脂质包括多种化合物,这些化合物在本质上基本上是非极性的。 这是因为碳氢化合物主要包括非极性碳或碳氢键。 非极性分子具有疏水性 (“担心水”) ,或在水中不溶解。 脂质在细胞中执行许多不同的功能。 细胞存储能量以脂肪形式长期使用。 脂质还可为植物和动物提供环境绝缘。 例如,它们有助于保持水生鸟类和哺乳动物的干燥,因为它们具有防水疏水性,所以在毛皮或羽毛上形成保护层。 脂质也是许多荷尔蒙的组成部分,是所有细胞膜的重要组成部分。 脂质包括脂肪,油,蜡,磷脂和类固醇。
脂质的一般结构
脂肪分子由两个主要成分组成—甘油和脂肪酸。 甘油是一种有机化合物 (酒精) ,含有三种碳,五种氢原和三种氢氧基 (OH) 组。 脂肪酸有一条长长的碳氢化合物链,碳氧合物组附在该链上,因此其名称为“脂肪酸”。 脂肪酸中的碳氢化合物数量可能介于 4 到 36 之间。 最常见的是含有 12 – 18 种碳化合物的碳化合物。 在脂肪分子中,脂肪酸通过氧原子附着在甘油分子的三种碳中,其中一种是酯键。 在脱水反应中将三种脂肪酸加入甘油主干,形成三氯甘油。 三氯甘油中的三种脂肪酸可能相似或不同。
磷脂是另一种常见的脂质。 它是一种对等分子,意味着它具有疏水性和亲水成分。 脂肪酸链具有疏水性,不能与水相互作用;而含磷酸盐的组则具有亲水性,并与水相互作用。 磷脂的亲水头组面对水溶液。 疏水尾被固定在胆管中间。
脂肪酸
脂肪酸可能已饱和或未饱和。 在脂肪酸链中,如果碳氢化合物链中相邻碳化合物之间只有单键,则脂肪酸会饱和。 硬脂酸是饱和脂肪酸的一个示例。
当碳氢化合物链中含有双键时,脂肪酸将不饱和。 油酸是未饱和脂肪酸的一个示例。 大多数不饱和脂肪在室温下是液体,称为油。 如果分子中有一个双键,那么它是一种单饱和脂肪 (例如橄榄油) ,如果有多个双键,那么它是一种多饱和脂肪 (例如,油)。 长直型脂肪酸,带单键,通常袋子紧密,在室温下是固体的。 动物脂肪中含有硬脂酸和棕榈酸 (肉类中常见) ,脂肪中含有丁酸 (黄油中常见) ,这是饱和脂肪的示例。
此外,脂肪酸还可以被分类为 CIS 和 TRANS。 CIS 和 TRANS 指示双键周围分子的配置。 如果氢原存在于同一平面中,则为 CIS 脂肪。 如果氢原子位于两个不同的平面上,则它是一种转运脂肪。 CIS 双键会导致弯曲或“扭结”,从而阻止脂肪酸与堆积紧密相连,从而使它们在室温下保持液体流动。 橄榄油,玉米油,油菜籽油和鳕鱼肝油是不饱和脂肪的例子。 不饱和脂肪有助于降低血液胆固醇水平;而饱和脂肪则有助于动脉中形成斑块。
反式脂肪
食品行业人为地对油进行氢化处理,使其半固化,并具有许多加工食品生成物所需的一致性。 在此过程期间,碳氢化合物链中 CIS –构象的双键可能会在 Trans –构象中转换为双键。
人造黄油(Margarine麦淇淋) ,一些类型的花生酱和缩短是人工氢化反式脂肪的示例。 最近的研究表明,人类饮食中反式脂肪的增加可能导致低密度脂蛋白 (LDL) 或“不良”胆固醇水平升高,进而导致动脉中的斑块气相沉积,从而导致心脏病。
Omega 脂肪酸
必需脂肪酸是人体需要的,但不合成。 因此,必须通过饮食摄入来补充这些食物。 Omega-3 脂肪酸属于这一类,是人类已知的两种产品之一 (另一种是 Omega-6 脂肪酸)。 这些是多聚不饱和脂肪酸,是 omega-3 ,因为双键将碳氢化合物链端的第三个碳与其邻近的碳连接起来。
Alpha-亚麻酸 是 omega-3 脂肪酸的一个示例。 它有三个 CIS 双键,因此是弯曲的形状。 鲑鱼,鳟鱼和金枪鱼是 omega-3 脂肪酸的好来源。 研究表示, omega-3 脂肪酸通过抑制血液凝结减少心脏病突发死亡的风险,降低血液中甘油三酯的含量,降低血压,并防止血栓形成。 它们还可以减少炎症,并有助于降低动物中某些癌症的风险。
本文改编自 Openstax, 生物学 2e, 第 3.3 章:脂质。