食品化学4Word文件下载.docx

食品化学4Word文件下载.docx

《食品化学4Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《食品化学4Word文件下载.docx（85页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

用于加工组合食品的脂肪和油，例如人造奶油、起酥油等几乎全是纯甘油三酯混合物。

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。

这些性质在焙烤食品、人造奶油、冰淇淋、巧克力，制作糖果点心和烹调食品中都是特别重要的。

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，作为脂溶性维生素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问题。

第二节命名

根据有机化学物质的命名法，下面将对脂肪酸和脂类的命名加以说明。

一、脂肪酸

脂肪酸是指天然脂肪水解得到的脂肪族一元羧酸。

通常可以把羧酸看作是烃分子中的氢原子被羧基取代后的化合物。

根据分子中烃基是否饱和，脂肪族羧酸可以分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。

饱和脂肪酸的烃链完全为氢所饱和，如软脂酸、硬脂酸等；

不饱和脂肪酸的烃链含有双键，如油酸含一个双键，亚油酸含两个双键，亚麻酸含三个双键，花生四烯酸含四个双键。

脂肪酸常用俗名或系统命名法命名。

天然脂肪酸以偶数直链饱和与不饱和脂肪酸所占的比例最大，但现在已知其中有少量许多种其他脂肪酸存在，包括奇数脂肪酸、支链脂肪酸和羟基脂肪酸等。

1、普通名称或俗名

通常是根据来源命名，例如酪酸、棕榈酸、月桂酸、硬脂酸和油酸。

2、系统命名法

（1）选择含羧基的最长碳链为主链，按照与其相同碳原子数的烃定名为某酸（将烃中的甲基以－COOH代替），例如

若是含两个羧基的酸，选择含两个羧基最长的碳链为主链。

（2）主链的碳原子数及编号从羧基碳原子开始，顺次编为1，2，3，…，也可用天干甲、乙、丙……来表示。

（3）主链碳原子编号除上法外，也常用希腊字母把原子的位置定为α，β，γ，…以此表示碳原子的位置。

（4）若含双键（三键）则选择含羧基和双键最长碳链为主链，定名为某稀酸，并把双键位置写在某烯酸前面。

（5）酸的命名是以数字标记表示碳原子数和双键数，数字与数字之间有一冒号。

冒号前面的数字表示碳原子数，冒号后的数字表示双键数。

（6）用于三酰甘油的缩写，每种酸用其名称的第一个字母表示。

例如P和L分别表示棕榈酸（palmitic）和油酸（linoleic）。

根据以上命名原则,CH3CH2CH2COOH称为正丁酸（n-butanoicacid），同样，

称为3-甲基丁酸（3-methylbutanoicacid）或β-甲基丁酸。

表4-1给出天然脂肪中的某些脂肪酸的系统名称和普通名称。

例如油酸在9，10之间有一个不饱和双键，CH3—（CH2）7—CH=CH—（CH2）7—COOH即称为9－十八（碳）烯酸（9-Octadecenoicacid）。

在某些情况下，可从分子甲基端的第一个双键位置区别不饱和脂肪酸，甲基碳叫ω（Omega）碳，所以亚油酸CH3—（CH2）4—CH=CH—CH2—CH=CH（CH2）7COOH，即称9，12－十八碳二烯酸，也叫18：

2ω6酸。

（7）通常用顺式（cis）和反式（trans）表明双键的几何构型，它们分别表示烃基在分子的同侧或异侧。

脂肪酸的顺式构型是天然存在的形式，而反式构型在热力学上是有利的，有两个顺式双键的亚油酸称为顺－9，顺－12－十八碳二烯酸，但是如果连接的四个基团完全不同就会产生困难，像以下的构型。

这种情况下，可根据堪恩－英戈尔德－普莱劳格（Cahn-Engold-Prelog）确定的方法，按连接在双键两个碳原子上的二个碳原子或基团的排列顺序规则，凡在双键平面的一侧有两个排位较优（high-priority）的原子或基团（原子序数较大的）用Z（德文Zusammen指相同）表示构型，如果两个排位较优的原子或基团位于双键的两侧则用E（德文Entgegen意指相反）表示它的构型。

二、酰基甘油

中性脂肪是甘油的脂肪酸一、二和三酯，分别称单酰甘油，二酰甘油和三酰甘油。

例如下面的三硬脂酰甘油，也称甘油三硬脂酸酯或三硬脂精。

甘油本身是完全对称的分子，但如果一个伯羟基被酯化或二个伯羟基被不同的脂肪酸所酯化，则中心碳原子获得手性（不对称性）。

下述两条原则用于确定甘油衍生物的绝对构型。

1、R/S体系

Cahn等曾提出用R和S表示绝对构型，用D和L表示对映体的绝对构型，这种方法的缺陷在于要确定一对映体与已知D化合物的关系需要经过5~6步才能得到验证，与同一化合物的L对映体的关系又要经过另外的5~6步。

所以，对D和L的确定无疑是很麻烦的。

目前除糖类化合物和氨基酸仍旧采用D、L体系外，其他的化合物已很少使用。

在R/S体系中，首先按原子序数大小确定手性碳上连接的4个原子或原子团的排列顺序，原子序数最大的原子最优先排列，原子序数或基团最小的远离观察者，其余基团则以三足鼎立的形式面向观察者。

如果按顺序排列的其他基团是顺时针方向的，用R表示，若按反时针方向定位的则以S表示。

这种体系表示的酰基甘油构型如图4-1所示。

无论在R或S构型中，不对称碳2上的氢原子是排位最小的取代成分，因此，在图中应位于纸平面的下面。

碳2的取代成分中氧的排位最高，应优先排列，不对称中心碳原子连接的其余两个取代基是－CO－（因为氧的排位较高，可不考虑碳1和碳3上的氢），这样，必须对连接在－CO－基团上的原子作比较，长链饱和酰基比短链的排位高，不饱和碳链的排位比饱和的高，双链比支链高，二个双键的比一个的高，顺式比反式高，有支链的比没有支链的高。

因而，构型1按优先顺序逐渐降低的顺时针方向排列，是R构型，同样的构型Ⅱ为S构型。

虽然R/S体系能表示酰基甘油的立体化学构型，但用图形表示结构还必须考虑三酰甘油分子的1和3位置上的酰基是否相同。

因而，这种体系不适用于这些位置上脂肪酸种类不相同时的情况。

2.立体有择位次编排（stereospecificnumbering,Sn）

立体有择位次编排体系（即Sn-系统命名）是由赫尔斯曼（Hirschmann）提出的，这种系统简明，可应用于合成脂肪和天然脂肪。

甘油的费歇尔（Fisher）平面投影式中位于中间的羟基写在中心碳原子的左边，碳原子以1—3按自上而下的顺序编排：

例如，如果硬脂酸在Sn-1位置酯化，油酸在Sn-2，肉豆蔻酸在Sn-3位置酯化，可能生成的酰基甘油是：

上述甘油酯可称为1-硬酯酰-2-油酰-3-肉豆蔻酰-Sn-甘油、Sn-甘油-1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3-肉豆蔻酸酯，Sn-StOM或Sn-18:

0-18:

1-14:

0。

下面的词头用于指明脂肪酸在三酰基甘油分子中分布的位置。

Sn紧接在名词甘油的前面，表明Sn-1，Sn-2和Sn-3的位置。

rac两个对映体的外消旋混合物，缩写中的中间碳原子酰基连接在Sn-2位置，而其余两种脂肪酸酰基在Sn-1和Sn-3之间均等地分配，即rac-StOM表示等量的Sn-StOM和SnMOSt。

β表示缩写符号中间的脂肪酸酰基在Sn-2位置，而其余两种酸的位置可能是Sn-1或Sn-3，例如，β-StOM表示任何比例的Sn-StOM和Sn-MOSt的混合物。

单酸酰基甘油（例如MMM）或者酸的分布位置是未知的，也可以不写词头，可能是异构体的混合物，例如StOM用来表示Sn-StOM，Sn-MOSt，Sn-OStM，Sn-MStO，Sn-StMO和Sn-OMSt的混合物。

三、磷脂

磷脂是含磷酸的脂类，主要是磷酸甘油脂和神经鞘磷脂。

前者以甘油为骨架，甘油的1位和2位的两个羟基与两条脂肪酰链生成酯，3位羟基与磷酸生成酯，这是最简单的磷酸甘油脂，称为磷脂酸。

磷脂酸中的磷酸基团又可与其他的醇进一步酯化，生成多种磷脂，例如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、二磷脂酰甘油及缩醛磷脂等。

甘油磷脂中含有与甘油残基连接的O-酰基、O-烷烃基或O-烯烃基的连接方式，普通甘油磷脂是磷脂酸衍生物，例如3-Sn磷脂酰胆碱（俗名卵磷脂），或者按与三酰甘油相类似的系统名称命名，磷酸基表示磷酸二酯桥，称为1-棕榈酰-2-亚油酰-Sn-甘油基-3-磷酸胆碱。

一切脂肪和油以及含脂肪食品都含有一些磷脂，纯净动物脂肪例如猪脂肪和牛脂肪中磷脂的含量最低，粗植物油例如棉籽油、玉米油和大豆油中磷脂含量为2%~3%。

鱼、甲壳类和软体动物的肌肉组织含大约0.7%的磷脂。

磷脂因含有亲水和疏水基而具有表面活性。

最重要磷脂的结构如图4-2所示，油经过中和、漂白和脱臭等精炼加工以后，磷脂含量实际上降低到零。

大豆磷脂含大约35%的卵磷脂和65%脑磷脂（表4-3），磷脂的脂肪酸组成一般不同于油，酰基通常比甘油酯更不饱和，许多植物油的磷脂含有2个油酸残基。

乳磷脂不含乳脂三酰甘油中存在的短链脂肪酸，却含有更多的长链多不饱和脂肪酸。

神经鞘磷脂以神经鞘氨醇为骨架，神经鞘氨醇的第二位碳原子上的氨基与长链脂肪酸以酰胺键连接成神经酰胺。

神经酰胺的羟基与磷酸连接，再与极性头胆碱式乙醇胺相连接生成如下的神经鞘磷脂：

第三节分类

根据脂类的化学结构及其组成，将脂类分为简单脂质、复合脂质和衍生脂质（表4-4）。

（1）简单脂质由脂肪酸和醇类结合而成。

1）脂肪：

脂肪酸甘油酯。

2）蜡类：

脂肪酸与长链醇所组成的酯。

（2）复合脂类：

由脂肪酸、醇及其他基团所组成的酯。

1）甘油磷脂：

甘油与脂肪酸、磷酸盐和其他含氮基团组成，又名磷酸酰基甘油。

2）神经鞘磷脂：

鞘氨醇与脂肪酸、磷酸盐和胆碱组成。

3）脑苷脂：

鞘氨醇、脂肪酸和简单糖组成。

4）神经节苷酯：

含鞘氨醇、脂肪酸和碳水化合物。

（3）衍生脂类：

上述各种脂类的水解产物，包括脂肪酸，固醇类、碳氢化合物、类胡萝卜素、脂溶性维生素等。

食品中主要的脂类化合物是脂酰甘油，根据动物或植物脂肪和油的组成，酰基甘油习惯上分为以下几类。

1、乳脂

这类脂肪来源于哺乳动物的乳汁，主要是牛奶。

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。

2、月桂酸酯

此类脂肪来源于某些棕榈植物，例如椰子和巴巴苏（bobasu），这种脂肪的特征是月桂酸含量高达40%～50%，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。

3、植物奶油

它来源于各种热带植物的种籽，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酰甘油酯。

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。

可可脂含油酸软脂酸硬脂酸甘油酯51.9%，油酸二硬脂酸甘油酯18.4%，软脂酸二油酸甘油酯8.7%，硬脂酸二油酸甘油酯12.0%，油酸二软脂酸甘油酯和二软脂酸硬