第二節(jié)　脂類物質(zhì)

脂類是存在于生物體或食品中，微溶于水而能溶于有機(jī)溶劑的一類化合物的總稱。脂類既是人體組織的重要組成成分，也是人體所需要的重要營養(yǎng)物質(zhì)，在供給人體能量方面起著重要作用。

一、脂肪的分類

脂類是脂肪和類脂的總稱，主要有甘油三酯、磷脂和固醇類。食物中的脂類95%是甘油三酯，5%是其他脂類，而在人體儲存的脂類中，甘油三酯高達(dá)99%，因此通常稱脂類為脂肪。

（一）甘油三酯

甘油三酯也稱為脂肪或中性脂肪，由一分子甘油和三分子脂肪酸組成，其結(jié)構(gòu)見圖3-3。室溫下呈液態(tài)的酰基甘油稱為油，室溫下呈固態(tài)的稱為脂。油和脂在化學(xué)上沒有本質(zhì)區(qū)別，只是物理狀態(tài)上的差異。植物來源的酰基甘油多為油（可可脂例外），而動物來源的酰基甘油多為脂（魚油例外）。

（二）類脂

1.磷脂

磷脂是指三酰甘油用一個或兩個脂肪酸被含磷酸的其他基團(tuán)取代而形成的一類物質(zhì)，分為甘油磷脂與鞘磷脂兩大類，分別由甘油和鞘氨醇構(gòu)成。甘油磷脂與營養(yǎng)有關(guān)，常見的有磷脂酰膽堿、磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺等。磷脂酰膽堿也稱為卵磷脂，由一個含磷酸膽堿的基團(tuán)取代三酰甘油中的一個脂肪酸而構(gòu)成，是構(gòu)成細(xì)胞膜的主要成分。

2.糖脂

糖脂（Glycolipid）是一類含有糖基的脂質(zhì)，由糖的半縮醛羥基通過糖苷鍵與脂質(zhì)相連而成，其非脂部分為糖基，脂部分為鞘氨醇或甘油。糖脂可根據(jù)脂部分的構(gòu)成而再分為鞘糖脂與甘油糖脂。糖脂是構(gòu)成細(xì)胞膜所必需的類脂。

3.固醇類

固醇（Sterols）又稱為甾醇，是一類由3個己烷環(huán)及一個環(huán)戊烷稠合而成的環(huán)戊烷多氫菲衍生物，廣泛存在于動植物食品中，包括動物固醇和植物固醇。膽固醇（圖3-4）是一種重要的固醇，廣泛存在于動物體的血液、脂肪、腦髓及神經(jīng)組織中。

膽固醇不僅參與形成細(xì)胞膜，經(jīng)代謝還能轉(zhuǎn)化為膽汁酸、類固醇激素、7-脫氫膽固醇，并且7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射就會轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D3，但機(jī)體中膽固醇含量過高是有害的。

（三）脂肪酸

脂肪酸是一類具有長碳?xì)滏満鸵粋€羧基末端的有機(jī)化合物的總稱。自然界中的脂肪酸主要以酯或酰胺形式存在于各種脂類中，以游離形式存在的極少。脂肪酸的種類很多，具體分類見表3-1。不同脂肪酸之間的區(qū)別主要在于碳鏈長度、雙鍵數(shù)目、位置、構(gòu)型以及其他取代基團(tuán)的數(shù)目和位置。

1.脂肪酸的分類

（1）按脂肪酸的碳鏈長度分類：根據(jù)碳原子數(shù)目的不同，可分為長鏈脂肪酸（14～24碳）、中鏈脂肪酸（8～12碳）和短鏈脂肪酸（6碳以下）。

（2）按脂肪酸的飽和度分類：根據(jù)不飽和雙鍵數(shù)目的不同，可分為飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸。單不飽和脂肪酸的碳鏈中只含有一個不飽和雙鍵，如油酸、芥酸、棕櫚油酸等；多不飽和脂肪酸的碳鏈中含有2個或2個以上不飽和雙鍵，如二十二碳六烯酸（DHA）、花生四烯酸（AA）和二十碳五烯酸（EPA）。

（3）按脂肪酸的空間結(jié)構(gòu)分類：根據(jù)空間結(jié)構(gòu)的不同，脂肪酸可分為順式脂肪酸和反式脂肪酸。在以雙鍵結(jié)合的不飽和脂肪酸中，若脂肪酸均在雙鍵的一側(cè)為順式（Cis），而在雙鍵的不同位置為反式（Trans）。天然油脂中的不飽和脂肪酸大部分為順式，只有牛、羊等的反芻動物的脂肪和乳汁中存在少量的反式脂肪酸。反式脂肪酸主要來自經(jīng)過部分氫化的植物油，其過量攝入會危害人體健康。

表3-1　常見的脂肪酸

2.必需脂肪酸

人體除從食物中攝取脂肪酸以外，還能夠自身合成多種脂肪酸。必需脂肪酸（Essential fatty acid, EFA）是指人體不可缺少而自身又不能合成，必須通過食物供給的脂肪酸。目前，被確認(rèn)是人體必需脂肪酸的是n-6系列中的亞油酸和n-3系列中的α-亞麻酸，人體可利用亞油酸和α-亞麻酸合成花生四烯酸（AA）、二十二碳六烯酸（DHA）等其他不飽和脂肪酸。

二、脂肪的性質(zhì)

（一）脂肪的物理性質(zhì)

1.水溶性

脂肪一般不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑如乙醚、石油醚、氯仿、二硫化碳、四氯化碳、苯等。脂肪的比重小于1，故浮于水面上。脂肪雖不溶于水，但經(jīng)膽酸鹽的作用而變成微粒，就可以和水混勻，形成乳狀液。

2.熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)

天然油脂是甘油三酯等的混合物，不是純物質(zhì)，由于各種甘油三酯的熔點(diǎn)高低不同，沒有確定的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)，一般在40～55℃之間。熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)與組成油脂的脂肪酸有關(guān)，含飽和脂肪酸較多的油脂其熔點(diǎn)范圍較高，含不飽和脂肪酸較多的油脂則其熔點(diǎn)范圍較低。除棕櫚果、椰子和可可豆等熱帶植物油在室溫下是固體以外，所有的植物油在室溫下是液體。動物性脂肪在室溫下是固體，并且熔點(diǎn)較高。

3.氣味

天然油脂都有一定的特有氣味。油脂氣味可以反映油脂的品質(zhì)變化，長期存儲的油脂因酸敗而帶有“哈喇味”，可常用物理法或化學(xué)法進(jìn)行脫臭處理。

4.密度和相對密度

油脂在單位體積內(nèi)的質(zhì)量稱為油脂的密度。油脂在20℃時密度與水在4℃時的密度之比稱為油脂的相對密度。油脂的相對密度小于1，一般在0.9～0.95之間。油脂的密度和相對密度均與溫度成反比，油脂密度隨溫度的變化為每增加1℃其密度降低0.00064。

5.折射率

折射率是油脂及脂肪酸的一個重要物理常數(shù)，不同的油脂所含脂肪酸不同，其折射率也不相同。折射率是鑒定油脂的類型及質(zhì)量最簡便的方法。油脂的折射率隨分子量增大而增大，隨雙鍵的增加而升高；共軛不飽和脂肪酸比同類非共軛不飽和脂肪酸有更高的折射率。

6.介電常數(shù)

介電常數(shù)是反映油脂分子極大小的數(shù)據(jù)。未加熱的新鮮油脂的介電常量都在2.9～3.0之間；被加熱或是煎炸食品后，油脂介電常量增加，說明其中極性成分總含量升高。

7.黏度

黏度是分子間內(nèi)摩擦力的一個量度。油脂具有較高的黏度，油脂的黏度隨溫度增高而降低。在制油過程中，對料坯進(jìn)行加熱蒸炒，其目的就是降低油脂黏度和增加油脂流動性，從而提高出油率。

8.沸點(diǎn)和蒸氣壓

沸點(diǎn)和蒸氣壓是油脂最重要的物理常數(shù)之一。脂肪酸及其酯類的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椋焊视腿ィ靖视投ィ靖视鸵货ィ局舅幔局舅岬牡图壱辉减ァ８视王サ恼魵鈮嚎偸堑陀谥舅岬恼魵鈮骸Ｓ椭姆悬c(diǎn)在300℃以上，而油脂在溫度達(dá)到沸點(diǎn)前就會分解。

（二）脂肪的化學(xué)性質(zhì)

1.水解作用

脂肪能在酸、堿或脂肪酶的作用下水解為脂肪酸及甘油。

2.皂化作用

脂肪中脂肪酸和甘油結(jié)合的酯鍵容易被氫氧化鉀或氫氧化鈉水解，生成甘油和水溶性的脂肪酸鹽。工業(yè)上利用這種水解反應(yīng)制造肥皂，因此稱為皂化反應(yīng)。1g油脂完全皂化所需氫氧化鉀的毫克（mg）數(shù)稱為皂化值，通過化皂值，可以求出脂肪的分子量。皂化值可以說明脂肪中脂肪酸碳鏈的長短。脂肪酸碳鏈越短，皂化值越高。

3.加氫作用和加碘作用

油脂不飽和脂肪酸含有的不飽和鍵可發(fā)生加成反應(yīng)，包括加氫作用和加碘作用。含有不飽和脂肪酸的油脂，在鎳、鈀等金屬催化劑作用下可以加氫，其所含的雙鍵可因加氫而變?yōu)轱柡椭舅幔凶鲇椭臍浠Ｈ嗽禳S油就是一種加氫的植物油。不飽和雙鍵上還可以和鹵素發(fā)生加成反應(yīng)。脂肪分子中的不飽和雙鍵可以加碘，每100g脂肪所吸收碘的克數(shù)稱為碘價。根據(jù)碘價可判斷脂肪中脂肪酸的不飽和程度。脂肪所含的不飽和脂肪酸越多或不飽和脂肪酸所含的雙鍵越多，碘價越高。

4.氧化反應(yīng)

油脂暴露于空氣中會自發(fā)地進(jìn)行氧化作用，生成的過氧化物、低級醛、酮、羧酸等物質(zhì)具有令人不快的酸臭味，從而使油脂發(fā)生酸敗。發(fā)生酸敗的油脂喪失了營養(yǎng)價值，甚至變得有毒。飽和脂肪酸及其酯，不易發(fā)生氧化反應(yīng)，但在光照、加熱等條件下也能緩慢氧化成氫過氧化物，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成醛類或羥基酸等。另外，不飽和油脂的碳碳雙鍵可以氧化成環(huán)氧化物，如環(huán)氧豆油、環(huán)氧棉籽油等。油脂環(huán)氧化物可以用作塑料的穩(wěn)定劑。

三、脂類的生理功能

脂類是人體必需營養(yǎng)素之一，它與蛋白質(zhì)、碳水化合物是產(chǎn)能的三大營養(yǎng)素，在供給人體能量方面起著重要作用；脂類也是構(gòu)成人體細(xì)胞的重要成分，如細(xì)胞膜、神經(jīng)髓鞘膜都必須有脂類參與構(gòu)成。其主要生理功能如下：

（一）脂類是人體組織的重要組成成分

脂肪在人體內(nèi)占體重的10%～14%，類脂中的磷脂、膽固醇與蛋白質(zhì)結(jié)合成脂蛋白，構(gòu)成了細(xì)胞的各種膜，如細(xì)胞膜、核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、葉綠體等，也是構(gòu)成腦組織和神經(jīng)組織的主要成分。膽固醇在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為膽汁酸鹽、維生素D3、腎上腺皮質(zhì)激素及性激素等多種有重要生理功能的類固醇化合物。

（二）供給和貯存熱能

脂肪是人體熱能的主要來源，一般合理膳食的總能量有20%～30%由脂肪提供。每克脂肪在體內(nèi)可釋放37.62kJ能量，比碳水化合物和蛋白質(zhì)高1倍以上。脂肪也是儲存熱能的重要組織，脂肪所占空間較小，可在腹腔空隙、皮下等處大量儲存。當(dāng)人在饑餓時首先動用脂肪補(bǔ)充熱能，以避免體內(nèi)蛋白質(zhì)的消耗。

（三）供給必需脂肪酸

必需脂肪酸是細(xì)胞的重要構(gòu)成物質(zhì)，在體內(nèi)具有多種生理功能。必需脂肪酸參與構(gòu)成細(xì)胞和線粒體膜、參與膽固醇代謝并合成前列腺素等激素，具有促進(jìn)發(fā)育、防止心血管疾病、改善心肺功能、維持皮膚及毛細(xì)血管的健康、促進(jìn)膽固醇代謝、防治冠心病、調(diào)節(jié)生殖機(jī)能等主要生理功能。

（四）促進(jìn)脂溶性維生素的吸收

脂肪是脂溶性維生素的溶媒。維生素A、維生素D、維生素E、維生素K等脂溶性維生素均不溶于水，只有溶解于脂肪時才能被人體吸收。

（五）對人體的保護(hù)功能

脂肪是器官、關(guān)節(jié)和神經(jīng)組織的隔離層，并可作為填充襯墊，避免各組織相互間機(jī)械磨擦，從而支持和保護(hù)體內(nèi)各種重要器官，如腹腔脂肪、皮下脂肪等。脂肪在皮下適量儲存，可滋潤皮膚，增加皮膚的彈性，充盈營養(yǎng)物質(zhì)，延緩皮膚衰老。脂肪導(dǎo)熱性差，可以防止體內(nèi)熱量散發(fā)，從而維持體溫。

（六）增加飽腹感和改善食品感官性狀

脂類在胃中停留時間較長，一次進(jìn)食50g脂肪需經(jīng)4～6小時才能從胃中排空，脂肪進(jìn)入十二指腸可刺激產(chǎn)生腸抑胃素而抑制腸道蠕動，因而可增加飽腹感。烹調(diào)食物時加入脂肪，可以改善食品的色澤和風(fēng)味，給人以良好的感觀性狀，增進(jìn)食欲。