脂 肪
脂肪(Fat)是室溫下呈固態的油脂(室溫下呈液態的油脂稱作油),多來源於人和動物體內的脂肪組織,
是一種羧酸酯,由碳、氫、氧三種元素組成。與醣類不同,脂肪所含的碳、氫的比例較高,而氧的比例較低,所以發熱量比醣類高。
脂肪最後產生物是膽固醇(形成血栓)。脂肪組織是絕大多數脊椎動物特有的構造,可以使之一段時間不進食,而不會能量耗竭而死;
脂肪體則為昆蟲特有,主代謝類似脊椎動物的肝。
脂肪是由甘油和脂肪酸組成的三醯甘油酯,其中甘油的分子比較簡單,而脂肪酸的種類和長短卻不相同,
包括飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸。
食用脂肪是人可直接食用或烹調的油脂,主要成分是三酸甘油酯,也就是中性脂肪。
脂肪是常見的食物營養素之一,亦是三種提供能量的營養之一。
食物中的脂肪在腸胃中消化,吸收後大部分又再度轉變為脂肪。
它主要分佈在人體皮下組織、大網膜、腸繫膜和腎臟周圍等處。
體內脂肪的含量常隨營養狀況、能量消耗等因素而變動。
過多的脂肪確實可以讓我們行動不便,而且血液中過高的血脂,很可能是誘發高血壓和心臟病的主要因素。
來源
可以是直接來自動物的脂肪組織(例如豬油)、直接來自植物的含油部分(豆油)、
採用多種天然原料進行勾兌(例如沙拉油),或天然食用脂肪進行化學處理的產品(例如人造奶油)。
另外果仁脂肪含量最高,各種肉類居中,米、麵、蔬菜、水果中含量很少。
組成
均為 1甘油+3脂肪酸→1油脂+3水。
天然脂肪酸通常含有偶數個碳原子,這是由於脂肪合成的中間體為乙烯的緣故。
中性脂肪:即甘油三脂,是豬油、花生油、豆油、菜油、芝麻油的主要成分
類脂包括:
磷脂:卵磷脂、腦磷脂、肌醇磷脂。
糖脂:腦苷脂類、神經節昔脂。
脂蛋白:乳糜微粒、極低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。
類固醇:膽固醇、麥角因醇、皮質甾醇、膽酸、維生素D、雄激素、雌激素、孕激素。
不同的脂肪酸的分子結構圖 |
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飽和脂肪(硬脂酸) |
「順式」不飽和脂肪酸(油酸) |
「反式」不飽和脂肪酸(反油酸) |
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飽和的碳原子(每個碳原子與2個氫原子結合)以單鍵連接。 |
不飽和的碳原子(每個碳原子與1個氫原子結合)以雙鍵連接,「順式」結構。 |
不飽和的碳原子(每個碳原子與1個氫原子結合)以雙鍵連接,「反式」結構。 |
脂類分類
脂肪是甘油和三分子脂肪酸合成的甘油三酯。
鞘糖脂:腦苷脂類、神經節昔脂。
脂蛋白:乳糜微粒、極低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。
類固醇:膽固醇、麥角因醇、皮質甾醇、膽酸、維生素D、雄激素、雌激素、孕激素。
在自然界中,最豐富的是混合的甘油三酯,在食物中占脂肪的98%,在身體裡占如28%以上。
所有的細胞都含有磷脂,它是細胞膜和血液中的結構物,在腦、神經、肝中含量非常高,
卵磷脂是膳食和體內最豐富的磷脂之一。四種脂蛋白是血液中脂類的主要運輸工具。
生物功能
脂類是指一類在化學組成和結構上有很大差異,但都有一個共同特性,即不溶于水而易溶於乙醚、氯仿等非極性溶劑中的物質。
通常脂類可按不同組成分為五類,即單純脂、複合脂、萜類和類固醇及其衍生物、衍生脂類及結合脂類。
脂類物質具有重要的生物功能。脂肪是生物體的能量提供者。
脂類也是組成生物體的重要成分,如磷脂是構成生物膜的重要組分,油脂是機體代謝所需燃料的貯存和運輸形式。
脂類物質也可為動物機體提供溶解於其中的必需脂肪酸和脂溶性維生素。
某些萜類及類固醇類物質如維生素A、D、E、K、膽酸及固醇類激素具有營養、代謝及調節功能。
有機體表面的脂類物質有防止機械損傷與防止熱量散發等保護作用。
脂類作為細胞的表面物質,與細胞識別,種特異性和組織免疫等有密切關係。
過量表現
脂肪攝入過量將產生肥胖,並導致一些慢性病的發生;膳食脂肪總量增加,還會增大某些癌症的發生幾率。
兒童發育
(1)智力發育的基礎 腦需要8種營養素———蛋白質、脂肪、糖、維生素A、B、C、E和鈣,
按其重要性排列,脂肪排在第一位,蛋白質只排在第5位。
(2)促進視覺發育、皮膚健康 在視覺的發育過程中也離不開脂肪,缺乏必需脂肪酸會使視力發育受影響;
如果缺乏脂肪,皮膚會變得乾燥,容易發生濕疹和傷口不易癒合等;
缺乏脂肪還會使兒童生長發育遲緩,免疫力低下,容易發生感染性疾病。
(3)性發育更需要脂肪 研究發現,女嬰從誕生之日起,體內就帶有控制性別的基因,
這種基因在青春發育期來臨之前,體內脂肪儲量到達一定數量時,才能把遺傳密碼傳遞給大腦,
從而產生性激素,促使月經初潮和卵巢功能的形成。當體內脂肪少於17%時,月經初潮就不會形成;
只有體內脂肪含量超過22%時,才能維持女性正常排卵、月經、受孕以及哺乳功能。
三酸甘油酯
三酸甘油酯,亦作甘油三酸酯,為動物性油脂與植物性油脂的主要成分,
一種由一個甘油分子和三個脂肪酸分子組成的酯類有機化合物,
可以透過日常飲食攝取。
化學結構
三酸甘油酯的化學式是CH
其中R、R'、R"為烷基(alkyl)長鏈。
三個脂肪酸RCOOH、R'COOH、R"COOH可能為相同、相異或部份相異的烷基。
自然界裡的三酸甘油酯的鏈長差異很大,但是16個、18個和20個碳原子的鏈最常見。
天然的脂肪包含許多不同的三酸甘油酯,因此它們沒有固定的熔點,而是有一個非常寬的熔化溫度帶。
可可脂是少數的僅有數種三酸甘油酯的脂肪,包含棕櫚酸、油酸和硬脂酸。
因此可可脂的熔點比較固定,導致巧克力在嘴裡熔化時沒有顆粒的感覺。
在細胞裡,三酸甘油酯可以自由穿過細胞膜,原因是其無極性,與組成細胞膜的類脂雙層不產生反應。
新陳代謝
三酸甘油酯是極低密度脂蛋白和乳糜微粒的主要組成部分,
在新陳代謝過程中它作為能源和食物中的脂肪的運輸工具起了一個重要的作用。
其能量密度為醣類和蛋白質的兩倍(9大卡每克)。
在小腸內,三酸甘油酯在脂肪酶和膽汁的作用下被分解為甘油和脂肪酸後進入血管。
在血液內它重組,形成脂蛋白的組成部分。它的作用包括向細胞運輸脂肪酸。
不同的組織可以釋放脂肪酸或者吸收脂肪酸作為能源。脂肪細胞可以產生和儲藏三酸甘油酯。
假如身體需要脂肪酸作為能源時胰高血糖素會促使脂肪酶分解三酸甘油酯,釋放自由脂肪酸。
由於腦無法使用脂肪酸作為能源,三酸甘油酯中的丙三醇會被轉化為葡萄糖供腦作為能源使用。
假如腦對葡萄糖的需要大於身體內的含量時,脂肪細胞也會將三酸甘油酯分解。
疾病
在人體內高三酸甘油酯含量與動脈硬化有關,加上高血壓會提高冠狀動脈性心臟病與中風的可能性。
不過三酸甘油酯含量的影響比低密度脂蛋白(LDL)與高密度脂蛋白(HDL)比率的影響要低。
其原因可能是因為三酸甘油酯含量與HDL含量之間的反正比例關係。
高三酸甘油酯指數導致的另一個疾病是胰腺炎。
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甘油
丙三醇又稱甘油,結構簡式為HOCH
脂肪和植物油的水解
甘油三酸脂存在於脂肪和植物油中,甘油三酸脂經過鹼性水解後就會得到長鏈的羧酸鈉和甘油,
這一反應也被稱為皂化反應。
甘油的脫水反應
甘油在亞硫酸氫鉀
(KHSO3)下加熱脫水形成丙烯醛與兩分子水。
當甘油 (也稱為丙三醇)加熱至
這條路線是有吸引力的,脂肪酸經由熱電聯產形成生物柴油中產生甘油。
生產生物柴油的副產物
甘油也是酯交換法生產生物柴油過程中的副產物。
此法製得的粗甘油外觀顏色較暗,並且具有類似糖漿的粘稠度。
如圖為酯交換法生產生物柴油的原理:
用乙醇取代甘油,生成羧酸乙酯,並得到甘油。
合成甘油
合成甘油是指由不含甘油三酸酯的原料來得到的甘油。甘油可以以丙烯為原料,通過多種合成路線來製備。
其中以環氧氯丙烷為中間體的合成路線最為重要,通過丙烯的氯代來得到氯丙烯,
然後用次氯酸鹽處理,再用強鹼與之反應,得到環氧氯丙烷。
類似的合成路線還有通過丙烯醛和環氧丙烷為中間體的合成路線。
化學中間產品
甘油可用於製作油漆、樹脂、樹膠等塗料,炸藥中也含有丙三醇,也可作為玻璃紙的軟化劑。
參考資料:維基百科