第三章 油脂的组成及理化特性.

第三章 油脂组成及理化特性
1. 油脂定义和主要成分 2. 脂肪酸 3. 油脂次要成分 4. 油脂特殊成份 5. 脂肪酸和油脂物理特性 6. 脂肪酸和油脂化学性质 7. 油脂分析测定
1、油脂定义
加工者、消费者：含油物质，液态为油，固态为脂 1. 天然油脂主要成分是甘三酯 2. 天然油脂是混甘油三酯的混合物，mixture of mixed triglycerides，不是纯净物 3. 天然甘油三酯是异酸甘三酯，而非同酸甘三酯 4. 某种意义上，一种甘三酯可看成是另一种甘三酯的 杂质/溶质
• 岩芹酸，顺 6- 十八碳一烯酸，双键不在 C9 位，可视 为C18:1油酸的位置异构体
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• C16:1棕榈油酸 顺9-十六碳一烯酸
一般植物油 低于1% 橄榄油 1.6% 大豆油 1.2% 奶油和乳脂 2-6% 海洋动物油脂 10%以上 • C22:1芥酸 顺13-二十二碳一烯酸 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOH MP33.5℃ 普通菜油 20—60% 高芥酸菜油
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Fatty acid Types in Oils
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必需脂肪酸
n—6 亚油酸(18:2) 花生四烯酸AA(20:4) γ 亚麻酸(18:3) n—3 α 亚麻酸(18:3) EPA (20:5) DPA (22:5) DHA (22:6)
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（1）饱和酸
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花生四烯酸AA
• 顺5，顺-8，顺-11，顺14-二十碳四烯酸 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH • 在海水动物鱼油中比较常见，陆上动物及植物油脂中较少 • 是人体合成前列腺素的重要前体物质
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海洋动物油脂中，含有相当数量的4-6个双键的二十碳至 二十四碳的脂肪酸，在生物代谢中起着重要的生理作用
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脂肪酸三种命名法
1. IUPAC标准法/系统命名法 • 羧基端开始 • 链长/双键位置/ 构象 速记法（生物化学中常用）

2.
末端甲基开始 异戊二烯结构，一个双键决定其它双键位置

3.
脂肪酸生理活性、合成与双键距末端甲基碳远近有关 通俗命名法 Trivial names • refer to the natural source or to the physical appearance of the acid
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复杂脂质
1. 2. 3. 磷酸酰基甘油（或甘油磷脂） 糖基甘油二脂 鞘磷脂类
脑苷脂类
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（1）磷酸甘油酯
甘油+脂肪酸+磷酸盐+其它含氮基团
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种类
• • • • • • • • 磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇氨 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇 磷脂酰甘油 双磷脂酰甘油磷酸 缩醛磷脂 溶血磷脂
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雄酮
异雄酮
→←
孕二酮
睾酮
雄烯二酮
→
→← ↓
雌酮
↑
孕醇酮
↓
雌二醇
→←
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3.5英镑/250克， 6倍于普通人造 奶油
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植物甾醇
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衍生脂质二
类胡萝卜素
β—胡萝卜素
醇类胡萝卜素
叶黄素 番茄红素
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Vitamin A Retinol
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天然油脂来源
• 主要来源于植物，占世界油脂总 量 70 ％，主要贮存于种子，也有 些贮存于果实、果肉
• 动物，内脏和皮下组织
• 海产动物和鱼类 • 哺乳动物，乳内
• 动物油与植物油区别
胆固醇
乳脂
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2、脂肪酸
• 脂肪酸结构推测
如以直线排列，硬脂酸碳链长度为1.54*17=26.2nm， 三个碳原子中心距是3.08，而实际硬脂酸碳链长21.3nm， 三个碳原子中心距2.52，即C-C-C键角约为109° • 脂肪酸有锯齿结构
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天然油脂中甘油三酯特点
• • • • 在酶的指令下分步合成 脂肪酸在甘油基1,2,3位上的分布有选择性 1,3位并不相同 Stereospecific numbering system
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芥酸在3位,2位几乎为零 亚油酸富集在2位
猪油16:0易富集在2位
DHA/EPA在2位
the ‘bad’ fats to raise blood cholesterol levels
油料科学原理 21
饱和脂肪酸
1. 2. 3. 4.
月桂酸 椰子油、棕榈仁油中50% 棕榈酸 占脂肪酸总量11％，棉籽油25%，棕榈油40% 硬脂酸 牛猪油30%，可可脂35%，含量越高，越难食用 中碳链酸的特殊营养
锦葵酸
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4）环氧酸与羟基酸
• 环氧油酸，秋葵、锦葵籽油
• 蓖麻酸，蓖麻油中90%
• 蓖麻油中有少量9，10-二羟基硬脂酸 • 乳脂中含少量羟基酸，是风味物质（内脂）前体
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5）酮基酸
• 巴西果酸，蔷薇科植物种籽油（奥的锡卡油）， 含量70-85%
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3、油脂次要成分
n（脂肪酸种数） 2 3 4 5 10
A＝n3 全部 A’＝(n3＋n2)/2 无光学异构 A’’＝(n3＋3 n2 ＋2n)/6 无异构
8 27 64 125
6 18 40 4 10 20 75 35
1000
550 220
5
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排列不同，油脂性质有显著差异
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天然油脂中甘油三酯特点
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3）环丙烯酸 • 棉籽、木棉籽油0.5-1.2% • 蛋鸡饲料25mg/日，蛋白呈粉红，PH值降低，不易保存 • 加氢成环丙烷酸，对动物生理代谢无明显影响
CH3(CH2)5CH2CH2C = C(CH2)7COOH CH2 CH3(CH2)xC = C(CH2)yCOOH CH2 苹婆酸 9，10-环丙烯基-十八碳一烯酸 x+y=13
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油脂主要成分
甘三酯 ≥95%
Triglycerol Triglyceride
脂肪酸 甘一酯、甘二酯 皂化物 类脂物 1—5%
不皂化物
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蜡 甾醇酯 磷脂 甾醇 色素 棉酚 芝麻酚
3
脂肪酸在甘油分子上排列
天然油脂含多种脂肪酸，它们在甘油分子上的空间排布由酶指定
S
P O
有多少种排列就有多少种甘三酯
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衍生脂质三
生育酚 色满
•
八种色满衍生物 α，β，γ，δ生育酚 α，β，γ，δ生育三烯酚 • 主要存在于植物油，动物油脂少量 • 侧链较长，淡黄色、无色油状液体，易溶于弱极 性溶剂，难溶于乙醇及丙酮，不溶于水 • 油脂抗氧化剂
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生理活性和抗氧化性
• 生理活性，α最强，δ型无，α:β:γ=100:40:8 • 抗氧化性，相反 39℃ α:β:γ:δ=1/1.3/1.8/2.7 55℃ α:β:γ:δ=1/1.1/1.6/1.7
1.
Natural protective layer in fruits, vegetables, etc. Added in some cases for appearance and protection.
油料科学原理 40
2.
衍生脂质一
甾醇
• • • • • • 又称类固醇，动植物组织中都有 动物甾醇 胆固醇 植物甾醇 谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇等 胆固醇是动植物油脂的分水岭 甾醇具有重要的生理功能，如类固醇激素，性激素等 从油脂中提取甾醇，可用于 – 合成医疗药品 – 用于化妆品 – 降胆固醇人造奶油
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（2）不饱和酸
一烯酸
the ‘good’ fat which can lower blood cholesterol level
油料科学原理 23
• C18:1油酸 顺9-十八碳一烯酸，存在最广泛 橄榄油﹑茶油等油酸性油脂 80% 花生油 40-60% 棕榈油 40% 动物油脂 羊﹑牛30%，猪40%
EPA 5.8.11.14.17—二十碳五烯酸 20:5（n-3） 主要存在 鳕鱼，1.4—9.5% DHA 4.7.10.13.16.19—二十二碳六烯酸 22:6（n-3） 主要存在 沙丁鱼，鳕鱼及鯡鱼
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（4）特殊脂肪酸
1）支链脂肪酸 (CH3)2CHCH2COOH，甲基位置ω 2位及ω 3位 乳脂、牛脂、羊脂、海豚鱼油 0.5-1% 2）环戊烯酸 大风子酸即晁模酸，大风子种籽油 大风子油酸，毒性很大，治麻风病，如加氢，毒性消失
磷脂种类 HLB范围 磷脂种类 酶改性磷 脂 乙酰化磷 脂 羟化磷脂 HLB范围
浓缩磷脂
脱油磷脂 (含PC22%) 脱油磷脂 (含PC45%)
3～4
4～5 6～7
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8～9
9～10 10～12

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常见脂肪酸
800 多种天然脂肪酸(乳脂中500种) 油料科学原理
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常见脂肪酸
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5,8,11,14-二十碳四烯酸，或 20:4ω6或 n－6
4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸，DHA ，22:6ω3或 n－3
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天然脂肪酸结构特点
•顺式多，反式少 •偶碳、直链多，奇、支、环少 •C16 C18 C20 C22最常见，C2—C80 •特殊脂肪酸少，个别取代酸，烃基、酮基、环基、呋喃环 •2-6个双键多烯酸非共轭多，共轭少（一个亚甲基隔开）
•简单脂质
部分甘油脂 MG DG 甾醇脂 蜡酯 维生素A酯
•复杂脂质
磷酸甘油酯 糖基甘油二酯 (神经)鞘脂类
•衍生脂质
FFA 甾醇 类胡萝卜素 生育酚
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简单脂质
甾醇酯
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蜡酯
WAXES
Fatty acids + Long chain alcohol Important in fruits:
27 油料科学原理 • ‘in between fat’ which has some good and bad properties
α—亚麻酸
• 顺9，顺12,顺15—十八碳三烯酸
• ω 3必需脂肪酸，18：3（n–3）或18：3ω –3
• 主要存在干性油中，富含亚麻酸油脂是油漆重要原料
苏籽油 约63%，最高
亚麻籽油 45-60%
大麻籽油 45-40% 一般植物油 ≤5%
动物油脂 ≤1%
马脂≥15%
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γ—亚麻酸
• 天然油脂中另一种重要非共轭三烯酸， 顺6，顺9，顺12–十八碳三烯酸
• 是α –亚麻酸位置异构体
• 主要存在月见草种籽油，10%
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桐酸
• 共轭三烯酸的代表 • α—桐酸，天然桐酸，顺9，反11，反13—十八碳三烯 酸，桐油中含量80%以上 • β—桐酸，反9，反11，反13—十八碳三烯酸， α—桐酸 的异构物，天然桐油中含量极微 • α—桐酸易β化
油料科学原理 25
ຫໍສະໝຸດ Baidu
（3）不饱和酸
多烯酸
乌桕仁油中葵二酸， 2，4-十碳二烯酸 5-10%
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亚油酸
• 顺9，顺12—十八碳二烯酸，18：2（n–6）或18：2ω –6 • 具有特殊生理功能，是人体必需脂肪酸 • 主要存在于红花油、葵花籽油，70-85%，一般植物油40%， 动物油脂10% • 有多种异构体，共轭亚油酸天然少见
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顺式和反式脂肪酸
Cis And Trans Fatty Acids
H CH3 (CH2 )7 C C 10 9 H (CH 2 )7 O C OH
顺 9 – 十八碳一烯酸 (oleic acid)
H CH3 (CH2 )7 C C H (CH 2 )7
O C
OH
反9 – 十八碳一烯酸(elaidic acid) 反油酸 红外光谱法 顺式 3.3μm 处吸收峰，反式 10.3μm处 油料科学原理
0.44-0.73
0.44-0.62 0.25-0.30 0.85
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磷脂性质
易溶于氯仿、乙醇、石 油醚、苯 不溶于丙酮，将磷脂与 简单脂质分开（丙酮不 溶物） 亲水亲油
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磷脂性质—HLB值
HLB(Hydrophile—Lipophile Balance) 亲水亲油平衡值
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卵磷脂
1-棕榈酰-2-亚油酰-Sn-甘油-3-磷脂酰胆碱
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磷脂水解反应
油料科学原理
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油料中磷脂含量
名称 磷脂含量（%） 名称 磷脂含量（%）
大豆
棉籽仁 油菜籽 向日葵籽
1.20-3.20
1.80 1.02-1.20 0.60-0.34
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亚麻籽
花生 蓖麻籽 大麻籽