脂肪酸及蜡

1.中性脂肪

人体内储存的脂肪与食物中大部分脂肪都是中性脂肪，构成中性脂肪的组分是甘油和脂肪酸，脂类是人体必需的一类重要成分。

甘油是一种三元醇，含三个羟基，化学式为C3H5（OH）3。甘油结构式如图4-30所示。

图4-30　甘油

图4-31　三酰基甘油（甘油三酸酯）的合成

甘油与三个脂肪酸化合，在酶催化下经脱水就得到中性脂肪，如图4-31所示。

中性脂肪在脂肪酶作用下，又能被分解回脂肪酸和甘油：

甘油三酯的化学性质主要由它分子中的R基团所决定，不同饱和度的R就使得甘油三酯的饱和度也不同，高度不饱和的脂肪大多为液态，如菜油、橄榄油；而R高度饱和的脂肪则为固体，例如牛油。人体储存的脂类中甘油三酯高达99%。

甘油三酯的分子体积庞大，不容易被肠道吸收，由胰腺释放到肠道的脂肪酶就将甘油三酯分解成脂肪酸和甘油，使它们变小，就容易穿过肠道壁被吸收。一旦它们进入肠道细胞，脂肪酸和甘油又会重新复合成甘油三酯并被释放到血液中。在抵达脂肪细胞时又会再次被分解，穿过脂肪细胞膜后，再重新复合成甘油三酯而储存。对于这些复杂的大分子，人体采取了这种曲折变换的吸收、传输和储存的过程，生命的过程是何等美妙！

2.脂肪酸

人在遇到饥饿或压力时，激素会激活脂肪细胞中的脂肪酶，将储存的甘油三酯转变回脂肪酸和甘油，然后它们被释放到血液中得到利用。除了脑细胞之外，身体的所有细胞在饥饿缺乏能量时都使自己适应于利用脂肪酸，脂肪酸同葡萄糖一样可转化成ATP的能量形式。事实上，能刺激甘油三酯裂解的激素在大脑内却是无效的。人的大脑由于不具备像身体其他部位那样的利用脂肪酸的能力，它只有利用葡萄糖。甘油三酯裂解后的另一产物——甘油，则循环至肝脏，肝脏将其通过另一条生物化学途径转化成葡萄糖以供养大脑。就这样，当养料缺乏时，身体的其他部分可依赖于脂肪酸，而大脑只能依靠它所需要得到的葡萄糖。

脂肪酸可分成两类：一类是分子内不带碳碳双键的饱和脂肪酸，如硬脂酸、软脂酸等；另一类是分子内带有一个或几个碳碳双键的不饱和脂肪酸，最常见的有油酸，油酸的碳链中只有一个碳碳双键，所以又叫单不饱和脂肪酸。一般脂肪酸化合物的碳链都较短，其长度一般在18～36个碳原子，最少的就是12个碳原子，如月桂酸。不管饱和的或不饱和的，生物体内脂肪酸的碳原子数大多是偶数，极少含有奇数碳原子，尤其是在高等动植物体内主要存在12碳以上的高级脂肪酸，一般在14～24个碳，以16和18碳脂肪酸最为常见。奇数碳原子脂肪酸仅在一些植物、反刍动物、海洋生物、石油酵母等体内部分存在。

含有多量饱和脂肪酸的甘油三酯在常温时往往是固体，例如牛油、羊油等，大多属动物脂肪。含有较多不饱和脂肪酸的甘油三酯在常温时往往是液体，例如玉米油、菜油等。植物和鱼类的油大多是不饱和脂肪酸的甘油酯。

动物体内不能合成带有2～4个双键的不饱和脂肪酸，必须从食物中取得，因而这些脂肪酸就叫必需脂肪酸，也有人叫它维生素F。虽然已认为它们能降低血液中的胆固醇，但还没有证据能证明人会因为食物中缺乏这些脂肪酸而引起疾病。微生物中也含有不饱和脂肪酸，蓝细菌最独特之处是含有两个或多个双键组成的不饱和脂肪酸，而细菌通常只含有饱和脂肪酸和一个双键的不饱和脂肪酸。部分天然脂肪酸见表4-2。

表4-2　某些天然脂肪酸

表4-2中不饱和脂肪酸的双键分布如下：

油酸CH3（CH2）7CHCH（CH2）7COOH

亚麻酸CH3CH2CHCHCH2CHCHCH2CHCH（CH2）7COOH

必需脂肪酸又有两种：

一种是亚油酸。它进入人体后，会在酶的催化下转化成γ-亚麻酸和花生四烯酸。亚油酸、γ-亚麻酸和花生四烯酸被统称为ω-6脂肪酸（ω-6表示其第一个双键位于长链末端数起的第6个碳原子上），在人类的食物中较常见。一个人每天只要能获得5克与亚油酸相类似的脂肪酸，就能使皮肤保持较好的状态。其中，花生四烯酸是人体中含量最高、分布最广的，尤其在脑和神经组织中，它要占到总多不饱和脂肪酸含量的40%～50%，在神经末梢中高达70%，在血浆中的含量也很高。

另一种是α-亚麻酸。它进入人体后，在同一种酶的催化下转化成EPA（二十碳五烯酸）和DHA（廿二碳六烯酸）。α-亚麻酸、EPA和DHA被统称为ω3脂肪酸，其第一个双键位于长链末端数起的第3个碳原子上，近年来的研究多认为它们对人的健康有重要作用。由于在人类膳食中较少摄入，因此联合国粮农组织、世界卫生组织联合发表声明要在世界范围内推广ω3系列不饱和脂肪酸。

根据双键位置的不同，多不饱和脂肪酸除了两种必需脂肪酸外，还有一种是人体能合成的ω-9脂肪酸（油酸）。

已有许多研究结果将高脂饮食、血胆固醇含量和心脏病发病率这三者紧密地联系在一起。引起心血管疾病的重要因素之一是人体过多食用了存在于肉类、奶制品及一些热带作物的油中的饱和脂肪酸。与其相反的是不饱和脂肪酸却具有降血脂、防止血管硬化和冠心病的功能，它还是细胞膜结构的必要成分。另外单不饱和脂肪酸是中性酸，既不升高也不降低总胆固醇水平。

在那些人群中血胆固醇平均含量偏高的国家、地区，心脏病是导致死亡的头号疾病，而在那些血胆固醇平均含量较低的国家、地区，却很少有人患心脏病。那些心脏病风险高的国家、地区，其饮食中往往含有大量的脂肪。但是，人们也注意到，有些国家、地区的饮食中也含有较高的脂肪，而心脏病发病率却很低，例如希腊人和爱斯基摩人，这是为什么呢？20世纪70年代，科学家在调查到爱斯基摩人很少患冠心病时发现，他们的血清中胆固醇、β-脂蛋白、甘油三酯的含量都很低，而α-亚麻酸、EPA和DHA的浓度却很高，原来是他们的膳食中摄入了大量的海鱼，海鱼中富含ω-3，而ω-3有较强的调整血脂作用和扩张血管及抗血栓形成作用。已知在中国海洋鱼类的油脂中，黄鱼的DHA占到10.05%，带鱼占到11.17%，海鳗占到11.93%。

在大脑中，DHA占大脑脂质的10%，是大脑灰质中脂肪的主要成分，占所有ω-3脂肪酸的95%，它是脑神经不可缺少的成分，DHA不足会造成脑神经发育障碍。在视网膜光受体中，DHA占总脂肪酸的60%，也就是说，每个视紫质分子周围都由富含DHA的磷脂分子包围着，DHA是维持视紫红质正常功能所必需，它使视网膜色素分子提高了视觉敏锐性，并有助于大脑中的神经传递，所以能够转化成DHA的亚麻酸对增强视力有良好作用。此外，DHA还可提高儿童的学习机能，增强记忆，所以缺乏亚麻酸对调节注意力和认知过程也有不良影响，这可能与大脑中的多巴胺和5-羟色胺发生改变有关。

研究显示，红血球中DHA含量低会导致健康的老年人认知能力下降；而足量DHA能降低患阿兹海默症的风险，并能减缓老年黄斑变性的发展，这种发展是导致失明的主要原因。哺乳母亲母乳中的天然DHA对婴儿的大脑和眼睛的发育有重要作用。有研究显示，喂养DHA强化奶粉的婴儿与喂养非强化奶粉的婴儿相比，前者不仅智商高出7个百分点，而且具有更好的视觉功能。

不饱和脂肪酸对人体健康虽然很重要，但它也有易产生脂质过氧化反应的缺点，因而会产生氧自由基等物质，对细胞和组织产生一定的损伤。此外，ω-3多不饱和脂肪酸还有抑制免疫功能的作用。因此，必须同时考虑饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸三者间的合适比例。可是在如今普遍的膳食中，ω-6的含量大约是ω-3的14～20倍，有的竟高达30倍。世界卫生组织推荐ω-6∶ω-3应该＜6∶1。据认为摄入比率适当的必需脂肪酸，就能降低心血管疾病、癌症、自身免疫性疾病、抑郁症等很多疾病的发病概率。世界卫生组织和联合国粮农组织在1977年对人体饮食结构中三种脂肪酸的摄入比例推荐为1∶1∶1。

常见的植物油如玉米油、红花籽油、棉籽油、葵花籽油中富含ω-6脂肪酸（见表4-3），植物性食物中以坚果类（如花生、核桃、瓜籽、榛子、葵花籽等）含脂肪量较高，最高可达50%以上，其脂肪组成多以亚油酸为主；而ω-3则较多存在于海味、绿叶蔬菜、鱼类、加拿大油菜籽油及核桃中。

表4-3　常见食用油中的ω-3脂肪酸和ω-6脂肪酸的含量（%）

常见食用油中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸以及多不饱和脂肪酸中ω-3脂肪酸和ω-6脂肪酸的含量列于表4-3中。

除了油脂外，还有很多食品中含有脂肪，其中营养价值较高的是禽蛋的蛋黄。据国外科学家测定，各种禽蛋，包括鸡蛋、鸭蛋、鹌鹑蛋、鸽蛋乃至鸵鸟蛋等，它们蛋黄中的脂肪酸比例都非常相似。其中饱和脂肪酸占28%～30%，单不饱和脂肪酸占46%～47%，多不饱和脂肪酸约占23%～26%。这就是说，鸡蛋的脂肪酸构成很接近于1∶1∶1，比较合理，而且单不饱和脂肪酸含量比大豆油、葵花籽油、玉米胚芽油等都高得多，所以说，蛋类的脂肪应是真正的好脂肪。蛋黄中还有少量的ω-3脂肪酸，其中鹌鹑蛋最富含ω-3多不饱和脂肪酸，ω-6∶ω-3为5.6，而鸡蛋的该比值超过10。蛋黄中ω-3脂肪酸的含量会受到饲料的影响。

不饱和脂肪酸虽然对人体有好处，但它也不全是这样。我们已知道，根据碳链上氢原子的位置，不饱和脂肪酸可以分成两种：如果氢原子都位于同一侧，叫作“顺式脂肪酸”，链的形状曲折；如果氢原子位于两侧，叫作“反式脂肪酸”，是直链，如图4-32所示。

图4-32　顺式与反式脂肪酸

食物中的不饱和脂肪酸主要是顺式的，动物脂肪中有一小部分是反式的。食品工业上常用化学方法对植物油进行加工，通过氢化作用给多不饱和脂肪酸加上氢原子，新加入的氢原子位于两侧，变成了反式脂肪酸。市场上的人造黄油、人造奶油、植物奶油、麦淇淋、氢化植物油等，都是反式脂肪。其特点是比较热稳定、耐高温，不易变质、存放更久，性质类似于饱和脂肪酸，原因是双键两侧基团分布均衡。顺式则因为大小基团不均衡分布而导致双键的不稳定。反式脂肪因此被食品生产商广泛用于生产点心、饼干、面包、蛋糕、炸薯条等食品中。另外，食用油在经多次高温煎炸重复使用后，所形成的反式脂肪也会逐步递增。科学家发现，反式脂肪酸对心血管系统的不利影响比饱和脂肪酸严重5～6倍。一般人体摄入的脂肪约7天后排出体外，而反式脂肪则长达51天才能分解、排出。这类脂肪不仅难以排出体外，容易造成肥胖，还会使高密度脂蛋白（HDL）减少，低密度脂蛋白（LDL）增加，从而促进动脉硬化发展过程，引致血管内斑块形成，严重者导致血管梗死。因此，长期大量食用反式脂肪，容易导致高血压、脑卒中、糖尿病、冠心病、代谢综合征等慢性病的发生发展，加速衰老，还会增加乳腺癌的发病概率。据报道，美国哈佛大学医学院经过研究发现：反式脂肪酸摄入与罹患冠心病的危险显著相关，即使每天摄入体内的反式脂肪酸不超过5克，患心脏病的风险也将增加25%。

广被推崇的橄榄油是一种单不饱和脂肪，它确实要比饱和脂肪更健康。但是在烹饪时，这种单不饱和脂肪在加热到冒烟时，就会变成不健康的反式脂肪。一般来说，普通橄榄油（特别精制的例外）的冒烟温度要比花生油之类的冒烟温度（烟点）低（见表4-4）。因此，英国营养学专家建议，最好别用橄榄油加热烹调，而它适合于冷餐。如用于烹调，它并不比葵花籽油和花生油更健康。令人不解的是由于进口价格高，近来它作为一种礼品流传开来，再加上进口商大力做广告，橄榄油似乎已成了最佳食用油了。其实不然，首先它的组成并不符合联合国粮农组织提倡的1∶1∶1的比例，单不饱和脂肪酸占了绝大部分；其次橄榄油的烟点较低，不适宜煎炸，高温下很容易转变成反式饱和脂肪酸。

表4-4　各种食用油的烟点和熔点

另外一个更令人困惑的问题是，尽管大多数人都认同了多不饱和脂肪酸中的ω-3脂肪酸对人体健康的重要性，可2006年3月，有两个研究团队在《英国医学杂志》上发表了对于先前研究工作不同的看法。他们指出该项研究并没有发现长链ω-3脂肪酸对于减少心脏病发病率和死亡率的整体功效，虽然此前的一部分研究显示总体死亡率有14%的减少，但并未达到统计学意义。2008年美国的《生活信息》杂志又报道了一项最新的大型研究，在新的研究中显示，科学家们没有找到任何证据，可以证明ω-3脂肪酸对健康有益。该研究还考查了3000多名男性的健康资料，结果有了一个惊人的发现——资料显示，经常服用鱼油的人，因心脏病导致死亡的概率反而比不服用的人更高。在这之前，英国营养组织在伦敦的一次会议上也提交过一份报告，布里斯托尔大学的一位教授专门对鱼油做了调查，他的结论是，没有确凿证据表明ω-3可以改善情绪和提高认知能力。

在营养学中，类似这种相互对立的“专家权威”的说法已是司空见惯的了，这就清楚地表明：其实，至今我们人类还没有真正地完全了解我们身体中（包括食品中）所存在着的、所需要的各种化合物。

3.蜡

长链一元醇与长链脂肪酸形成的酯质叫作蜡，又叫酯蜡，在化学结构上不同于由甘油（三元醇）构成的脂肪。蜡是具有某些类似油脂性状的不溶于水的固体，具有一定的润滑作用。温度稍高时变软乃至融化，加热后容易液化或者气化，易燃烧。蜡质的碳链都较长，有的甚至有60个碳原子，所以分子很大。蜡存在于皮肤、毛皮、羽毛、植物叶片、果实以及许多昆虫的外骨骼的表面，其功能是作为生物体对外界环境的保护层。

常见的植物蜡有巴西棕榈蜡、甘蔗蜡、月桂蜡、蓖麻籽蜡、漆蜡、花旗松蜡等几种。植物蜡常被用于化妆品，特别是在唇膏中，因为它具有低熔点（25℃～40℃）的优点。

许多水果表面本身就带有一层果蜡，例如苹果的果蜡，它可有效地防止外界微生物、农药等入侵。市场上有一些高档苹果上面带有的“蜡”，是人工加上去的食用蜡，这种“人工果蜡”其实是一种壳多糖物质，其作用主要是用来保鲜，直接用热水冲洗即可去掉。但市场上有一些不法小贩使用工业蜡给水果打蜡，其工业原料中可能含的汞、铅就易通过果皮渗透进果肉，给人体带来危害。因此，在挑选打蜡水果时，可用手或餐巾纸擦拭水果表面，如能擦下淡淡的红色，这很有可能就是工业蜡。

动物蜡常见的有虫蜡、蜂蜡、鲸蜡、羊毛蜡等，在工农业生产和日用工业品中都有极其广泛的用途。在昆虫分泌的蜡质中以及植物的根、茎、叶、壳、籽仁的脂质中，有着天然存在的二十八烷醇。1949年，美国伊利诺斯大学的T.K.Cureton博士从小麦胚芽中发现二十八烷醇，经研究它已被公认是抗疲劳的生理活性物质。它还广泛分布于动物的表皮和内脏，存在于人体和动物体的皮脂和脏器脂质中。