Chương 2 Lipid

Trong cơ thể sống Cung cấp năng lượng 9,3 Kcal/g Dự trữ năng lượng Bảo vệ cơ thể, chất đệm nội quan Giảm mất nhiệt cho cơ thể Tham gia cấu tạo màng tế bào và cấu trúc dưới tế bào lipopro

HÓA HỌC THỰC PHẨM

CHƯƠNG 2LIPID

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ LIPID

 ĐV: mô mỡ, óc, sữa,…

 TV: cây và hạt có dầu

(nành, phộng, thầu dầu, oliu, hướng dương, cám,…)

Định nghĩa

Lipid là dẫn xuất các acid béo cao phân tử và các alcohol

Phân bố

Nguyên liệu % lipid/CK Nguyên liệu % lipid/CK

Đậu phộng 30 – 44,5 Thịt heo 7 – 37,3

Thầu dầu 50 - 60 Hạt hướng dương

Thành phần lipid của một vài loại nguyên liệu

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ LIPID

PHÂN LOẠI

1 Lipid đơn giản

Thuỷ phân cho rượu và acid

3 nhóm: + Glyceride: ester của glycerine và acid béo

+ Seride (sáp): ester của rượu bậc cao + Steride: ester của rượu đa vòng

2 Lipid phức tạp

Khi thủy phân, ngoài rượu và acid béo còn các chất khác

không phải là lipid

Các phân nhóm: + Phospholipid : H3PO4

+ Proteolipid (lipoprotein) : protein + Glucolipid : glucid

VAI TRÒ CHỨC NĂNG

1 Trong cơ thể sống

Cung cấp năng lượng (9,3 Kcal/g)

Dự trữ năng lượng

Bảo vệ cơ thể, chất đệm nội quan

Giảm mất nhiệt cho cơ thể

Tham gia cấu tạo màng tế bào và cấu trúc dưới tế bào (lipoprotein)

Dung môi hoà tan các vitamin không phân cực như A, D, E, K

Nguồn cung cấp acid béo cần thiết, phospholipid,…

VAI TRÒ CHỨC NĂNG

1 Trong CNTP

Tăng mức năng lượng cung cấp do thực phẩm

Tham gia quá trình chiên, xào ( Chất tải nhiệt, tạo hương vị, máu)

VAI TRÒ CHỨC NĂNG

ACID BÉO

1 Định nghĩa

Acid béo là acid hữu cơ đơn chức, bậc cao

mạch C thẳng số C thường là số chẵn, C = 4 – 38 có hay không có nối đôi

Acid béo có số C lẽ

mạch phân nhánh hay mạch vòng

ACID BÉO

2 Acid béo no

Tính chất vật lý: nhiệt độ nóng chảy cao

Tính chất cảm quan: các loại acid béo đều có mùi và vị

C4:0: mùi ôi C6:0: mùi ôi, mùi dê C8:0: mùi mốc, ôi, xà phòng C10:0 – 14:0 : mùi xà phòng

Phản ứng methyl hoá nhóm carboxyl:

(Diazomethane)

ACID BÉO

2 Acid béo no

Chiếm đa số trong thành phần lipid ĐV và vài loại lipid TV

Các acid béo có C lẽ: valeric (C5), enanthic (C7), là thành phần thơm quan trọng của chất béo sữa và một số dầu TV

Acid béo mạch ngắn, dạng tự do hay dạng ester chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tự nhiên Trong quá trình chế biến chúng là những chất tạo mùi thơm cho sản phẩm

Acid béo no kém giá trị sinh học hơn các acid béo chưa no:

Tác dụng xấu với chuyển hoá mỡ, chức năng gan Gây xơ vữa động mạch

Làm tăng lượng cholesterol trong máu

ACID BEÙO

2 Acid beùo no

Kyù hieäu Teân thoâng dung Teân khoa hoc CTCT mp(C)

12:0 Lauric acid dodecanoic acid CH 3 (CH 2 ) 10 COOH 44.2

14:0 Myristic acid tetradecanoic

ACID BÉO

Các acid béo no thông dụng

Tên gọi theo IUPAC dodecanoic hexadecanoic octadecanoic Mã số quốc tế CAS 143-0707 57-10-3 57-11-4

ACID BÉO

3 Các acid béo no

Phân bố, TV Dầu dừa, dầu cọ, Dầu cọ (palm oil) x

Phân bố, ĐV Sữa người (5,6%TF)

Sữa bó (2,2%), sữa dê (4,5%)

Tính chất CQ Dang rắn ở nhiệt độ

thường, gia nhiệt nhẹ

nhân kiềm, oxy hoá,

Na lauryl sulfate

Chống oxy hoá, palmitate – retinol (vit A) cho vào sữa gầy, giúp vit A thêm bền

trong sữa

Xà phòng, mỹ phẩm, stearate dùng tạo nhũ cho dầu gội Chất tạo cấu trúc cứng cho kẹo

ACID BÉO

3 Acid béo không no

Công thức chung: C n H 2n-2 O 2 (1 nối đôi)

C n H2 n-4 O 2 (2 nối đôi) …

Ký hiệu:

Quy ước: số C – số nối đôi – vị trí nối đôi C18 : 1 9

Cấu tạo: nối đôi dạng cis; cách nhau 1 nhóm –CH 2

(1 nối đôi) (2 nối đôi)

ACID BEÙO

3 Acid beùo khoâng no

ACID BÉO

3 Acid béo không no

Phân bố: Thường gặp ở lipid TV và một số ít lipid ĐV

Tính chất vật lý:

Dạng nhũ tương trong nước của acid béo không no tạo

ra những mùi vị khó chịu.

Nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào số, cấu trúc và vị trí

của các liên kết đôi

Dạng lỏng ở nhiệt độ thường

[1] Phản ứng oxy hóa cắt mạch

Các phản ứng đặc trưng

[4] Phản ứng hydro hóa

ACID BÉO

3 Acid béo không no

A béo dạng trans

Hình thành trong quá trình hydro hoá chất béo

Có thể ảnh hưởng phần nào đến tim mạch, và có thể là nguyên nhân của một vài loại ung thư

Chất béo hydro hoá được sử dụng nhiều trong các sản phẩm: magarine, fast food, các loại bánh donuts, cookies, crackers, các loại thực phẩm chế biến có qua quá trình chiên

Ký hiệu Tên thông

Acid béo không thay thế

Là các acid béo chưa no cần thiết đối với cơ thể, cần thiết

chống lão hoá tế bào và sinh tổng hợp hoocmon sinh sản,

có nhiều trong dầu cá

ACID BÉO

Acid oleic (C18:1 - omega 9)

 Tính chất Lỏng dầu, trong suốt đến vàng nhạt, mùi bơ

không tan trong nước, tan trong rượu, ether Tnc = 14oC; Tdd = 4oC, tinh thể hình kim Ts/100mmHg = 286oC; Tbh = 250oC

 Nguồn cung cấp: Dấu oliu (80%), dầu hạnhnhân, dầu nành (34%)

dầu hạt bông (33%), dầu ngô (31%), Thịt (36-43%) mỡ cừu, bơ (25%) sữa mẹ (35%)

 Vai trò: Dẫn truyền tín hiệu thần kinh,

cần thiết cho sự trưởng thành chức năng phản xạ, học hỏi, tư duy của não trẻ

3 Các acid béo không no

Acid béo không thay thế

ACID BEÙO Acid linoleic (C18:2 - omega 6)

Acid beùo khoâng thay theá

 Tính chất: Dạng lỏng ở nhiệt độ phòng, màu vàng

Tnc= – 7oC, Tdd= – 18oC, Ts/15mmHg= 229oC Không tan trong nước tan trong dung môi hữu cơ

Dễ bị oxy hóa bởi oxy kk tạo chất nhựa không tan

 Nguồn cung cấp: Có trong hầu hết mỡ động vật và dầu thực vật

Mỡ heo, mỡ cá, mỡ gà (18%), mỡ cá basa (12,63%) Dầu phộng (80%), dầu bắp (50%), dầu gai, dầu hướng dương, dầu đậu nành, dầu hạt quỳ, dầu lanh …

 Vai trò: Giảm cholesterol có hại, tăng cholesterol có lợi

Giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư

 Nhu cầu: 1-2% giá trị dinh dưỡng/khẩu phần ăn hàng ngày

ACID BEÙO

Acid beùo khoâng thay theá

Acid linolenic (C18:3 - omega 3)

 Tính chất: Dạng lỏng, tan trong dung môi hữu cơ

Tnc = -11oC

 Nguồn cung cấp: Dầu nành (2,3%), dầu phộng (0,5%),

dầu lanh (25%), dầu hạt bồ đào, hạt cải dầu, tảo thực vật có màu xanh

Mỡ cá basa (1,48%), mỡ gà (18%), hải sản

 Vai trò: Giúp tăng trưởng, sinh tổng hợp hoocmon

Là tiền chất của DHA Gia tăng 1% ALA trong chế độ ăn hàng ngày sẽ giảm tới 40% nguy cơ nhồi máu cơ tim

ACID BÉO

Acid béo không thay thế

Arachidonic (C19H31COOH) (C20:4 - omega 6)

• Tính chất: Dạng lỏng, màu vàng

Tnc = -49,5oC

• Nguồn cung cấp: chuyển hĩa từ a linoleic

thịt, gan, trứng gà, mỡ bò (0,5%), mỡ gà (0,6%),

mỡ heo (2,1%), bơ (0,2%),dầu gan cá ngừ (20%) tủy xương, não

phơi lúa, không có trong dầu thực vật

• Vai trị: Tham gia xây dựng cấu trúc màng tế bào,

tăng khả năng tăng trưởng và phát triển.

Điều hịa lượng cholesterol trong máu.

• Nhu cầu: 3-4% giá trị dinh dưỡng trong khẩu phần ăn hàng ngày

ACID BEÙO Acid EicosaPentanoic (C20:5 - EPA)

Acid beùo khoâng thay theá

• Tính chất: Dạng lỏng, màu trắng

Hòa tan trong dầu mỡ,

Dễ phân hủy ở nhiệt độ cao

• Nguồn cung cấp: Có nhiều trong giống cá lưng xanh (cá hồi)

Chứa trong dầu cá gan cá và trong bơ

• Vai trò: Giảm nguy cơ mắc các chứng bệnh về thần kinh

Ngăn chặn sự phát triển các khối u (ung thư) Giúp da dẻ mịn màng

phòng chống xơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim

• Nhu cầu: Khoảng 2-5% Ecosapentanoic trong khẩu phần

lipid hằng ngày

 Tính chất: Dạng lỏng, không tan trong nước,

Tan trong dung môi không phân cực (ether)

Dễ bị oxh ở nhiệt độ cao

 Nguồn cung cấp: Có nhiều trong các loài cá ở vùng biển sâu,

Green land Nhật Bản, cá thu, cá trích, cá hồi

Mỡ cá basa (0,59%), Dầu nành, dầu bắp

 Vai trò: Thành phần cấu tạo nơron thần kinh

Ngăn chặn sự phát triển của các tế bào ung thư.

Giảm áp lực máu, giảm xơ cứng động mạch làm mềm những động mạch đã xơ cứng.

Giảm lượng cholesterol và trigliceride

Nhu cầu: Trẻ đẻ non và sơ sinh

200 mg/ngày

Bổ sung thêm vit E để tăng cường sự hấp thụ DHA

ACID BEÙO Acid DecosaHexanoic (C22:6 - DHA)

Acid beùo khoâng thay theá

ACID BÉO

4 Các loại acid béo khác

Acid béo mạch nhánh: hiếm,

trong chất béo sữa;

có thể là acid no hay không no

Acid béo mạch vòng

Acid béo mạch vòng:

ACID BÉO

4 Các dẫn xuất của acid béo

Hydroxy acid

Ricinoleic : Chứa trong tinh dầu hải ly, mùi thơm dễ chịu

D – 2 – hydroxy acid: từ C 16 : 0 đến C 25 : 0 (mạch C chẵn và lẽ)

có nhiều trong lá xanh và các loại rau

Oxo acid (ceto)

Ít phổ biến hơn hydroxy acid

Lipid sữa chứa 1% oxo acid no (C 10 –C 20 ), nhóm –C=O gắn ở C 5 –C 13

Có trong dầu gan cá (1 –6%); một vài loại cá nước ngọt (25%);

dầu TV; bơ; chanh, dâu, bắp cải, khoai tây, nấm,…

ACID BÉO

4 Các dẫn xuất của acid béo

SPTP Mỡ

heo Mỡ bò Bơ Cá mòi

Dầu phộng

Dầu bông

Dầu đậu nành

Dầu dừa

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

Glyceride là ester của glycerin và acid béoĐịnh nghĩa Glyceride là ester của glycerin và acid béoĐịnh nghĩa

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

Tùy mức độ ester hóa

Monoglycerige Diglyceride Triglyceride

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

Tùy vào gốc R1 ; R2 ; R3

CH 2 OCO(CH 2 ) 14 CH 3 CHOCO(CH 2 ) 14 CH 3

CH 2 OCO(CH 2 ) 14 CH 3

(tripalmitine)

Glyceride phức tạp : (tạp) R1 ≠ R2 ≠ R3

CH 2 OCO(CH 2 ) 14 CH 3 CHOCO(CH 2 ) 16 CH 3

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

 Thành phần tự nhiên trong dầu mỡ rất

thấp

 Tăng dần trong bảo quản và chế biến do

phản ứng thủy phân

 MG và DG là tác nhân hoạt động bề mặt,

ứng dụng làm chất tạo nhũ trong công

nghiệp TP

MG,DG - Mono và Diglyceride

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

MG,DG - Mono và Diglyceride

Sảûn xuất MG và DG công nghiệp:

Triacylglycerol + glycerin, 200 0 C, xúc tác kiềm

Sản phẩm: 40 – 60% MG + 35 – 45% DG + 5 – 15% TG

Tách MG: kết tinh trong chân không sâu,

thu được phân đoạn chứa 90 – 95% MG

CH 2 OH

CH 2 OCOR 1 CHOCOR 2

CH 2 OH

CH 2 OCOR 1 CHOH

CH 2 OH

CH 2 OCOR 1 CHOH

CH 2 OCOR 3

CH 2 OH CHOCOR 2

CH 2 OH

+

(triglyceride) (glycerine) (diglyceride) (monoglyceride)

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

Triglyceride động vật

1 Tế bào mô mỡ

ĐV trên cạn: a.béo no cao, mạch C dài, Tnc cao, dạng rắn

ĐV dưới nước: a.béo không no cao, dạng lỏng

2 Dịch lỏng ĐV: sữa, chứa cholesterol, Vit A, Vit D (trẻ em)

TG – Triglyceride

Loại sữa Sữa bò Sữa dê Sữa voi Sữa cá voi

LIPID ĐƠN GIẢN

Nhiệt độ nóng chảy

 Không có điểm nóng chảy rõ ràng, là một khoảng nhiệt độ

 Đo điểm nóng chảy

 Yếu tố quyết định trạng thái: Nhiệt độ nóng chảy

Độ dài mạch C Số liên kết không no Tỷ lệ giữa các loại acid béo

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

Tính chất của triglyceride

Tính hòa tan

Không tan trong nước, trừ một vài a béo mạch ngắn

Tan tốt trong dung môi hữu cơ không phân cực: chloroform, ether ethylic, benzen,…

Nếu có chất tạo nhũ, có thể tạo nhũ tương với nước

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

Tính chất của triglyceride

Phản ứng thủy phân

CH 2 OH

R 1 COONa R 2 COONa R 3 COONa

LIPID ĐƠN GIẢN

D C

+

B E F

A B F

+

D E C

Phản ứng chuyển ester

Điều kiện : Khan; T = 110 – 160 0 C

Xúc tác: methylate Na, ethylate Na (0,1 – 0,3 %)

Phản ứng thuận nghịch và đạt cân bằng tùy thuộc cấu trúc và thành phần của TG

Phản ứng oxin

 Là phản ứng polymer hóa bề mặt, tạo màng (dầu khô)

 Chất béo càng có nhiều nối đôi càng dễ tao phản ứng oxin

Phản ứng chuyển ester có thể làm thay đổi tính chất vật lý mà không cần thay đổi cấu trúc của chất béo (tăng khả năng nhũ

hoá của mỡ heo khi làm bánh, sản xuất MG và 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%)

NaOCH 3 O-S-O S-S-S + O-O-O

Tính năng công nghệ

Tính lan toả (bơ, margarin,…) Tính dòn và dễ tan chảy (cacao)

Độ trong suốt (dầu) Khả năng nhũ hoá và bôi trơn (bánh biscuit)

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

Tính chất của triglyceride

LIPID ĐƠN GIẢN

1.Glyceride

Đa số là triglyceride, một ít mono và diglyceride, acid béo tự do và lượng nhỏ tạp chất.

Triglyceride tự nhiên chứa đa số là glyceride tạp, chỉ có

một phần nhỏ là glyceride thuần

Mỡ heo: - Tripalmitin 1%

LIPID ĐƠN GIẢN

2 Seride - sáp

Seride là ester của a béo bậc cao và các rượu đơn chức cao

phân tử (R = 27 – 33)

R1: a palmitic, serotic, montanic, melisic,…

R2: rượu serilic, monanilic, miricilic,…

Cetyl alcohol C 16 H 33 OH Stearyl alcohol C 18 H 37 OH Oleyl alcohol C 18 H 35 OH

Định nghĩa

Sáp tự nhiên: 50% các ester

50% rượu cao phân tử, acid béo cao phân tử,

carbua hydro, các chất màu mùi,…

Sáp ong: bảo vệ mật và ấu trùng ong

Palmito-mirixilic

CH 3 (CH 2 ) 14 – O – CO – CH 2 (CH 2 ) 28 CH 3 Tnc = 62 – 70 0 C

hỗn hợp ester giữa rượu đa vòng và a béo bậc cao phân nhánh (lanopalmitic, lanostearic)

Tnc = 41 – 49 0 C chất định hương (mỹ phẩm); cao dán (y tế)

LIPID ĐƠN GIẢN

2 Seride - sáp

Sáp động vật Tuyến sáp của động vật

Nhiệm vụ bảo vệ trái, lá, thân khỏi tác động của VSV và môi

trường (mất nước) Thực vật Thành phần sáp

Lá bắp cải Rượu C12, C18 - C28 ; acid palmitic và các acid khác

Ceryl và stearyl alcohol

Nonacozan C29H60; dẫn xuất nonacazol

CH3 – (CH2 )13 – CH(OH) – (CH2)13 – CH3

Thuốc lá Heptocozan C 27 H 56 ; Untriacontan C 31 H 64

Nho a palmitic; ester palmitic với enocaprol; rượu

cerilic; myristic, cerolic,…

Hoa Sáp có màu, ester dipalmitate với rượu 2 chức

xanthophyll, zeaxanthin (carotenoid)

Sáp TV tan trong dầu ở nhiệt độ cao,

ở nhiệt độ thường kết tinh, dạng rắn trích ly bằng dmôi hcơ : sáp sẽ tách cùng với dầu béo

Cutin : bảo vệ các lớp biểu bì TV

(waxe cuticle) là một polymer phức tạp

M lớn, hoà tan trong kiềm

OH O

O

CO O OC

OC O

O

OH OH

CO

O O

O O

LIPID ĐƠN GIẢN

LIPID ĐƠN GIẢN

2 Seride - sáp

Chất vô định hình, nhiệt độ nóng chảy thấp

Hoà tan tốt trong dung môi hữu cơ

Không thấm nước, không dẫn điện,không cháy

Bền hoá học, bền ánh sáng, khó oxy hóa, khó thủy

phân (xà phòng hóa ở 150 – 160 0 C, môi trường kiềm)

Tính chất của sáp

Bảo quản các loại rau quả, cơ quan nội tạng,…;

Vật liệu cách điện;

Khuôn in, phục chế tranh;

Sơn, bút chì,

Mỹ phẩm,…

Ứng dụng của sáp

LIPID ĐƠN GIẢN

3 Steride

Ester của rượu vòng sterol với a béo cao phân tử

Trong tự nhiên, % sterol chiếm đa số, lượng steride chỉ

chiếm phần nhỏ (cơ thể người 90/10)

Cấu trúc sterol được tạo thành từ 4 vòng A, B, C, và D

Đặc trưng cấu trúc của sterol là nhóm –OH tại vị trí C3

Mặt phẳng chứa 4 vòng được biểu diễn trên mặt phẳng tờ

giấy Nhóm thế nào ở trên mặt phẳng là nhómβ Nhóm thế nào ở dưới mặt phẳng phân tử là nhóm α.

 Steride và sterol là những chất rắn không màu, không tan trong nước, tan trong chloroform, ether, rượu nóng,

 Vai trò sinh hóa của sterol quan trọng hơn các steride

Tham gia quá trình liên kết nước, Liên kết với độc tố làm giảm độc tính

Gây bệnh ung thư, hoặc chữa được bệnh ung thư

LIPID ĐƠN GIẢN

3 Steride

Sterol

Sinh tổng hợp trong cơ thể từ squarlen.

Tế bào, mô, não, máu, sữa,… của động vật có vú, Dạng tự do hay steride

Dầu TV có ít cholesterol hơn so với mỡ ĐV

Nguyên liệu Tổng lượng cholesterol (mg/100g)Óc bò

Lòng đỏ trứngCật heoGan heoBơThịt heo nạcThịt bò nạcCá (bơn)

20001010410340240706050

LIPID ĐƠN GIẢN

3 Steride

Sterol động vật

Cholesterol

LIPID ĐƠN GIẢN

3 Steride

Cholesterol

 Tạo thành do quang phân 7-dehydrocholesterol

 7-dehydrocholesterol được cung cấp từ thực phẩm, tích tụ

dưới da và được chuyển sang vit D3 bằng tia tử ngoại.

 Sản phẩm phụ là lumi và tachisterol, không có hoạt tính

vitamin D

 Cholecalcipherol chuyển sang dạng hoocmon hoạt động

1,25-dihydroxy cholecalcipherol bằng phản ứng hydroxyl

hoá tại gan và cật.

LIPID ĐƠN GIẢN

3 Steride

Vitamin D3 (cholecalcipherol)

Sterol không chứa nhóm α - CH3

Hàm lượng nhỏ Ngoài cholesterol, campesterol, stigmasterol, sitosterol, ergosterol có cấu tạo gần giống cholesterol, đổi khác ở C17 mạch nhánh

LIPID ĐƠN GIẢN

3 Steride

Sterol thực vật (Phytosterol)