Giáo trình Hóa học - Hóa sinh thực phẩm - Chương 2: Lipid

Nội dung text: Giáo trình Hóa học - Hóa sinh thực phẩm - Chương 2: Lipid

1. PHAÂN LOAÏI ACID BEÙO Theo chöùc naêng sinh hoïc Ñaëc ñieåm caáu taïo Lipid döï tröõ (trung tính) Acid beùo laø acid höõu cô ñôn chöùc, baäc cao Triacylglycerol (TG) maïch C thaúng Lipid maøng (phaân cöïc) soá C thöôøng laø soá chaün, C = 4 – 38 + Phospholipid : Glycerophospholipid coù hay khoâng coù noái ñoâi + Glycolipid : Spingolipid Acid beùo coù soá C leõ maïch phaân nhaùnh hay maïch voøng 5 6 ACID BEÙO ACID BEÙO Acid beùo no Acid beùo no Phaân boá: Coâng thöùc chung: CnH2n O2 o Lipid ÑV (tyû leä lôùn) vaø lipid TV (tyû leä nhoû) Kyù hieäu: o Daïng töï do laø saûn phaåm cuûa quaù trình thuûy phaân lipid (AV) Quy öôùc: soá C trong maïch C18 = acid stearic o A.beùo maïch ngaén, daïng töï do hay daïng ester chæ chieám tyû leä nhoû trong töï nhieân, goùp phaàn taïo muøi thôm cho saûn phaåm tp trong quaù trình cheá bieán o Ngoaïi leä: acid beùo coù C leõ: valeric (C5), enanthic (C7), laø thaønh phaàn thôm quan troïng cuûa chaát beùo söõa vaø moät soá daàu TV 7 8
2. ACID BEÙO Acid beùo no ACID BEÙO Acid beùo no Tính chaát Lauric Palmitic Stearic Caùc acid beùo no thoâng duïng Phaân boá, TV Daàu döøa, daàu coï, Daàu coï (palm oil) x Phaân boá, Söõa ngöôøi (5,6%TF) Bô, phomai, söõa, x ÑV Söõa boù (2,2%), thòt Tính chaát Lauric Palmitic Stearic söõa deâ (4,5%) Teân goïi theo IUPAC dodecanoic hexadecanoic octadecanoic Tính chaát Dang raén ôû nhieät ñoä Dang raén ôû nhieät Daïng raén saùp ôû CQ thöôøng, gia nhieät ñoä thöôøng ñieàu kieän thöôøng, Maõ soá quoác teá CAS 143-0707 57-10-3 57-11-4 nheï se chaûy loûng khoâng co muøi Kyù hieäu C12:0 C16:0 C18:0 Ñoä beàn Khoâng beàn vôùi taùc Khoâng beàn vôùi taùc Khoâng beàn vôùi taùc CTPT C H O C H O C H O nhaân kieàm, oxy hoaù, nhaân kieàm, oxy nhaân kieàm, oxy 12 24 2 16 32 2 18 36 2 khöû hoaù, khöû hoaù, khöû M 200,3 256,4 284,5 ÖÙng duïng Taåy röûa, myõ phaåm Choáng oxy hoaù, Xaø phoøng, myõ Tyû troïng, g/cm 3 0,88 0,853 (62) 0,847 (70) Na lauryl sulfate palmitate – retinol phaåm, stearate cho vaøo söõa gaày, taïo nhuõ daàu goäi Tnc, oC 44 –46 63 -64 69,6 giuùp vit A theâm Chaát taïo caáu truùc Ts, oC /mmHg 225 (100) 21 (15) 383 beàn trong söõa cöùng cho keïo 13 14 ACID BEÙO ACID BEÙO Acid beùo khoâng no Acid beùo khoâng no Coâng thöùc chung: CnH2n-2O2 (1 noái ñoâi) CnH2 n-4O2 (2 noái ñoâi) Kyù hieäu: Quy öôùc: soá C – soá noái ñoâi – vò trí noái ñoâi C18 : 1 9 Caáu taïo: noái ñoâi daïng cis; caùch nhau 1 nhoùm –CH 2 15 16
3. Acid beùo khoâng no ACID BEÙO KH CTCT Tên thông d ụng Tnc, 0C Acid beùo daïng trans Acid béo không no ch ỉ có các liên k ết đôi d ạng Trans Hình thaønh: trong quaù trình gia nhieät vaø hydro hoaù chaát beùo tr Taùc haïi: aûnh höôûng ñeán tim maïch; laø nguyeân nhaân cuûa moät 18:1 (tr9) CH 3(CH 2)7 CH= CHCH 2 (CH 2)6 COOH Elaidic acid 46,0 vaøi loaïi ung thö tr 18:2 (tr9,tr12) CH 3(CH 2)4 (CH= CHCH 2)2 (CH 2)6 COOH Linolelaidic acid 23,0 Saûn phaåm thöôøng chöùa chaát beùo hydro hoaù: magarine, fast Acid béo không no có các liên k ết đôi không theo quy lu ật food, baùnh donuts, cookies, crackers, thöïc phaåm chieân nöôùng tr C 18:3 (c9,tr11,tr13) CH 3(CH 2)3 (CH= CH) 2 CH= CH (CH 2)7 ααα-Eleostearic acid 48,0 COOH 18:3 (tr9,tr11,tr13) βββ-Eleostearic acid 71,5 tr CH 3(CH 2)3 (CH= CH) 3 (CH 2)7 COOH 18:4 (9,11,33,15) * Parinaric acid 85 * CH 3CH 2 (CH= CH) 4 CH 7 COOH 21 22 ACID BEÙO ACID BEÙO Acid beùo khoâng thay theá Acid beùo khoâng no Laø caùc acid beùo chöa no caàn thieát ñoái vôùi cô theå, caàn thieát Acid beùo khoâng thay theá choáng laõo hoaù teá baøo vaø sinh toång hôïp hoocmon sinh saûn, coù nhieàu trong daàu caù Acid oleic (C - omega 9) Kyù hieäu Teân thoâng Teân heä thoáng structure mp(C) 18:1 duïng D9 16:1 Palmitoleic Hexadecenoic acid CH 3(CH 2)5CH=CH- -0.5 acid (CH ) COOH  Tính chaát daàu loûng, trong suoát ñeán vaøng nhaït, muøi bô 2 7 khoâng tan trong nöôùc, tan trong röôïu, ether 18:1 D9 Oleic acid 9-Octadecenoic acid CH (CH ) CH=CH- 13.4 3 2 7 Tnc = 14 oC; Tdd = 4 oC, tinh theå hình kim (CH 2)7COOH o o D9,12 Ts/100mmHg = 286 C; Tbh = 250 C 18:2 Linoleic acid 9,12 -Octadecadienoic CH 3(CH 2)4(CH=CHCH 2 -9 acid )2(CH 2)6COOH D9,12,15  Nguoàn cung caáp: Daàu oliu (80%), daàu haïnhnhaân, daàu naønh (34%) 18:3 a-Linolenic 9,12,15 - CH 3CH 2(CH=CHCH 2)3( -17 acid Octadecatrienoic acid CH 2)6COOH daàu haït boâng (33%), daàu ngoâ (31%), D5,8,11,14 20:4 arachidonic 5,8,11,14- CH 3(CH 2)4(CH=CHCH 2 -49 Thòt (36-43%). môõ cöøu, bô (25%) söõa meï (35%) acid Eicosatetraenoic acid )4(CH 2)2COOH D5,8,11,14,17 20:5 EPA 5,8,11,14,17- CH 3CH 2(CH=CHCH 2)5( -54  Vai troø: Daãn truyeàn tín hieäu thaàn kinh, Eicosapentaenoic- acid CH 2)2COOH caàn thieát cho söï tröôûng thaønh chöùc naêng phaûn xaï, 22:6 DHA Docosahexanoic acid 22:6w3 -44 23 hoïc hoûi, tö duy cuûa naõo treû 24 D4,7,10,13,16,19
4. Acid beùo khoâng thay theá ACID BEÙO Caùc loaïi acid beùo khaùc ACID BEÙO Acid DocosaHexanoic (C22:6 - DHA) Acid beùo maïch nhaùnh: hieám,  Tính ch t: Dng l ng, không tan trong n c, trong chaát beùo söõa; D b oxh nhi t cao coù theå laø acid no hay khoâng no  Ngu n cung c p: các loài cá vùng bi n sâu, Green land Nh t B n, cá thu, cá trích, cá h i. Acid beùo maïch voøng: M cá basa (0,59%), d u nành, d u b p A. hydrocacpic C H O  Vai trò: Thành ph n c u t o nơron th n kinh 16 28 2 T0nc = 59,5 0C Ng n ch n s phát tri n c a các t bào ung th . Gi m áp l c máu, gi m x ơ c ng ng m ch làm m m nh ng ng m ch ã x ơ c ng. Gi m l ng cholesterol và trigliceride A.chaulmogric C18 H32 O2 T0nc = 71 0C Nhu c u: Tr non và s ơ sinh: 200 mg/ngày. 29 30 B sung thêm vit E t ng c ng s h p th DHA ACID BEÙO ACID BEÙO Caùc daãn xuaát cuûa acid beùo Caùc daãn xuaát cuûa acid beùo Hydroxy acid Furan acid Ricinoleic : Chöùa trong tinh daàu haûi ly, muøi thôm deã chòu Coù trong daàu gan caù (1 –6%); moät vaøi loaïi caù nöôùc ngoït (25%); daàu TV; bô; chanh, daâu, baép caûi, khoai taây, naám, D – 2 – hydroxy acid: töø C 16 : 0 ñeán C 25 : 0 (maïch C chaün vaø leõ) coù nhieàu trong laù xanh vaø caùc loaïi rau Oxo acid (ceto) Ít phoå bieán hôn hydroxy acid Lipid söõa chöùa 1% oxo acid no (C 10 –C20 ), nhoùm –C=O gaén ôû C 5–C13 31 32
5. LIPID ÑÔN GIAÛN LIPID ÑÔN GIAÛN Glyceride 1.Glyceride MG,DG - Mono vaø Diglyceride Phaân loaïi Tuøy vaøo goác R1 ; R2 ; R3 Glyceride ñôn giaûn : (thuaàn) R1 ≡≡≡ R2 ≡≡≡ R3  Thaønh phaàn töï nhieân trong daàu môõ raát thaáp  Taêng daàn trong baûo quaûn vaø cheá bieán do phaûn öùng thuûy phaân  MG vaø DG laø taùc nhaân hoaït ñoäng beà maët, öùng duïng laøm chaát taïo nhuõ trong CNTP Glyceride phöùc taïp : (taïp) R1 ≠≠≠ R2 ≠≠≠ R3 37 38 LIPID ÑÔN GIAÛN LIPID ÑÔN GIAÛN Glyceride Glyceride MG,DG - Mono vaø Diglyceride TG – Triglyceride Saûûn xuaát MG vaø DG coâng nghieäp: Triglyceride ñoäng vaät Triacylglycerol + glycerin, 200 0C, xuùc taùc kieàm Saûn phaåm: 40 – 60% MG + 35 – 45% DG + 5 – 15% TG 1. Teá baøo moâ môõ ÑV treân caïn: a.beùo no cao, maïch C daøi, Tnc cao, daïng raén Taùch MG: keát tinh trong chaân khoâng saâu, ÑV döôùi nöôùc: a.beùo khoâng no cao, daïng loûng thu ñöôïc phaân ñoaïn chöùa 90 – 95% MG 2. Dòch loûng ÑV: söõa, chöùa cholesterol, Vit A, Vit D (treû em) Loaïi söõa Söõa boø Söõa deâ Söõa voi Söõa caù voi triglyceride 3,7% 4,8% 20% 46% 39 40
6. Glyceride LIPID ÑÔN GIAÛN LIPID ÑÔN GIAÛN Glyceride Tính chaát cuûa triglyceride Tính chaát hoùa hoïc cuûa triglyceride Phaûn öùng thuûy phaân Khoâng Enzyme: xaûy ra trong pha beùo, toác ñoä phaûn öùng nhoû Phaûn öùng chuyeån ester Yeáu toá aûnh höôûng: nhieät ñoä, ñoä aåm cuûa saûn phaåm Ñieàu kieän : Khan; T = 110 – 160 0C Coù Enzyme: xaûy ra treân beà maët tieáp xuùc pha Xuùc taùc: methylate Na, ethylate Na (0,1 – 0,3 %) xuùc taùc bôûi enzyme lipase (Topt = 35 – 38 oC) Phaûn öùng thuaän nghòch vaø ñaït caân baèng tuøy thuoäc caáu truùc vaø thaønh phaàn cuûa TG Phaûn öùng xaø phoøng hoùa 45 46 LIPID ÑÔN GIAÛN LIPID ÑÔN GIAÛN Glyceride Seride - saùp Phaûn öùng chuyeån ester Seride laø ester cuûa a. beùo baäc cao vaø caùc röôïu ñôn chöùc cao Phaûn öùng chuyeån ester coù theå laøm thay ñoåi tính chaát vaät lyù maø phaân töû (R = 27 – 33) khoâng caàn thay ñoåi caáu truùc cuûa chaát beùo (taêng khaû naêng nhuõ hoaù cuûa môõ heo khi laøm baùnh, saûn xuaát MG vaø DG) NaOCH 3 S-S-S + O-O-O S-S-S + S-O-S + O-S-S + O-S-O + O-O-O (50%) (50%) (12,5%) (12,5%) (12,5%) (12,5%) (12,5%) R1: a. palmitic, serotic, montanic, melisic, NaOCH 3 R2: röôïu serilic, monanilic, miricilic, O-S-O S-S-S + O-O-O (33,3%) (66,7%) Cetyl alcohol C16 H33 OH Stearyl alcohol C18 H37 OH Oleyl alcohol C18 H35 OH Phaûn öùng oxin  Laø phaûn öùng polymer hoùa beà maët, taïo maøng (daàu khoâ) Saùp töï nhieân: 50% caùc ester 50% röôïu cao phaân töû, acid beùo cao phaân töû,  Chaát beùo caøng coù nhieàu noái ñoâi caøng deã tao phaûn öùng oxin 47 carbua hydro, caùc chaát maøu muøi, 48
7. Steride LIPID ÑÔN GIAÛN Steride LIPID ÑÔN GIAÛN Ester cuûa röôïu voøng sterol vôùi a. beùo cao phaân töû Sterol Trong töï nhieân, % sterol chieám ña soá, löôïng steride chæ chieám phaàn nhoû (cô theå ngöôøi 90/10)  Steride vaø sterol laø nhöõng chaát raén khoâng maøu, khoâng tan Caáu truùc sterol ñöôïc taïo thaønh töø 4 voøng A, B, C, vaø D. trong nöôùc, tan trong chloroform, ether, röôïu noùng, Ñaëc tröng caáu truùc cuûa sterol laø nhoùm –OH taïi vò trí C3  Vai troø sinh hoùa cuûa sterol quan troïng hôn caùc steride tham gia quaù trình lieân keát nöôùc, lieân keát vôùi ñoäc toá laøm giaûm ñoäc tính, vaän chuyeån lipid, nhuõ hoùa lipid, chöùc naêng sinh saûn, 53 54 Steride LIPID ÑÔN GIAÛN Steride LIPID ÑÔN GIAÛN Sterol ñoäng vaät Vitamin D3 (cholecalcipherol) Cholesterol Sinh toång hôïp trong cô theå töø squarlen. Teá baøo, moâ, naõo, maùu, söõa, cuûa ñoäng vaät coù vuù,  Taïo thaønh do quang phaân 7-dehydrocholesterol Daïng töï do hay steride. Daàu TV coù ít cholesterol hôn so vôùi môõ ÑV.  7-dehydrocholesterol ñöôïc cung caáp töø thöïc phaåm, tích tuï döôùi da vaø ñöôïc chuyeån sang vit. D3 baèng tia töû ngoaïi. Nguyeân lieäu Toång löôïng cholesterol (mg/100g)  Saûn phaåm phuï laø lumi vaø tachisterol, khoâng coù hoaït tính OÙc boø 2000 vitamin D Loøng ñoû tröùng 1010  Cholecalcipherol chuyeån sang daïng hoocmon hoaït ñoäng Caät heo 410 1,25-dihydroxy cholecalcipherol baèng phaûn öùng hydroxyl Gan heo 340 hoaù taïi gan vaø caät. Bô 240 Thòt heo naïc 70 Thòt boø naïc 60 Caù (bôn) 50 55 56
8. LIPID PHÖÙC TAÏP LIPID PHÖÙC TAÏP Phospholipid Phospholipid Ester cuûa röôïu ña chöùc vaø acid beùo cao, coù H3PO 4 vaø base Nitô Röôïu: glycerine, inoside, sphingozine, Acid beùo: palmitic, stearic, linolenic, linoleic, achidonic, Base Nitô: colin, serin, colamin, Tính chaát Chaát raén khoâng maøu, Tan toát trong dung moâi höõu cô, khoâng tan trong nöôùc, Coù tính hoaït ñoäng beà maët, taïo huyeàn phuø beàn; Bò phaân huyû trong moâi tröôøng kieàm, acid Laø thaønh phaàn caáu taïo neân lipoprotein 61 62 Phospholipid LIPID PHÖÙC TAÏP Phospholipid LIPID PHÖÙC TAÏP Lecithin Lecithin thoâ: hoãn hôïp cuûa caùc loaïi phospholipid, Phosphatidyl cholin : 50 – 60% Phosphatidyl ethanolamin : 30 – 40% Phosphatidyl inositol : 10 – 15% Tính chaát: chaát hoaït ñoäng beà maët, taïo nhuõ trong CNTP Nguyeân lieäu giaøu lecithine: ñaäu naønh, loøng ñoû tröùng 63 64
9. ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG DAÀU BEÙO ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG DAÀU BEÙO 2. Chæ soá Iod - IV 1. Chæ soá acid - AV Ñònh nghóa: soá g Iod baõo hoøa heát soá lieân keát ñoâi trong 100g cbeùo Ñònh nghóa: soá mg KOH trung hoøa heát acid beùo töï do trong YÙ nghóa: ñaùnh giaù möùc ñoä khoâng no cuûa chaát beùo 1g chaát beùo Duøng IV ñeå phaân loaïi daàu beùo: [1] Daàu khoâ : IV > 130 YÙ nghóa: ñaùnh giaù möùc ñoä thuûy phaân TG cuûa chaát beùo [2] Daàu baùn khoâ : 85 < IV < 130 [3] Daàu khoâng khoâ : IV < 85 Nguyeân taéc: R-COOH + KOH R-COOK + H2O Nguyeân taéc: Tieán haønh: hoøa tan chaát beùo trong dung moâi ether ethylic, ñònh phaân baèng KOH 0,05N 2Na 2S2O3 + I 2 2NaI + Na 2S4O6 Br 2 + KI KBr + I 2 Tieán haønh: cho löôïng dö I 2 hay Br 2 coäng hôïp vôùi noái ñoâi cuûa cbeùo 69 70 ñònh phaân phaàn I 2 hay Br 2 dö baèng Na 2S2O3 ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG DAÀU BEÙO VAI TROØ CHÖÙC NAÊNG 3. Chæ soá Peroxyde - PoV 1. Trong CNTP Ñònh nghóa: soá g Iod giaûi phoùng khi cho KI taùc duïng vôùi peroxyd Taêng möùc naêng löôïng cung caáp do thöïc phaåm trong 100g cbeùo Tham gia quaù trình chieân, xaøo (Chaát taûi nhieät, taïo höông vò, maùu) YÙ nghóa: ñaùnh giaù möùc ñoä bò oxy hoùa cuûa chaát beùo Nguyeân taéc: 2Na 2S2O3 + I 2 2NaI + Na 2S4O6 Tieán haønh: hoøa tan maãu trong dung moâi chloroform vaø aacetic cho phaûn öùng vôùi KI baõo hoøa vaø ñònh phaân I 2 taïo thaønh baèng Na 2S2O3 71 72