第二节　脂类物质

脂类是存在于生物体或食品中，微溶于水而能溶于有机溶剂的一类化合物的总称。脂类既是人体组织的重要组成成分，也是人体所需要的重要营养物质，在供给人体能量方面起着重要作用。

一、脂肪的分类

脂类是脂肪和类脂的总称，主要有甘油三酯、磷脂和固醇类。食物中的脂类95%是甘油三酯，5%是其他脂类，而在人体储存的脂类中，甘油三酯高达99%，因此通常称脂类为脂肪。

（一）甘油三酯

甘油三酯也称为脂肪或中性脂肪，由一分子甘油和三分子脂肪酸组成，其结构见图3-3。室温下呈液态的酰基甘油称为油，室温下呈固态的称为脂。油和脂在化学上没有本质区别，只是物理状态上的差异。植物来源的酰基甘油多为油（可可脂例外），而动物来源的酰基甘油多为脂（鱼油例外）。

（二）类脂

1.磷脂

磷脂是指三酰甘油用一个或两个脂肪酸被含磷酸的其他基团取代而形成的一类物质，分为甘油磷脂与鞘磷脂两大类，分别由甘油和鞘氨醇构成。甘油磷脂与营养有关，常见的有磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺等。磷脂酰胆碱也称为卵磷脂，由一个含磷酸胆碱的基团取代三酰甘油中的一个脂肪酸而构成，是构成细胞膜的主要成分。

2.糖脂

糖脂（Glycolipid）是一类含有糖基的脂质，由糖的半缩醛羟基通过糖苷键与脂质相连而成，其非脂部分为糖基，脂部分为鞘氨醇或甘油。糖脂可根据脂部分的构成而再分为鞘糖脂与甘油糖脂。糖脂是构成细胞膜所必需的类脂。

3.固醇类

固醇（Sterols）又称为甾醇，是一类由3个己烷环及一个环戊烷稠合而成的环戊烷多氢菲衍生物，广泛存在于动植物食品中，包括动物固醇和植物固醇。胆固醇（图3-4）是一种重要的固醇，广泛存在于动物体的血液、脂肪、脑髓及神经组织中。

胆固醇不仅参与形成细胞膜，经代谢还能转化为胆汁酸、类固醇激素、7-脱氢胆固醇，并且7-脱氢胆固醇经紫外线照射就会转变为维生素D3，但机体中胆固醇含量过高是有害的。

（三）脂肪酸

脂肪酸是一类具有长碳氢链和一个羧基末端的有机化合物的总称。自然界中的脂肪酸主要以酯或酰胺形式存在于各种脂类中，以游离形式存在的极少。脂肪酸的种类很多，具体分类见表3-1。不同脂肪酸之间的区别主要在于碳链长度、双键数目、位置、构型以及其他取代基团的数目和位置。

1.脂肪酸的分类

（1）按脂肪酸的碳链长度分类：根据碳原子数目的不同，可分为长链脂肪酸（14～24碳）、中链脂肪酸（8～12碳）和短链脂肪酸（6碳以下）。

（2）按脂肪酸的饱和度分类：根据不饱和双键数目的不同，可分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸。单不饱和脂肪酸的碳链中只含有一个不饱和双键，如油酸、芥酸、棕榈油酸等；多不饱和脂肪酸的碳链中含有2个或2个以上不饱和双键，如二十二碳六烯酸（DHA）、花生四烯酸（AA）和二十碳五烯酸（EPA）。

（3）按脂肪酸的空间结构分类：根据空间结构的不同，脂肪酸可分为顺式脂肪酸和反式脂肪酸。在以双键结合的不饱和脂肪酸中，若脂肪酸均在双键的一侧为顺式（Cis），而在双键的不同位置为反式（Trans）。天然油脂中的不饱和脂肪酸大部分为顺式，只有牛、羊等的反刍动物的脂肪和乳汁中存在少量的反式脂肪酸。反式脂肪酸主要来自经过部分氢化的植物油，其过量摄入会危害人体健康。

表3-1　常见的脂肪酸

2.必需脂肪酸

人体除从食物中摄取脂肪酸以外，还能够自身合成多种脂肪酸。必需脂肪酸（Essential fatty acid, EFA）是指人体不可缺少而自身又不能合成，必须通过食物供给的脂肪酸。目前，被确认是人体必需脂肪酸的是n-6系列中的亚油酸和n-3系列中的α-亚麻酸，人体可利用亚油酸和α-亚麻酸合成花生四烯酸（AA）、二十二碳六烯酸（DHA）等其他不饱和脂肪酸。

二、脂肪的性质

（一）脂肪的物理性质

1.水溶性

脂肪一般不溶于水，易溶于有机溶剂如乙醚、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。脂肪虽不溶于水，但经胆酸盐的作用而变成微粒，就可以和水混匀，形成乳状液。

2.熔点和凝固点

天然油脂是甘油三酯等的混合物，不是纯物质，由于各种甘油三酯的熔点高低不同，没有确定的熔点和凝固点，一般在40～55℃之间。熔点和凝固点与组成油脂的脂肪酸有关，含饱和脂肪酸较多的油脂其熔点范围较高，含不饱和脂肪酸较多的油脂则其熔点范围较低。除棕榈果、椰子和可可豆等热带植物油在室温下是固体以外，所有的植物油在室温下是液体。动物性脂肪在室温下是固体，并且熔点较高。

3.气味

天然油脂都有一定的特有气味。油脂气味可以反映油脂的品质变化，长期存储的油脂因酸败而带有“哈喇味”，可常用物理法或化学法进行脱臭处理。

4.密度和相对密度

油脂在单位体积内的质量称为油脂的密度。油脂在20℃时密度与水在4℃时的密度之比称为油脂的相对密度。油脂的相对密度小于1，一般在0.9～0.95之间。油脂的密度和相对密度均与温度成反比，油脂密度随温度的变化为每增加1℃其密度降低0.00064。

5.折射率

折射率是油脂及脂肪酸的一个重要物理常数，不同的油脂所含脂肪酸不同，其折射率也不相同。折射率是鉴定油脂的类型及质量最简便的方法。油脂的折射率随分子量增大而增大，随双键的增加而升高；共轭不饱和脂肪酸比同类非共轭不饱和脂肪酸有更高的折射率。

6.介电常数

介电常数是反映油脂分子极大小的数据。未加热的新鲜油脂的介电常量都在2.9～3.0之间；被加热或是煎炸食品后，油脂介电常量增加，说明其中极性成分总含量升高。

7.黏度

黏度是分子间内摩擦力的一个量度。油脂具有较高的黏度，油脂的黏度随温度增高而降低。在制油过程中，对料坯进行加热蒸炒，其目的就是降低油脂黏度和增加油脂流动性，从而提高出油率。

8.沸点和蒸气压

沸点和蒸气压是油脂最重要的物理常数之一。脂肪酸及其酯类的沸点由高到低的顺序为：甘油三酯＞甘油二酯＞甘油一酯＞脂肪酸＞脂肪酸的低级一元醇酯。甘油酯的蒸气压总是低于脂肪酸的蒸气压。油脂的沸点在300℃以上，而油脂在温度达到沸点前就会分解。

（二）脂肪的化学性质

1.水解作用

脂肪能在酸、碱或脂肪酶的作用下水解为脂肪酸及甘油。

2.皂化作用

脂肪中脂肪酸和甘油结合的酯键容易被氢氧化钾或氢氧化钠水解，生成甘油和水溶性的脂肪酸盐。工业上利用这种水解反应制造肥皂，因此称为皂化反应。1g油脂完全皂化所需氢氧化钾的毫克（mg）数称为皂化值，通过化皂值，可以求出脂肪的分子量。皂化值可以说明脂肪中脂肪酸碳链的长短。脂肪酸碳链越短，皂化值越高。

3.加氢作用和加碘作用

油脂不饱和脂肪酸含有的不饱和键可发生加成反应，包括加氢作用和加碘作用。含有不饱和脂肪酸的油脂，在镍、钯等金属催化剂作用下可以加氢，其所含的双键可因加氢而变为饱和脂肪酸，叫做油脂的氢化。人造黄油就是一种加氢的植物油。不饱和双键上还可以和卤素发生加成反应。脂肪分子中的不饱和双键可以加碘，每100g脂肪所吸收碘的克数称为碘价。根据碘价可判断脂肪中脂肪酸的不饱和程度。脂肪所含的不饱和脂肪酸越多或不饱和脂肪酸所含的双键越多，碘价越高。

4.氧化反应

油脂暴露于空气中会自发地进行氧化作用，生成的过氧化物、低级醛、酮、羧酸等物质具有令人不快的酸臭味，从而使油脂发生酸败。发生酸败的油脂丧失了营养价值，甚至变得有毒。饱和脂肪酸及其酯，不易发生氧化反应，但在光照、加热等条件下也能缓慢氧化成氢过氧化物，进一步转变成醛类或羟基酸等。另外，不饱和油脂的碳碳双键可以氧化成环氧化物，如环氧豆油、环氧棉籽油等。油脂环氧化物可以用作塑料的稳定剂。

三、脂类的生理功能

脂类是人体必需营养素之一，它与蛋白质、碳水化合物是产能的三大营养素，在供给人体能量方面起着重要作用；脂类也是构成人体细胞的重要成分，如细胞膜、神经髓鞘膜都必须有脂类参与构成。其主要生理功能如下：

（一）脂类是人体组织的重要组成成分

脂肪在人体内占体重的10%～14%，类脂中的磷脂、胆固醇与蛋白质结合成脂蛋白，构成了细胞的各种膜，如细胞膜、核膜、内质网、线粒体、叶绿体等，也是构成脑组织和神经组织的主要成分。胆固醇在体内可转化为胆汁酸盐、维生素D3、肾上腺皮质激素及性激素等多种有重要生理功能的类固醇化合物。

（二）供给和贮存热能

脂肪是人体热能的主要来源，一般合理膳食的总能量有20%～30%由脂肪提供。每克脂肪在体内可释放37.62kJ能量，比碳水化合物和蛋白质高1倍以上。脂肪也是储存热能的重要组织，脂肪所占空间较小，可在腹腔空隙、皮下等处大量储存。当人在饥饿时首先动用脂肪补充热能，以避免体内蛋白质的消耗。

（三）供给必需脂肪酸

必需脂肪酸是细胞的重要构成物质，在体内具有多种生理功能。必需脂肪酸参与构成细胞和线粒体膜、参与胆固醇代谢并合成前列腺素等激素，具有促进发育、防止心血管疾病、改善心肺功能、维持皮肤及毛细血管的健康、促进胆固醇代谢、防治冠心病、调节生殖机能等主要生理功能。

（四）促进脂溶性维生素的吸收

脂肪是脂溶性维生素的溶媒。维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等脂溶性维生素均不溶于水，只有溶解于脂肪时才能被人体吸收。

（五）对人体的保护功能

脂肪是器官、关节和神经组织的隔离层，并可作为填充衬垫，避免各组织相互间机械磨擦，从而支持和保护体内各种重要器官，如腹腔脂肪、皮下脂肪等。脂肪在皮下适量储存，可滋润皮肤，增加皮肤的弹性，充盈营养物质，延缓皮肤衰老。脂肪导热性差，可以防止体内热量散发，从而维持体温。

（六）增加饱腹感和改善食品感官性状

脂类在胃中停留时间较长，一次进食50g脂肪需经4～6小时才能从胃中排空，脂肪进入十二指肠可刺激产生肠抑胃素而抑制肠道蠕动，因而可增加饱腹感。烹调食物时加入脂肪，可以改善食品的色泽和风味，给人以良好的感观性状，增进食欲。