一、油脂的組成和結(jié)構(gòu)
油脂是油和脂肪的總稱。通常把在常溫下呈固態(tài)或半固態(tài)的油脂稱為脂肪,呈液態(tài)的稱為油。油脂普遍存在于動植物體內(nèi),是動植物體生命活動所需能量的來源之一。油脂的主要成分是甘油和三分子高級脂肪酸形成的酯。
其中R1、R2、R3都相同的油脂叫做單純甘油酯,不完全相同的油脂叫做混合甘油酯。天然油脂大多是由多種不同的脂肪酸形成的混合甘油酯的混合物。
組成油脂的高級脂肪酸絕大部分是含偶數(shù)碳原子的直鏈羧酸。在飽和脂肪酸中以軟脂酸的存在最廣,它含在絕大部分油脂中;其次是月桂酸和硬脂酸。在不飽和脂肪酸中,最常見的是含16和18個碳原子的烯酸,如油酸、亞油酸、亞麻酸、桐油酸等。這些不飽和脂肪酸,由羧基開始,第一個雙鍵的位置大多數(shù)都在C9和C10之間,桐油酸的3個雙鍵是共軛的。動物脂肪中飽和高級脂肪酸甘油酯含量較高,而植物油中不飽和脂肪酸甘油酯含量較高。
在上述脂肪酸中,亞油酸和亞麻酸是哺乳動物自身不能合成的,必須從食物中攝取,所以稱為必需脂肪酸。
二、油脂的化學性質(zhì)
1.水解作用
油脂在酸、堿的作用下可以發(fā)生水解反應。在酸性條件下水解生成甘油和脂肪酸,反應是可逆的。在過量堿(如NaOH)的作用下水解生成甘油和高級脂肪酸鹽,油脂可完全水解。高級脂酸的鈉鹽俗稱肥皂,因此,常把油脂在堿性條件下的水解反應叫做“皂化反應”。
使1g油脂完全皂化所需要的氫氧化鉀的質(zhì)量(單位:mg),叫做皂化值。每種油脂都有一定的皂化值,因而可根據(jù)皂化值的大小檢驗油脂的質(zhì)量。不純的油脂皂化值偏低,這是由于油脂中含有較多不能皂化的雜質(zhì)的緣故。另外,根據(jù)皂化值的大小,還可以判斷油脂中所含脂肪酸的平均相對分子質(zhì)量。皂化值越大,脂肪酸的平均相對分子質(zhì)量越小。
動物體內(nèi)油脂的水解,是在脂肪酶的催化下進行的。
2.加成反應
油脂中的不飽和高級脂肪酸甘油酯,因含有碳碳雙鍵,可以與氫、鹵素等發(fā)生加成反應。
(1)加氫含不飽和脂肪酸的油脂,在催化加氫后,可以轉(zhuǎn)化為半固態(tài)的脂肪,這個過程叫做油脂的氫化或硬化。加氫后的油脂叫做氫化油或硬化油。
(2)加碘油脂中的碳碳雙鍵與碘的加成反應常用來測定油脂的不飽和程度。一般將100g油脂所能吸收的碘的質(zhì)量(單位:g),叫做碘值。碘值大,表示油脂中不飽和酸的含量高,或不飽和程度高。碘值是油脂性質(zhì)的重要參數(shù),也是油脂分析的重要指標。
3.油脂的酸敗
油脂在空氣中放置過久,便會產(chǎn)生難聞的氣味,這種變化叫做酸敗。受空氣中的氧、水分或微生物的作用,一方面油脂中不飽和脂肪酸的碳-碳雙鍵被氧化生成過氧化物,這些過氧化物再經(jīng)分解等作用生成有臭味的小分子醛、酮和梭酸等化合物;另一方面油脂被水解成游離的高級脂肪酸,后者在微生物的作用下可進一步發(fā)生β-氧化、分解等生成小分子化合物。光、熱或潮濕可加速油脂的酸敗過程。
油脂酸敗產(chǎn)生的低級醛、酮、酸等化合物,不但氣味難聞,而且氧化過程中產(chǎn)生的過氧化物能使一些脂溶性維生素被破壞。種子如果貯存不當,其中的油脂酸敗后,種子就會失去發(fā)芽能力。
油脂中游離脂肪酸含量常用酸值表示。中和lg油脂中的游離脂肪酸所需氫氧化鉀的質(zhì)量(單位:mg),叫做油脂的酸值。各種油脂都含有少量游離脂肪酸,但油脂酸敗后,游離脂肪酸就增多,所以酸值低的油脂品質(zhì)較好。酸敗后的油脂有毒性和刺激性,通常酸值大于6的油脂不宜食用。為了防止油脂的酸敗,油脂應貯存于密閉容器中,放置在陰涼處。也可以添加少量適當?shù)目寡趸瘎ㄈ缇S生素E等)。