Chương 4 Lipid

CHƯƠNG IV LIPID I KHÁI NIỆM CHUNG Đònh nghóa − Lipid nhóm chất tự nhiên phổ biến tế bào ĐV TV dẫn xuất acid béo cao phân tử rượu đơn chức − Chất béo thường gặp đời sống dầu (chất béo TV) mỡ (chất béo ĐV) ester glycerin với loại acid béo − Phân bố:  Động vật: mô mỡ da, óc, sữa  Thực vật: cây, hạt có dầu (đậu nành, đậu phộng, thầu dầu, oliu, cọ, hướng dương, cám,…) Hàm lượng lipid số loại thực phẩm Nguyên liệu %lipid/KLK Nguyên liệu %lipid/KLK Đậu nành 17-18.4 Thòt bò 7-10.5 Đậu phộng 30-44.5 Thòt heo 7-37.3 Mè 40-45.4 Cá 3-3.6 Cám 21-27 Trứng gà, vòt 11-14 Đậu rồng 17-20 Sữa bò 4-4.4 Thầu dầu 50-60 Phân loại Lipid đơn giản − Khi thủy phân cho rượu acid béo Có nhóm:  Glyceride: ester glycerin acid béo  Seride (sáp): ester rượu bậc cao (serol)  Steride: ester acid béo với rượu đa vòng (sterol) Lipid phức tạp − Khi thủy phân, rượu acid béo thu chất khác H3PO4 , đường protein Các phân nhóm:  Phospholipid: rượu acid béo có H3PO4  Proteolipid: rượu acid béo có protein  Glucolipid: rượu acid béo có glucid Tính chất chung − Kỵ nước:  Không tan hòa tan nước dung môi hữu phân cực  tan tốt dung môi hữu không phân cực ether petrol, ether ethylic, chloroform, benzen, hexan,… − Khó bò thủy phân so với glucid protein Phản ứng thủy phân thực có trình nhũ hóa chất béo Vai trò nhũ hóa chất béo thể thực acid mật − Khi thủy phân môi trường kiềm tạo muối acid béo kiềm gọi xà phòng (phản ứng xà phòng hóa) Các loại xà phòng RCOOK chất tạo nhũ tốt Vai trò - chức − Là thành phần cấu tạo màng tế bào cấu trúc tế bào ti thể, lạp thể, nhân (dạng lipoprotein) − Là chất cung cấp lượng cho thể Lượng calo lipid cung cấp cao gấp lần glucid protein (1g lipid cung cấp 9,3Kcal - 1g glucid, protid cung cấp 4.1Kcal) − Dự trữ thành mô mỡ da, có nhiệm vụ bảo vệ thể chống va chạm mạnh, điều hòa thân nhiệt, giữ ấm cho thể − Là dung môi hòa tan số vitamin A, F, D − Tham gia nhiều trình chế biến, góp phần tạo cấu trúc hay mùi vò đặc trưng cho nhiều loại sản phẩm TP (chiên xào) Ứùng dụng  Xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, nhũ hóa, tạo màng, bôi trơn động cơ, phụ gia công nghiệp dệt, nhuộm, da  Tá dược cho vitamin dầu, A-D-E-K, thuốc mỡ, dầu xoa, mỹ phẩm  Là mặt hàng xuất Nhu cầu lipid dinh dưỡng − Lipid chiếm 14 – 15% tổng lượng chất dinh dưỡng chủ yếu phần ăn − Nhu cầu lipid phụ thuộc tuổi, tình trạng sức khỏe, tính chất lao động, đặc điểm dân tộc, khí hậu − Người thường 36 – 42g/ngày (25-30% lipid ĐV 70% lipid TV) Người béo phì cần giảm lượng lipid hàng ngày lipid ĐV  Cơ thể trẻ đạm/lipid = 1/1  Người đứng tuổi 1/0,7  Người già béo =1/0,5 II LIPID ĐƠN GIẢN Acid béo − Cũ: acid hữu bậc cao mạch C dài – 38, số C chẵn, đơn chức, thường có cấu tạo mạch thẳng, có hay nối đôi − Mới: phương tiện đại phát hàng loạt acid béo có số C lẻ, phân nhánh, chí có cấu trúc mạch vòng Acid béo no (bão hòa) − Công thức chung: CnH2nO2 (4 ≤ C ≤ 32) − ký hiệu COOH − Có lipid ĐV số TV Dạng rắn nhiệt độ thường Tên thông dụng a.butyric a.caproic a.caprilic a.capric a.lauric a.miristic a.palmitic a.stearic a.arachidic a.behenic a.lignoceric a.cerotic Tên khoa học n.dodecanoic n.tetradecanoic n.hexadecanoic n.octadecanoic n.eicosanoic n.docosanoic n.tetracosanoic Ký hiệu C4 C6 C8 C10 C12 C14 C16 C18 C20 C22 C24 C26 CTPT C4H8O2 C6H12O2 C8H16O2 C10H20O2 C12H24O2 C14H28O2 C16H32O2 C18H36O2 C20H40O2 C22H44O2 C24H48O2 C26H52O2 TncoC -5,3 -4 16 31,3 43,5 54,4 62,9 69,6 75,4 80,8 84,2 87,7 Acid béo không no (không bão hòa) − CnH2n-2O2 (1 nối đôi) - CnH2n-4O2 (2 nối đôi) - CnH2n-6O2 (3 nối đôi) COOH COOH − Ký hiệu: Acid oleic Acid linoleic Acid linoleic C18:1∆9 C18:2∆9,12 C18:3∆9,12,15 C18H34O2 C18H32O2 C18H30O2 T0nc = 160C T0nc = -430C T0nc = -750C − A.béo không no thường gặp lipid TV số lipid ĐV (d gan cá) − Acid béo không no dễ bò oxy hóa, cắt mạch vò trí nối đôi Các acid béo khác − Các acid béo co ùmạch vòng: • A.hydrocacpic C16H28O2 T0nc = 59.50C (CH 2)10 COOH • A.chaulmogric C18H32O2 T0nc = 710C (CH 2)12 COOH − Các oxyacid chứa nhóm OH • A.ricinoleic CH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7CH3 C18H34O3 OH Glyceride (Axyl glycerin) − Là ester glycerin acid béo bậc cao − Tùy vào mức độ ester hóa mà ta có: H2 C OH H C OH +R1COOH H2 C OCOR1 HC OH +R2COOH H2 C OH H2 C OH glycerin monoglyceride H2 C OCOR1 H C OCOR2 +R3 COOH H2 C OH diglyceride H2 C OCOR1 HC OCOR2 H2 C OCOR3 triglyceride − Dựa vào gốc R1, R2, R3 ta lại có loại glyceride: Glyceride đơn giản(G thuần) R1 ≡ R2 ≡ R3 CH2OCO(CH2)14CH3 CH2OCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 CH2OCO(CH2)14CH3 CH2OCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 CH2OCO(CH2)14CH3 CH2OCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 Tripalmitin Triolein Glyceride phức tạp (G tạp) R1 ,R2 , R3 không trùng CH2OCO(CH2)14CH3 CH2OCO(CH2)14CH3 CH2OCO(CH2)16CH3 CH2OCO(CH2)16CH3 CH2OCO(CH2)16CH3 CH2OCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 Palmitodistearin Palmitostearoolein − Trong chất béo tự nhiên, thành phần chủ yếu triglyceride (TG), mono (MG), diglyceride (DG), acid béo tự phần nhỏ chất tạp − Trong phần triglyceride TG ít, chủ yếu TG phức tạp Mỡheo: Tripalmitin 1%; Triolein 3%; Palmitindiolein 53%; Palmitostearoolein 27% ∗ Triglyceride động vật:  Tập trung tế bào mô mỡ, làm thành lớp mỡ da Thu lượng mỡ cách thắng mỡ t0< 800C Hàm lượng mỡ ĐV lên đến 50% trọng lượng thể  Thành phần acid béo no nhiều, mạch C dài nên TG ĐV cạn, chim, rắn có nhiệt độ nóng chảy cao Ở nhiệt độ thường chúng dạng đặc nên gọi mỡ  TG dầu gan cá ĐV nước có % a.béo không no cao, đặc biệt dầu cá trích (75%), có dạng lỏng nh.độ thường  TG có mặt dòch lỏng ĐV (sữa bò 3,7%; dê 4,8%; Sữa voi 20%; Sữa cá voi 46%) Sữa  Mỡ giàu vitamin A, D cần cho trình sinh trưởng, thường chứa lượng cholesterol cao dầu thực vật ∗ Triglyceride thực vật:  TG chứa hạt TV Một số hạt có thành phần lipid cao, chủ yếu tập trung phôi, dùng làm nguyên liệu khai thác, sản xuất dầu (bông, lanh, thầu dầu, đ phộng, đ nành)  Mạch C ngắn, thành phần acid béo không no cao, nên nhiệt độ thường có dạng lỏng nên gọi dầu  Dầu TV chứa nhiều vitamin E, F cần thiết cho trình sinh sản, chống lão hóa, cholesterol mỡ ĐV Tính chất triglyceride Nhiệt độ nóng chảy − Phụ thuộc vào gốc R: no, mạch C dài : nh.độ n.chảy cao không no, C ngắn : nh.độ n.chảy thấp − Không có điểm n.chảy rõ ràng mà khoảng n.chảy Tính hòa tan: Không tan nước dmôi hữu phân cực Tan dung môi hữu không phân cực Tính công nghệ     Tính lan tỏa (bơ, magarin thấm vào sâu bên SP) Tính dòn tính dễ tan chảy (cacao nhiệt độ thường) Tính suốt (dầu ăn) Khả nhũ hóa bôi trơn (công nghệ bánh biscuit) Phản ứng xà phòng hóa (Phảûn ứng thủy phân) CH2OCOR1 H+, OHE lipase CHOCOR2 + CH2OH CHOH CH2OH CH2OCOR3 H2 C OH H2 C OCOR1 HC OCOR2 + R1COOH + R2COOH + R3COOH + 2NaOH HC OH H2 C OCOR3 H2 C OH triglyceride glycerin + R1COONa + + R2COONa R3COONa − Xà phòng hỗn hợp muối Na hay K acid béo Xà phòng K thường mềm xà phòng Na Phản ứng chuyển ester hóa − Ở điều kiện khan nước, có chất xúc tác, E chuyển vò, nhiệt độ, môi trường thích hợp gốc acid béo TG hay TG khác đổi chỗ cho − Chất xúc tác: Methylat Na Ethylat Na T0 = 110 – 1600C CH3ONa CH3CH2ONa (0.1 – 0.3%) − Ứng dụng:  Mỡ heo: dạng rắn làm hạn chế khả tạo nhũ mỡ heo sản xuất bánh kem Chuyển ester nhiệt độ thấp Tách TG có Tonc cao cách kết tinh lọc, cân chuyển hướng tạo TG có nh.độ n.chảy thấp  SX Magarin: chuyển ester dầu cọ hydro hóa với dầu hướng dương  Tổng hợp mono diglyceride: chuyển ester TG lượng lớn glycerin dư, T0=2000, đ.kiện chân không hay khí trơ Phản ứng hydro hóa − Gắn H2 vào nối đôi mạch C acid béo không no T0, xt C C + H2 H C C H  Hydro hóa chọn lọc: Chỉ hydro hóa R xác đònh X.tác bột Ni, Cu, Pd, H2 phải sạch, t0 cao, P cao, thgian ngắn TD: giảm hàm lượng acid linolenic từ 9% xuống 1%  Hydro hóa phần, toàn phần: X.tác bột Ni với liều lượng tăng 10 lần, t0 thấp hơn, P thấp hơn, thời gian dài so với hydro hóa chọn lọc Phản ứng oxy hóa  Dầu mỡ để lâu bò ôi phản ứng thủy phân tạo acid béo tự phản ứng oxy hóa O2 không khí, tạo peroxyde: R CH2 CH CH CH2 R' + O2 R CH2 CH CH CH2 R' O O hydroperoxyde: R CH2 CH CH CH2 R' + O2 R CH2 CH CH CH2 R' O OH  Các hydroperoxide peroxide tạo thành lại phân giải tiếp tục tạo thành hợp chất aldehyd, ceton có mùi hôi vò đắng Phương pháp đánh giá chất lượng dầu béo [1] Chỉ số acid [acidvalue AV]  AV lượng mg KOH cần thiết để trung hòa hết tất acid béo tự có 1g chất béo  AV số chất lượng, biểu thò cho mức độ thủy phân acid béo  Nguyên tắc: RCOOH + KOH RCOOK + H2O [2] Chỉ số xà phòng [savon value SV ]  SV số mg KOH cần để trung hòa acid béo tự acid béo kết hợp (trong glyceride) xà phòng hóa 1g chất béo  Đặc trưng cho tổng lượng acid béo có chất béo  Nguyên tắc: phản ứng xà phòng hóa H2 C OCOR1 HC OCOR2 + H2 C OH KOH H2 C OCOR3 HC OH + R1COOK + R2COOK + R3COOK H2 C OH [3] Chỉ số ester (ester value EV)  EV số mg KOH tác dụng với 1g a.béo dạng liên kết (SV=AV+EV) [4] Chỉ số peroxide (PoV) PoV số gam I2 giải phóng cho dung dòch KI tác dụng với 100g chất béo nhờ tác dụng peroxide có chất béo PoV số chất lượng, đặc trưng cho mức độ ôi hóa oxy hóa Nguyên tắc H H R1 C C R2 H H R1 C C R2 + 2KI + 2CH3COOH O O Phản ứng đònh phân I2 tạo thành 2Na2S2O3 + I2 2NaI + Na2S4O6 + 2CH3COOK O + H2O + I2 [5] Chỉ số Iod (Iod value IV)  IV lượng g Iod cần thiết để bão hòa hết số liên kết đôi acid béo có 1g chất béo  IV số đặc tính, lipid không no I lớn ngược lại  Chỉ số IV dùng để phân loại dầu khô (Khô: I>130; Bán khô: 85< I