第二章 脂类化学-改

食用反式脂肪酸的危害
• 影响婴幼儿生长发育
– 使胎儿和新生儿更易患上必需脂肪缺乏症，影响生长 发育；对中枢神经系统的发育产生不良影响，抑制前 列腺素的合成，干扰婴儿生长发育。
• 促进Ⅱ型糖尿病的发生 • 易引发冠心病等心脏病 • 影响男性生育能力 • 容易发胖
WHO建议每人每天的摄取量不超过摄取的总热量的1%，大约相当 于2克。而一份炸薯条的反式脂肪酸含量大约5克。
5.人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂 类代谢紊乱有关。
第二节 油脂的结构和性质
一、甘油脂(glyceride)的结构
油脂是油（液体）和脂（固体）的总称。从化学结构来看均 为甘油和脂肪酸所组成的酯。常见的是三酰甘油（或甘油三 酯）。
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油脂结构通式
若3个脂肪酸相同者称为单纯甘油酯，不同者称为混合甘油酯。 自然界多为混合三酰甘油的混合物。 甘油三酯为中性酯，其C2常为手性碳原子，具有D-型和L-型。
二、磷脂酰胆碱（PC）
又称卵磷脂，它是分布最广的一种磷脂。
组成：磷脂酸和胆碱。R1多为饱和脂肪酸，R2是不饱和脂肪 酸，X位为胆碱（强碱性），－CH2CH2N+(CH3)3。 性质：白色蜡状固体，暴露在空气中极易吸水变成黑色胶状 物。不溶于丙酮，溶于乙醚和乙醇。两性(亲水，亲油）,极性 头部是胆碱。含有磷酸的酸性和胆碱的碱性。 分布与功能：在蛋黄、脑、精液、肾上腺和红细胞中含量最 高；在血浆中作为脂蛋白的主要成分，运输脂类和胆固醇。
在有乳化剂的存在下可与水形成稳定的乳状液；
乳化剂是一种表面活性物质，能降低水和油两相界面处的表面张力。
乳化作用(emulsification)
油脂在乳化剂（如胆汁酸盐、肥皂）的作用下变成 细小颗粒而均匀分散在水中形成稳定乳化液的过程。
脂肪需乳化后才能被肠壁细胞吸收。日常生活中， 以肥皂为乳化剂，去除油污就是乳化作用。
在高等动植物体内主要是C12以上的高级脂肪酸，多含偶数C原子；
烃链有饱和和不饱和的，也有取代基；常见饱和的：软脂酸(C16)和 硬脂酸(C18)；不饱和的：油酸、亚油酸、亚麻酸；
含单不饱和脂肪酸（单烯酸）的双键位置一般在C9～C10间，多不饱 和脂肪酸（多烯酸）常间隔3个碳原子出现一个双键；
不饱和脂肪酸具有顺反异构现象，天然的多为顺式异构体。
–Omega3的前体亚麻酸和Omega6的前体亚油酸为必需脂 肪酸。
• 亚油酸和亚麻酸分别是AA和DHA的前体。
–DHA对于脑细胞，特别是脑的神经传导和突触的生长发 育有重要作用。 –当缺乏DHA时，脑细胞形成出现故障，可能引起脑细胞 的死亡，信息不能顺利传递，使人的智力、记忆、思 维、判断等活动难以正常进行。
1.甘油（丙三醇）
用于调整人体的各种 无色无臭的粘稠液体，溶于水和乙醇，不溶于其他有机溶剂。 机能，排除人体内多 余的“垃圾”。一旦 2.脂肪酸 缺少，引发前列腺炎 症，高血脂、高血压、 含有1个烃基（含3～33个C原子，多数含有12～20个C）和末端1 血栓病、动脉粥样硬 个羧基的有机羧酸，自然界的脂肪酸多为直链。 化，风湿病，糖尿病， 皮肤粗糙、加速衰老 油脂中脂肪酸的特点： 等系列疾病。
– 人类大脑的60%是由脑结构脂构成,而AA就约占脑结构总量的40%-50%.
• AA是人体大脑和视神经发育的重要物质，对提高智力和增强 视敏度具有重要作用。
• AA具有酯化胆固醇、增加血管弹性、降低血液粘度、调节血 细胞功能等一系列生理活性。对预防心血管疾病、糖尿病和 肿瘤等具有重要功效。
• 在孕晚期及新生儿期，DHA和AA迅速集中在大脑中，人体视网 膜的感光体内也有丰富DHA，主要通过胎盘或母乳来提供。
R2OCOCH
O-
CH2—O— P—O—X O
X：胆碱，胆胺， 丝氨酸，肌醇等
磷脂中甘油的命名原则（立体专一编号，Sn表示）：
C1～C3顺序不能颠倒，C2上的-OH基一定放在左边，位于C2 上的为C1,位于C2下的为C3，这就是Sn编号，写在化合物名称 的前面。 天然存在的磷酸甘油酯均为L-型和Sn－甘油－3－磷酸。
– 其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。
• 脂肪 (fat, adipose)？
• 油脂 (grease)?
二、分类
根据脂类主要成分，可分为单酯和复酯。单酯是由各脂肪 酸和醇构成的酯；复酯是除含有脂肪酸和各种醇外，还含有 其它成分的酯，如糖脂，脂蛋白等。 脂 油 蜡
单脂
脂类
复脂
固醇脂
糖脂 磷脂 脂蛋白
皂化价（值） 完全皂化1克油脂所需的KOH的毫克数。 可推知脂肪中所含脂肪酸的平均分子量(反比关系）。 测定皂化值可检测油脂质量（是否掺有其他物质），可检测 油脂的水解程度，可指示将油脂转化为肥皂所需的碱量。
（2）加成反应
油脂分子中的不饱和双键可与氢或卤素发生加成反应，也称 氢化或卤化反应。 碘值：在卤化作用中，100克油脂与碘作用所需碘的克数。
第二章 脂类化学
卢晓英
luxy2005@swjtu. cn
西南交通大学 生物医学工程专业
第二章 脂类化学
• 第一节：概述 • 第二节：油脂的结构和性质 • 第三节：磷酸甘油酯 • 第四节：固醇类和萜类 • 第五节：生物膜
第一节 概述
一、脂类定义
• 脂类（lipid）亦为脂质或类脂，是一类低溶于 水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。
– 当选购添有DHA配方奶粉时，要注意尝奶粉味道，看产品是否出现鱼 腥味？若鱼腥味过重，说明DHA已被氧化，就不要再喂宝宝了。
• 亚油酸(LA)和亚麻酸(ALA)在母乳中比例为5～15:1
二、油脂的性质
1.物理性质
无色无味，液体或固体，呈中性，比重小于1g/cm3(一般为 0.91～0.94间）；一般不溶于水而溶于丙酮、氯仿等非极性溶剂。 无明确熔点。 脂肪酸烃链的长度和不饱和度对其性质影响很大： 凡能使两种或两种以上 互不相溶的液体(如油和 溶解度 熔点 粘度 沸点 水)能均匀地分散成乳状 碳原子数增加： ↓ ↑ ↑ ↑ 液(或称乳浊液)的物质。 不饱和度增加： ↑ ↓ ↓ ↓
–缺乏时可引发如生长发育迟缓、皮肤异常鳞屑、不育、智力障 碍等一系列症状。
• DHA有预防近视和改善视力的作用。
–如果妇女妊娠期膳食中缺乏DHA，可能会导致胎儿失明。
AA（或ARA）
• 学名二十碳四烯酸（Arachidonic Acid，AA或ARA），又名花 生四烯酸，属Omega6族长链多元不饱和脂肪酸。广泛存于人 类脑细胞和神经末梢。 • 人体含量最丰富,最为活跃和最必需的一种多不饱和脂肪酸。
例：纯橄榄油样品与碘反应，680毫克油脂吸
收578毫克碘。求样品分子中含多少双键？该样
品的碘价是多少？橄榄油的分子量是884。
（3）酸败（rancidity）与氧化作用
油脂长时间暴露在空气中，会产生难闻气味，这种现象称为酸败。 化学本质是油脂中不饱低级醛、酮、酸或衍生物，这些物质使油脂产生臭味。 光、热、湿气可加速油脂酸败。另一原因是微生物或脂肪酶可油脂水 解成低级脂肪酸，继续氧化最后产生低级酮。
卵磷脂的水解产物
反式脂肪酸（Trans Fat)
• 食物
– 油炸食品，如方便面、薯片、薯条等；
– 含有油脂尤其是人造油脂的加工食品，如方便汤、冷 冻食品（如汤圆）、烘焙食物（如饼干等）、各种即 冲型糊粉状食品（如粉状麦片、椰子粉、芝麻糊粉 等），以及各种奶油糖、花生酱、巧克力酱 ； – 起酥面包里含“起酥油”，低档巧克力含“代可可 脂”，一些面包和酥点中含“麦琪淋”，微波炉爆米 花和一些膨化食品中都含有氢化植物油； – 珍珠奶茶、咖啡伴侣主料之一就是植脂末，主要成分 是含反式脂肪的氢化油；
极性，易溶于水 称极性头，亲水 端
非极性，不易溶于水 称非极性尾，疏水端
磷脂分子含有极性头部和非极性的尾部，在水相中自发形 成脂质双分子层，这对构成生物膜结构尤为重要。
磷脂酶A1和A2分别特异地催化甘油磷脂中 C-1和 C-2位
置酯键的水解。由于磷脂酶A2作用产生高浓度的溶血磷脂可 能会破坏细胞膜，蛇毒及蜂毒是磷脂酶的最好来源，因此往 血管注射蛇毒会导致威胁生命的溶血（红细胞膜裂解）。磷 脂酶C催化甘油和磷酸之间的键的水解，生成二酰甘油和磷 酸（胆）碱。磷脂酶D催化甘油磷脂生成磷脂酸和（胆）碱。
容易氧化→ 腥臭味的胺 类物质
DHA
• 俗名脑黄金，学名二十二碳六烯酸(Docosahexaenic Acid)， 属Omega3族长链多元不饱和脂肪酸。 • 大量存在于人脑细胞中，是人脑细胞的重要组成成分。占 大脑脂肪酸的25-33%。 • DHA对大脑活动、脂肪代谢、胎儿生长、婴幼儿智力发育及 免疫功能有极大影响，DHA被称为“高智商因子”。
碘值可表示油脂中脂肪酸的不饱和度。碘值越大，油脂的不 饱和度越大。还可根据碘值变化来指示氢化反应进行的程度。 加成反应的结果使不饱和的转变为饱和脂肪酸。氢化作用通 常使液体油脂变成固体油脂。食品工业就是用此原理将棉籽油 等植物油制造为人造牛油、人造奶油等。采用卤化反应可以制 造特种脂肪。
液体油脂不便运输，易酸败，海产油脂还有臭味，可通过氢 化或卤化加以改善。
– 供给适当DHA和AA是必需的，尤其早产儿及无母乳者更为重要。
• DHA最佳食物来源是鱼类，且蛋白质属于优质蛋白，利于人体 吸收。
– 孕妇及老年人应常吃，每周不少于三次。
• DHA特别容易被氧化，其氧化产物与氨基化合物结合，生成具 有强烈腥臭味的胺类物质，鱼腥味就是这样产生的。因此， 鱼腥味的产生，是DHA氧化变质信号，并不是添加DHA标志。
三、脂类生理功能
1.贮存能量（贮存脂质）:每克脂肪氧化时可释放出38.9kJ的能 量，每克糖和蛋白质氧化释放的能量仅分别为17.2kJ和23.4kJ。
2.细胞组分（结构脂质）:是生物膜等的重要组成成分。