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  • 同質多晶化（Polymorphism）

在不同的熱變化條件與溫度下，油脂會有不同的固態脂質產生，而此種固態油脂分子於空間中因不同排列情形，所造成熔點或凝固點的變異現象，即稱為同質多型性(polymorphism)。
測出同質多型性可利用紅外線光譜及 X-光繞射而測出。

      油脂中常見的晶系計有：
  1. α-型六方晶系(hexagonal system)，正六方體逢機排列，顆粒最小，不穩定，熔點 21-24°C，如 1-硬脂酸 2-乙酸甘油酯。
  2. β-型三斜晶系(triclinic system)，三斜方堆積，排列規則方向相同，顆粒最大，熔點 35-37°C，如大豆油、玉米胚芽油、橄欖油，最穩定。
  3. β'-型斜方晶系(orthorhombic system)，介於 α-型與 β-型之間，正交堆積，中心單位排列與四周單位排列方向不同，熔點 27-29°C，如牛油、菜籽油、棕櫚油。 β'-型能夠抓住大量空氣，形成許多氣泡，可提高乳化能力，使產品更具可塑性。
  4. γ-型結晶：最不穩定，熔點 16-18°C，熔融狀脂肪，經急速冷卻即形成，放至會轉為α-型。
                               


由於自然界中的三酸甘油酯所含脂肪酸的多樣性，常導致油脂中同質多晶化的更趨
複雜。三酸甘油酯中若同時具有很長和很短的脂肪酸，通常以較穩定的α-式結晶出現，
此時其油脂所形成的薄膜具有很好的伸展性。





  • 交酯化（Interesterification） 

交酯化亦稱為酯交換(ester exchange)或轉酯化(transesterification)，乃指三酸甘油酯上的三個醯基經人為方式，使其彼此置換或分子間醯基互換之情形，此方法常被應用於天然油脂構造與特性之修飾。簡言之，使三酸甘油酯分子上的脂肪酸交換位置或重新排列的操作。 能催化此種反應進行的有錫、鉛、鋅、鎘等金屬或其化合物，此外尚有鹼金屬或鹼土金屬的化合物。


油脂的交酯化作用請見下圖所示，其中(a)因催化劑作用而活化，由(d)的β-酮酯（ B-ketoester）經重排而成(e)一般而言，分子內交酯化作用較分子間交酯化作用迅速。


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交酯作用是一種平衡反應，利用此作用的特性可將油脂中不同成分分離，如將反應溫度設定於某三飽和脂肪酸甘油酯能形成結晶的溫度下，則因此三飽和脂肪酸甘油酯固化而可從油脂中分離，反應平衡會由於此類甘油酯的分離而朝繼續生成此三飽和脂肪酸甘油酯的方向進行，使得液態油脂中的三不飽和脂肪酸的比例提高，而改變油脂的特性，此種一面分離一面進行交酯化的反應，可視為“具方向性交酯化”( directed interesterification ），其作用結果不同於一般“雜亂型的交酯化”( randomized interesterification），下圖，即為豬油於此兩種不同處理下的結果。
於高溫下，導向(directed )型的仍含有較高的固體脂。





  • 氫化反應（Hydrogenation） 

氫化是添加氫至不飽和脂肪酸上之雙鍵位置，使脂肪酸的分子構型、雙鍵位置、 數目及幾何構造改變，且可塑性增加，使油脂的物理性質及化學性質亦隨之改變，氫化使得某些液態油
脂變為可塑性態的油脂，而適於做人造奶油與酥油，並能改進色澤及油脂的穩定性。
氫化過程中容易有反式脂肪和位置異構物生成。

氫化的反應步驟及機制 
  1. 將含有不飽和成分的物質與催化劑混合後通以氫氣，控制溫度、壓力、攪拌 速率等條件，使氫分子加到雙鍵上而使其成飽和的單鍵。
  2.  基質的種類、濃度、催化劑濃度、溫度、壓力及攪拌方式皆會響氫化的反應速率
  3.  氫化中最常使用的催化劑為鎳，其他尚有銅、鉻及鉑等金屬，不同催化劑各具有不同的反應特異性，且產生順、反式或位置異構物的比例亦有所不同。



        在氫化的反應機制上，由上圖所示，可看出催化劑、氫氣及不飽和脂肪酸的作用方式，不
        飽和脂肪酸上的雙鍵藉氫鍵或次級價力(secondary valence force），以靠近催化劑的活化位
        置而結合，於同一位置，催化劑再與氫分子結合，換言之即:

 反應式： 油＋催化劑 → 油－催化劑（複合物）  
 油－催化劑＋H2 → 氫化油與催化劑






  • 上述反應改變食用油脂物化性質之原理 

  1. 同質多型性應用於油脂加工，可製造出包氣性好、可塑性高、熔點廣的酥油 (shortening)，用於製造麵包、點心，增加食品的酥脆性。
  2. 使用酵素做為觸媒的交酯化反應因酵素具有位置特異性，可精確控制脂肪酸醯基的反應位置，生產符合需求的油脂。而以化學法進行交酯化反應，因過程中三酸甘油酯上的脂肪醯基是經隨機方式重排後改變其鍵結位置，故產物種類雜亂且無規則可循。利用植物油或動物油交酯化製備可可脂替代品、人 造奶油、酥油及具保健成分 EPA 或 DHA 的特殊油脂等
  3. 油脂的部分氫化是相當重要的步驟，其主要的功用如下：
          (1) 將液態油脂轉化成室溫下呈固態的油脂，改善其作用與功能
          (2)增加油脂的穩定性
          (3)經氫化的油脂較不易產生聚合物，故適合做為油炸油

        反式脂肪酸對於人體有負面效應，有增加膽固醇與心血管疾病的風險，各國均爭相研究低
        反式或零反式脂肪酸的製造技術：

          (1)嚴格掌控油脂部分氫化的反應條件，例如：高壓、低溫、高氫濃度及觸媒特性，使反
               式脂肪酸含量維持在最低限度 
          (2)改用昂貴的貴金屬 
          (3)採用超臨界流體 
          (4)採用交酯化反應

資料來源

氫化食物油成健康殺手 - NKNU

衛生福利部


參考文獻
食品化學/張為憲等編著.--初版.--台北:華香園




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