任务二　脂肪的结构、性质及分类

脂肪是机体的能量储存形式，也是生物体获得能量的主要来源。人体由食物摄入的糖、脂肪等均可在肝脏、脂肪组织及小肠内合成脂肪，特别是肝脏合成脂肪能力最强。合成的脂肪可储存于脂肪组织中，机体需要时这些脂肪可被分解利用。

一、脂肪的结构与性质

1.脂肪的结构

脂肪（fat）是由1分子甘油和3分子脂肪酸通过形成酯键生成，也称为甘油三酯（triglyceride，TG）或三酰甘油（triacylglycerol，TAG）。由于不同脂肪酸的结构差异，使甘油三酯的性质也不完全相同。随脂肪酸种类和链长的不同，使脂肪在常温下呈现液态或固态。脂肪的性质主要取决于所连接的脂肪酸性质，脂肪酸一般由4～24个碳原子组成，自然界存在40多种脂肪酸。根据甘油与脂肪酸连接的数量不同，可分为甘油一酯、甘油二酯和甘油三酯，其结构见图3-1。

图3-1　甘油酯的合成与结构

如果与甘油连接的脂肪酸相同，则形成的甘油三酯称为单纯甘油酯；若不同，则称为混合甘油三酯。生物体内主要为混合甘油三酯。由于C2为手性碳原子，因此，甘油三酯有D-型和L-型之分，天然油脂常为L-型。与甘油相连的脂肪酸通常为偶数碳原子（n=16～20），多为直链脂肪酸。

2.脂肪的理化性质

（1）物理性质　纯净油脂常为无色，由于油脂溶解有色素，常呈现颜色。油脂的气味由非酯成分产生。天然油脂没有确切的熔点和沸点，一般熔点最高在40～55℃之间，与组成脂肪酸有关，熔点与脂肪的消化利用率有关。油脂沸点一般在180～200℃之间，也与脂肪酸有关。油脂的热稳定指标主要有烟点、闪点和着火点。烟点是指在避免通风并备有特殊照明的实验装置中觉察到冒烟时的最低加热温度。闪点是指释放挥发性物质时可能点燃但不能维持燃烧的温度，即油的挥发物与明火接触，瞬时发生火花，但又熄灭时的最低温度。着火点是指油脂的挥发物可以维持连续燃烧5s以上的温度。

油脂具有相同的化学组成但形成不同的晶体结构。每一种晶体有其特征性的熔点、X射线衍射方式、红外光谱、单向转变的特点。油脂熔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。顺式构型比反式构型的熔点低。只有在很低温度下油脂才能完全变成固体，常温下呈固体的油脂多数是半固体的塑性脂肪，不是完全的固体脂。

（2）主要化学性质　所有脂肪都能在酸、碱或酶的作用下水解为脂肪酸和甘油。不饱和脂肪酸可在催化剂的作用下在不饱和键上加氢或卤化。天然油脂暴露在空气中会自发进行氧化作用，发生酸臭和口味变苦的现象，称为酸败。酸败的另一个原因是在微生物的作用下，脂肪分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸经一系列的酶促作用后生成β-酮酸，脱羧后成为具有苦味及臭味的低级酮类。甘油也可被氧化为具有特臭的1，2-内醚丙醛。中和1g脂肪中的游离脂肪酸所需KOH的质量数（mg）称为酸值，可表示酸败程度，酸值>6.0的脂肪不宜食用。《中国药典》对药用油脂的皂化值、酸值和碘值有严格的规定。油脂在碱催化条件下可生成脂肪酸盐（即肥皂）和甘油，1g油脂完全皂化所需KOH的质量数（mg）称为该油脂的皂化值。皂化值越大表示脂肪中脂肪酸的平均分子量越小。中性油脂的皂化值等于酯值，油脂中含有游离脂肪酸时，酯值等于皂化值减去酸值。

二、脂肪的分类

构成脂肪的脂肪酸根据其碳链长度不同，分为短链脂肪酸（C≤6）、中链脂肪酸（C=6～20）以及长链脂肪酸（C≥20）。根据其是否含有不饱和键以及含不饱和键的数量分为饱和脂肪酸（不含双键）、单不饱和脂肪酸（含有1个双键）和多不饱和脂肪酸（含有1个以上不饱和键）。饱和脂肪酸的区别在于含碳氢链的长短不同，不饱和脂肪酸主要区别在于碳氢链长度、双键数目及位置。脂肪酸的碳原子由羧基端开始计算，羧基C原子为1，不饱和键的位置用Δ标示。如油酸（18:1，Δ9顺）表示含18个C原子，1个不饱和键，在第9～10位碳原子之间有一个顺式双键。α-亚麻酸（18:3，Δ9，12，15）表示含18个C，有3个不饱和键，双键位置在9～10、12～13和15～16。

脂肪酸的碳原子编号定位原则以离羧基最远端碳原子ω开始计数，依次编为ω-1，ω-2，ω-3，…。不饱和键的位置用ω-表示。如油酸（18:1，ω-9）表示油酸含有1个不饱和键，第一个双键从甲基碳原子数在第9～10碳之间。亚麻酸（18:3，ω-3）表示含18个碳原子，3个不饱和键，第1个双键从甲基端数起在第3～4碳之间。