自动氧化的特征）自动氧化的特征 A.干扰自由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化速度。干扰自由基反应的物质会抑制脂肪的自动氧化速度。B.光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化。光和产生自由基的物质能催化脂肪的自动氧化。C.反应产生大量氢过氧化物。反应产生大量氢过氧化物。D.纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期。纯脂肪物质的氧化需要一个相当长的诱导期。（3）过氧化物的分解）过氧化物的分解 氢过氧化物是脂肪氧化的中间产物，本身是无味，但不稳定。氢过氧化物是脂肪氧化的中间产物，本身是无味，但不稳定。进一步分解产生进一步分解产生无环或有环的二聚物及酮、羟基化合物无环或有环的二聚物及酮、羟基化合物。金属离子和光照会催化过氧化物的分解。金属离子和光照会催化过氧化物的分解。第六十四页，本课件共有79页（4）完整的氧化过程）完整的氧化过程第六十五页，本课件共有79页2 光敏氧化光敏氧化（photosensitized oxidation）（1）光敏氧化的机制）光敏氧化的机制 与自动氧化的机制不同，是通过与自动氧化的机制不同，是通过“烯烯”反应进行氧化。反应进行氧化。叶叶绿绿素素、肌肌红红蛋蛋白白、赤赤藓藓红红等等色色素素等等光光敏敏剂剂在在光光照照下下产产生生单单重重态态氧氧 亚油酸盐光敏氧化反应机理如下：亚油酸盐光敏氧化反应机理如下：光敏氧化中，每