植物油料的分類(lèi)及子實(shí)結構與化學(xué)組成
一、植物油料的分類(lèi)
1、植物油料:凡是油脂含量達10%以上,具有制油價(jià)值的植物種子和果肉等均稱(chēng)為油料。
2、分類(lèi):
A。根據植物油料的植物學(xué)屬性,可將植物油料分成4類(lèi)。
草本油料:常見(jiàn)的有大豆、油菜子、棉子、花生、芝麻、葵花子等。
木本油料:常見(jiàn)的有棕櫚、椰子、油茶子等。
農產(chǎn)品加工副產(chǎn)品油料:常見(jiàn)的有米糠、玉米胚、小麥胚芽。
野生油料:常見(jiàn)的有野茶子、松子等。
B。根據植物油料的含油率高低,可將植物油料分成2類(lèi)。
高含油率油料:菜子、棉子、花生、芝麻等含油率大于30%的油料。
低含油率油料:大豆、米糠等含油率在20%左右的油料。
二、植物油料的子實(shí)結構與化學(xué)組成
1油料種子的形態(tài)結構
油料子實(shí)的形態(tài)結構是判別油料種類(lèi)、評價(jià)油料工藝性質(zhì)、確定油脂制取工藝與設備的重要依據之一。油料子粒由殼及種皮、胚、胚乳或子葉等部分組成。
種皮包在油料子粒外層,起保護胚和胚乳的作用。種皮含有大量的纖維物質(zhì),其顏色及厚薄隨油料的品種而異,據此可鑒別油料的種類(lèi)及其質(zhì)量;胚是種子最重要的部分,大部分油子的油脂儲存在胚中;胚乳是胚發(fā)育時(shí)營(yíng)養的主要來(lái)源,內存有脂肪、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、維生素及微量元素等。但是有些種子的胚乳在發(fā)育過(guò)程中已被耗盡,因此可分為有胚乳種子和無(wú)胚乳種子兩種。無(wú)胚乳種子,營(yíng)養物質(zhì)儲存在胚內。
2油料種子的細胞結構
細胞大小和形狀:以大豆、花生的細胞最大,棉子的細胞最小。油料細胞的形狀一般呈球形,也有呈圓柱形、紡錘形、多角形等。
細胞壁和細胞內容物構成的。細胞壁由纖維素、半纖維素等物質(zhì)組成,細胞壁的結構具有一定的硬度和滲透性。用機械外力可使細胞壁破裂,水和有機溶劑能通過(guò)細胞壁滲透到細胞的內部,引起細胞內外物質(zhì)的交換,細胞內物質(zhì)吸水膨脹可使細胞壁破裂。
細胞的內容物由油體原生質(zhì)、細胞核、糊粉粒及腺粒體等組成。油子中的油脂主要存在于原生質(zhì)中,通常把油料種子的原生質(zhì)和油脂所組成的復合體稱(chēng)作油體原生質(zhì)。油體原生質(zhì)在細胞中占有很大體積,是由水、無(wú)機鹽、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等組成。在成熟干燥的油子中,油體原生質(zhì)呈一種干凝膠狀態(tài),并富有彈性。
3油料種子的主要化學(xué)成分
油料種子的種類(lèi)很多,不同油子的化學(xué)成分及其含量不盡相同,但各種油料種子中一般都含有油脂、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂肪酸、磷脂、色素、蠟質(zhì)、烴類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)、油溶性維生素、水分及灰分等物質(zhì)。表7—1列出了幾種常見(jiàn)油料種子的主要化學(xué)成分。
1)油脂
油脂是油料種子在成熟過(guò)程中由糖轉化而形成的一種復雜的混合物,是油料種子中主要的化學(xué)成分,油脂是由1分子甘油和3分子高級脂肪酸形成的中性酯,又稱(chēng)為甘油三酸酯。在甘油三酸酯中脂肪酸的相對分子質(zhì)量占90%以上,甘油僅占10%,構成油脂的脂肪酸性質(zhì)及脂肪酸與甘油的結合形式,決定了油脂的物理狀態(tài)和性質(zhì)。
根據脂肪酸與甘油結合的形式不同,可分成單純甘油酯和混合甘油三酸酯。在甘油三酸酯分子中與甘油結合的脂肪酸均相同則稱(chēng)之為單純甘油三酸酯;若組成甘油三酸酯的3個(gè)脂肪酸不相同則稱(chēng)為混合甘油三酸酯。構成油脂的脂肪酸主要有飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸兩大類(lèi)。
?最常見(jiàn)的飽和脂肪酸有軟脂酸、硬脂酸、花生酸等;甘油三酸酯中飽和脂肪酸含量較高時(shí),在常溫下呈固態(tài)而稱(chēng)之為脂;不飽和脂肪酸有油酸、亞油酸、亞麻酸、芥酸等。甘油三酸酯中不飽和脂肪酸含量較高時(shí),在常溫下呈液態(tài)而稱(chēng)之為油;
油脂中脂肪酸的飽和程度常用碘價(jià)反映,碘價(jià)用每100g油脂吸收碘的克數表示。碘價(jià)越高,油脂中脂肪酸不飽和程度越高。按碘價(jià)不同油脂分成3類(lèi):碘價(jià)<80為不干性油;碘價(jià)80~130為半干性油;碘價(jià)>130為干性油。植物油脂大部分為半干性油;純凈的油脂中不含游離脂肪酸,但油料未完全成熟及加工、儲存不當時(shí),能引起油脂的分解而產(chǎn)生游離脂肪酸,游離脂肪酸使油脂的酸度增加從而降低油脂的品質(zhì)。常用酸價(jià)反映油脂中游離脂肪酸的含量;酸價(jià)用中和1g油脂中的游離脂肪酸所使用的氫氧化鉀的毫克數。酸價(jià)越高,油脂中游離脂肪酸含量越高。
2)蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的高分子復雜化合物,根據蛋白質(zhì)的分子形狀可以將其分為線(xiàn)蛋白和球蛋白兩種。油子中的蛋白質(zhì)基本上都是球蛋白。按照蛋白質(zhì)的化學(xué)結構,通常又將其分為簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)和復雜蛋白質(zhì)(或簡(jiǎn)稱(chēng)朊族化合物)兩類(lèi),其中最重要的簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)有白朊、球朊、谷朊和醇溶朊等幾種,而重要的復雜蛋白質(zhì)則有核朊、糖朊、磷朊、色朊和脂朊等幾種。
在油子中,蛋白質(zhì)主要存在于子仁的凝膠部分。因此,蛋白質(zhì)的性質(zhì)對油料的加工影響很大。蛋白質(zhì)除醇溶朊外都不溶于有機溶劑;蛋白質(zhì)在加熱、干燥、壓力以及有機溶劑等作用下會(huì )發(fā)生變性;蛋白質(zhì)可以和糖類(lèi)發(fā)生作用,生成顏色很深的不溶于水的化合物,也可以和棉子中的棉酚作用,生成結合棉酚;蛋白質(zhì)在酸、堿或酶的作用下能發(fā)生水解作用,最后得到各種氨基酸。
3)磷脂
磷脂即磷酸甘油酯,簡(jiǎn)稱(chēng)磷脂。兩種最主要的磷脂是磷脂酰膽堿俗稱(chēng)卵磷脂和磷脂酰乙醇氨俗稱(chēng)腦磷脂。油料中的磷脂是一種營(yíng)養價(jià)值很高的物質(zhì),其含量在不同的油料種子中各不相同。以大豆和棉子中的磷脂含量最多。磷脂不溶于水,可溶于油脂和一些有機溶劑中;磷脂不溶于丙酮。磷脂有很強的吸水性,吸水膨脹形成膠體物質(zhì),從而在油脂中的溶解度大大降低。磷脂容易被氧化,在空氣中或陽(yáng)光下會(huì )變成褐色至黑色物質(zhì)。在較高溫度下,磷脂能與棉子中的棉酚作用,生成黑色產(chǎn)物。磷脂還可以被堿皂化,可以被水解。另外,磷脂還具有乳化性和吸附作用。
4)色素
純凈的甘油三酸酯是無(wú)色的液體。但植物油脂帶有色澤,有的毛油甚至顏色很深,這主要是各種脂溶性色素引起的。油子的色素一般有葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素、黃酮色素及花色苷等。個(gè)別油子中還含有一些特有的色素,如棉子中的棉酚等。油脂中的色素能夠被活性白土或活性炭吸附除去,也可以在堿煉過(guò)程中被皂腳吸附除去。
5)蠟
蠟是高分子的一元脂肪酸和一元醇結合而成的酯,主要存在于油子的皮殼內,且含量很少。但米糠油中含蠟較多。蠟的主要性質(zhì)是熔點(diǎn)較甘油三酸酯高,常溫下是一種固態(tài)黏稠的物質(zhì)。蠟能溶于油脂中,溶解度隨溫度升高而增大,在低溫會(huì )從油脂中析出影響其外觀(guān),另外,蠟會(huì )使油脂的口感變劣,降低油脂的食用品質(zhì)。
6)糖類(lèi)
糖類(lèi)是含有醛基和酮基的多羥基的有機化合物,按照糖類(lèi)的復雜程度可以將其分為單糖和多糖2類(lèi)。糖類(lèi)主要存在于油料種子的皮殼中,仁中含量很少。糖在高溫下能與蛋白質(zhì)等物質(zhì)發(fā)生作用,生成顏色很深且不溶于水的化合物(美拉德反應)。在高溫下糖的焦化作用會(huì )使其變黑并分解。
7)維生素
植物油料含有多種維生素,但制取的油脂中主要有脂溶性的維生素E,維生素E能防止油脂氧化酸敗,增加植物油的儲藏穩定性。
8)其他物質(zhì)
油子中除含有上述化學(xué)成分外,還含有甾醇、灰分以及烴類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)等物質(zhì),這些物質(zhì)的含量很小且對油脂生產(chǎn)的影響很小。個(gè)別油料中含有一些特殊成分,如大豆中含脲素酶、胰蛋白酶抑制素、凝血素,棉子中有棉酚,芝麻中有芝麻酚、芝麻素和芝麻酚林,花生中有黃曲霉毒素,菜子中有含硫化合物等。