脂類和甾族化合物-- 油脂
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第二十章 脂類和甾族化合物
在人體和動植物組織成分中,含有油脂和類脂,它們總稱為脂類。油脂(脂肪和油)是甘油和高級脂肪酸生成的酯。類脂是構造或理化性質類似油脂的物質,主要包括磷脂、糖脂、蠟和甾族化合物。脂類化合物的共同特征是:難溶于水而易溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯等有機溶劑;都能被生物體所利用,是構成生物體的重要成分。
脂類在生理上具有非常重要的意義。脂肪在體內氧化時放出大量熱量,作為能源的儲備物;它在臟器周圍能保護內臟免受外力撞傷;在皮下有保溫作用。脂肪還是維生素A,D,E和K等許多活性物質的良好溶劑。類脂是組織細胞的重要成分,它們在細胞內和蛋白質結合在一起形成脂蛋白,構成細胞的各種膜,如細胞膜和線粒體膜等。
甾族化合物是一類重要的天然產物,廣泛地存在于動植物組織中。例如存在于動物體內的膽甾醇、膽汁酸、維生素D、腎上腺皮質激素和性激素;存在于植物中的強心苷和甾族生物堿等。它們在生理活動中都起著十分重要的作用。
第一節 油脂
一、油脂的組成
油脂是油和脂肪的總稱,習慣上把在常溫下為液體的叫做油,為固體的叫做脂肪。從化學構造來看,它們都是高級脂肪酸甘油酯。
組成油脂的脂肪酸,已知的約有50多種。常見的高級脂肪酸見表20-1。
表20-1 組成常見油脂的重要脂肪酸
類別 名稱 構造式 泡和脂肪酸 月桂酸(十二烷酸) CH3(CH2)10COOH 肉豆蔻(十四烷酸) CH3(CH2)12COOH 棕櫚酸(十六烷酸、軟脂酸) CH 3 (CH 2 ) 14 COOH 硬脂酸(十八烷酸) CH 3 (CH 2 ) 16 COOH 二十四烷酸 CH 3 (CH 2 ) 22 COOH 不飽和脂肪酸 棕櫚油酸(9-十六碳烯酸) CH 3 (CH 2 ) 5 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH 油酸(9-十八碳?酸) CH 3 (CH 2 ) 5 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH 蓖麻油酸(12-羥基-9-十八碳烯酸) CH 3 (CH 2 ) 5 CHOHCH 2 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH 亞油酸(9,12-十八碳二烯酸) CH 3 (CH 2 ) 3 (CH 2 CH=CH) 2 (CH 2 ) 7 COOH γ-亞油酸(6,9,12-十八碳三烯酸) CH 3 (CH 2 ) 3 (CH 2 CH=CH) 2 (CH 2 ) 4 COOH 亞麻酸(9,12,15-十八碳三烯酸) CH 3 (CH 2 CH=CH) 3 (CH 2 ) 7 COOH 桐油酸(9,11,13-十八碳三烯酸) CH 3 (CH 2 ) 3 (CH=CH) 3 (CH 2 ) 7 COOH 花生四烯酸(5,8,11,14-二十碳四烯酸) CH 3 (CH2) 3 (CH 2 CH=CH) 4 (CH 2 ) 3 COOH 神經酸(15-二十四碳烯酸) CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 13 COOH
組成油脂的天然脂肪酸的共同特點是:(1)絕大多數是含偶數碳原子的直鏈羧酸,其中以C16和C18為多;(2)大多數含有一個、兩個或三個雙鍵,基中以C18不飽和酸為主;(3)幾乎所有的不飽和脂肪酸都是順式構型。
多數脂肪酸在人體中內都能合成,只有亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸等多雙鍵的不飽和脂肪酸,它們不能在人體內合成,必須由食物供給,故稱為必需脂肪酸。
在油脂分子中,若三個脂肪酸部分是相同的,稱為單甘油酯(簡單三酰甘油);若不同則叫做混甘油酯(混合三酰甘油)。
甘油酯命名時將脂肪酸名稱放在前面,甘油的名稱放在后面,叫做某酸甘油酯(或某脂酰甘油)。如果是混合甘油酯,則需用α,α`和β分別表明脂肪酸的位次。例如:
天然油脂是各種混合甘油酯的混合物。一些脂肪和油的脂肪酸組成列于表20-2。
表20-2 一些脂肪和油的脂肪酸組成
脂肪或油 脂肪酸(質量百分數) 月桂酸 肉豆蔻酸 棕櫚酸 硬脂酸 油酸 亞油酸 亞麻酸 豬油 ? 1~2 25~30 12~16 40~50 5~10 1 奶油① 2~5 8~14 25~30 9~12 25~35 2~5 ? 牛油 ? 3~5 25~30 20~30 40~50 1~5 ? 椰子油② 45~48 16~18 8~10 2~4 5~8 1~2 ? 橄欖油 ? ? 8~16 2~3 70~85 5~15 ? 豆油 ? ? 10 3 25~30 50~55 4~8 棉子油 ? 1 20~25 1~2 20~30 45~50 ? 紅花油 ? ? 6 3 13~15 75~78 ? 亞麻子油 ? ? ? ? 20~35 15~25 40~60 ?
① 也含3%-4%丁酸和C6,C8和C10酸各1%-3%
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② C8和C10酸各含水5%-9%
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二、油脂的性質
(一)物理性質
純凈的油脂是無色、無臭、無味的。但是一般油脂,尤其是植物油,有的帶有香味或特殊的氣味,并且有色。這是因為天然油脂中往往溶有維生素和色素之故。油脂比水輕,相對密度在0.9-0.95之間。難溶于水,易溶于有機溶劑,如熱乙醇,乙醚、石油醚、氯仿、四氯化碳和苯等,可以利用這些溶劑從動植物組織中提取油脂。因為油脂是混合物,所以沒有恒定的熔點和沸點。
(二)化學性質
1.水解和皂化
一切油脂都能在酸、堿或酶(如胰脂酶)的作用下發生水解反應。1mol油脂水解生成1mol甘油和3mol脂肪酸。
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