人體營養學基礎/脂類定義
根據韋氏詞典 - 名詞,簡潔百科全書
一大類不同的有機化合物,它們被歸類在一起是因為它們與水沒有明顯的相互作用。 脂類是食物和活細胞中三大類物質之一,其單位重量的能量(卡路里)是另外兩類物質(蛋白質和碳水化合物)的兩倍多。 它們包括脂肪和食用油(例如黃油、橄欖油、玉米油),這些主要是甘油三酯;磷脂(例如卵磷脂),它們在細胞結構和代謝中很重要;動物或植物來源的蠟;以及鞘脂,存在於腦部和神經系統各個組織中的複雜物質。 由於不溶性是其決定性特徵,膽固醇和相關類固醇、類胡蘿蔔素(參見胡蘿蔔素)、前列腺素以及其他各種化合物也可以歸類為脂類。
脂類定義。 2013. 在 Merriam-Webster.com. 檢索於 2013 年 1 月 27 日,來自 www.merriam-webster.com/dictionary/lipid
脂類是由碳、氫和氧組成的分子,通常是疏水的(Christie,2013)。 這些三種元素鍵合在一起形成脂肪酸,這是最簡單的脂類。 固醇、磷脂和甘油三酯也被歸類為脂類。 每種型別的脂類的結構都不同。 脂肪酸的結構是一條長碳鏈,一端帶有羧基 (COOH),而磷脂則由三個脂肪酸和一個磷酸基團 (PO42-) 結合在一起。 結構上的這些差異導致了每種脂類的不同功能。 這些脂類不僅存在於人體內,也存在於植物和動物體內。 甘油三酯是自然界中最主要的脂類(Whitney,2013)。 它們含有三個與一個甘油分子鍵合的脂肪酸分子,是構成脂肪和油的物質(Christie,2013)。 脂肪可以是飽和的或不飽和的,兩者之間的區別在於碳-碳鍵。 飽和脂肪在碳原子之間只包含單鍵,而不飽和脂肪包含一個或多個雙鍵。 鍵型別的變化導致飽和脂肪和不飽和脂肪之間的差異,例如熔點和氧化速率。
脂類在整個身體中執行著許多功能,包括細胞的結構和功能。 在細胞中,磷脂負責形成脂雙層,作為細胞膜,不僅有助於包含細胞內容物,還有助於調節物質進出細胞的運動(Aponte-Santamaria 2012)。 脂類的另一個主要功能是產生能量。 由於碳和氫與氧的比例很高,脂類產生的能量(每克)是碳水化合物的兩倍多(Whitney,2013)。 當脂類沒有被使用時,它們被儲存在脂肪細胞中。 這些細胞用於隔絕波動溫度並保護身體器官。 然而,由於這些細胞會不斷擴張和繁殖,因此人體中可以儲存的脂肪量幾乎沒有限制。 這變得很危險,這也是脂類對人體健康如此有害的原因。
脂肪儲存會導致體重增加,進而導致肥胖。 這種超重進一步增加了患病的風險。 例如,有證據表明,高身體脂肪含量可能有助於某些型別的癌症的發生。 另一種受體內脂類水平高影響的疾病是心臟病,它是美國成年人死亡的主要原因(Whitney,2013)。 LDL(低密度脂蛋白)水平越高,患心臟病的風險就越高。 為了避免這些健康問題,保持每日飲食中脂肪含量低於 35% 的水平,並儘量減少反式脂肪、飽和脂肪和膽固醇的攝入至關重要。
Aponte-Santamaria, C., Briones, R., Schenk, A. D., Walz, T., & de Groot, B. L. (2012). 確定水通道蛋白-0 周圍脂類位置的分子驅動力。 美國國家科學院院刊,109(25),9887–9892。 doi:10.1073/pnas.1121054109
Christie, W. W. (2013). 什麼是脂類? 從 http://lipidlibrary.aocs.org/Primer/content.cfm?ItemNumber=39371&navItemNumber=19200 檢索
Whitney, E., & Rolfes, S. (2013). 理解營養(第 14 版)。 康涅狄格州斯坦福德:Cengage 學習。
飽和度 脂肪酸 (FA) 作為脂類的一種類別,在它們是飽和/不飽和 FA 的方式上還有更細的分類。 這源於所有脂肪酸在結構中都有碳和氫原子鏈。 這些碳和氫鏈的長度會有所不同,但飽和脂肪酸 (SFA) 本質上在該鏈中具有最大數量的氫原子,並且在其碳原子之間只包含單鍵。 在現實生活中,我們看到這些 SFA 在室溫下是固體(如黃油),並且大量存在於動物脂肪、棕櫚油和椰子油中。 相反,不飽和脂肪酸 (UFA) 將具有帶雙鍵的碳原子,只要有雙鍵出現,就會出現不飽和點。 雙鍵的出現是因為缺少兩個氫原子,因此迫使鏈中的碳原子透過與附近碳原子雙鍵來滿足其對四個鍵的需求。 你可以明顯地看到 UFA 在室溫下是液體。 還有不同型別的 UFA,一種是單不飽和脂肪酸 (MUFA),它只缺少兩個氫原子,因此在碳原子之間只有一個雙鍵。 通常 MUFA 存在於橄欖油、花生油和菜籽油中。 另一種型別的 UFA 是多不飽和脂肪酸 (PUFA),它缺少四個或更多個氫原子,因此迫使 UFA 具有兩個或更多個碳雙鍵。 通常 PUFA 存在於玉米油、菜籽油、葵花籽油、魚油以及堅果/種子中。
脂肪酸命名法 脂肪酸的命名遵循一定的格式,即 ∆x,其模板類似於圖 1(Jakubowski,2013)

單不飽和脂肪酸命名

單不飽和脂肪遵循標準的化學命名系統,其中數字從羧基 (COO-) 末端開始,一直到甲基 (CH3) 末端。 在此示例中,有一個十八碳鏈,在碳原子編號為九的位置有一個不飽和鍵,處於順式構型。 因此,它的命名為,18:1(∆9) 順式-9-十八碳烯酸。(附錄,1976)見圖 2。
多不飽和脂肪酸命名 多不飽和脂肪可以遵循相同的系統命名法,或者也可以使用另一種方法來命名我們兩種必需的脂肪酸,即 omega-3 和 omega-6 脂肪酸。

見圖 3。 該脂肪酸的命名可以遵循之前教過的原則,將該脂肪酸命名為 18:3(∆9,12,15) α-亞麻酸。 或者,它可以被另一種方式命名,將甲基 (CH3) 端命名為“ω”(omega),並向羧基端編號,第一個不飽和鍵接收數字三。 這就給了我們一種 omega-3 脂肪酸。 omega-3 和 omega-6 脂肪酸都是必需脂肪酸。(IUPAC,2001)
參考文獻 附錄 A-C。(1976)。 檢索於 2015 年 11 月 15 日,來自 http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/lipid/appABC.html Jakubowski, D. (2013, 11 月 20 日)。 BioWiki:動態生物超文字。 檢索於 2015 年 11 月 15 日,來自 http://biowiki.ucdavis.edu/Biochemistry/Lipids/LIPID_Structure 純粹與應用化學(第 4 版,第 73 卷,第 702 頁)。 (2001). IUPAC.
脂肪酸 - 由碳和氫鏈、一端的甲基 (CH2) 和另一端的酸基 (COOH) 組成 單不飽和脂肪酸 - 一種只缺少兩個氫原子的脂肪酸,因此在碳原子之間只有一個雙鍵 多不飽和脂肪酸 - 一種缺少兩個以上氫原子的脂肪酸,因此在碳原子之間至少有兩個或更多個雙鍵。 飽和脂肪酸 - 一種在其碳和氫鏈結構中具有最大可能數量的氫原子的脂肪酸 不飽和脂肪酸 - 一種在其碳原子之間至少有一個雙鍵的脂肪酸,這是因為其結構中至少缺少兩個氫原子
參考文獻 1)White M.D., B (2009, 8 月 15 日)。 膳食脂肪酸。 檢索於 2015 年 12 月 1 日,來自 http://www.aafp.org/afp/2009/0815/p345.html 2)Whitney, E., & Rolfes, S. (2015) 第 5 章:脂類:甘油三酯、磷脂和固醇。 在理解營養(第 14 版)。 康涅狄格州斯坦福德:Cengage 學習 3)人類營養中脂肪和脂肪酸的報告 專家協商報告。(2008 年 11 月 14 日)。 檢索於 2015 年 12 月 1 日,來自 http://www.fao.org/3/a-i1953e.pdf
甘油三酯是一種脂肪,不僅存在於食物中,也存在於人體中。它們存在於所有型別的脂肪中,無論被認為是健康還是不健康,例如飽和脂肪、多不飽和脂肪和單不飽和脂肪,以及反式脂肪(“管理你的甘油三酯和保護你的心臟的路線圖”,n.d)。甘油三酯有許多健康益處,包括為你的身體提供能量,它們有助於吸收維生素和營養素,並且它們含有必需脂肪酸(“管理你的甘油三酯和保護你的心臟的路線圖”,n.d);這些脂肪酸不能由人體合成,必須透過飲食攝取。甘油三酯也被身體用來構建組織,它們透過脂蛋白(轉運蛋白)在血液中運輸,包括乳糜微粒、HDL、LDL和VLDL(“管理你的甘油三酯和保護你的心臟的路線圖”,n.d)。甘油三酯的結構是由一個甘油分子和三個脂肪酸尾部結合形成的(可汗學院,2014),這使得它不溶於血液和水,因此脂蛋白幫助它們在血液中運輸。儘管它們有許多益處,但甘油三酯在不適當地攝取時也會帶來一些後果。甘油三酯應該像大多數其他食物一樣適量攝取,如果過度攝取,會引起體重和心臟健康問題(“甘油三酯:為什麼重要?”,2015)。為了避免攝取過多的不健康甘油三酯,避免食用含有反式脂肪的食物,例如氫化油、可樂、奶油脂肪和餅乾,同時限制含有飽和脂肪的食物,例如豬油、可可脂、肉類和家禽(“管理你的甘油三酯和保護你的心臟的路線圖”,n.d)。如果血液中甘油三酯水平過高,會導致一種稱為高甘油三酯血癥的疾病。這種疾病可能沒有任何症狀,唯一確定人體血液甘油三酯水平的方法是定期進行血液檢查(“管理你的甘油三酯和保護你的心臟的路線圖”,n.d)。高甘油三酯水平的另一個後果是冠心病,這是一種心臟血管因脂肪沉積而變窄,無法供應足夠的血液和氧氣(“管理你的甘油三酯和保護你的心臟的路線圖”,n.d)。這些脂肪沉積物會硬化(稱為斑塊),降低血管和動脈的彈性,導致高血壓。大量的斑塊沉積物和狹窄的血管會導致胸悶,稱為心絞痛,這會導致心肌梗塞或心臟病發作(“甘油三酯:為什麼重要?”,2015)。血液中高水平的甘油三酯可能是由除了飲食之外的其他因素引起的,這些因素是不可控制的,例如遺傳易感性、某些疾病和藥物(“管理你的甘油三酯和保護你的心臟的路線圖”,n.d)。除了避免某些富含脂肪的食物之外,還有一些方法可以降低體內的甘油三酯水平。建議每天增加體育活動和鍛鍊時間超過30分鐘,減少卡路里攝入,減少酒精攝入。調整飲食中甘油三酯攝入量的簡單方法包括用菜籽油代替黃油,用魚代替紅肉(“管理你的甘油三酯和保護你的心臟的路線圖”,n.d)。總的來說,甘油三酯是我們飲食中必需的一種脂肪,我們需要它來獲得必需的氨基酸並保持健康,但如果攝入過多,會對身體造成非常不利的影響,例如肥胖、心臟病,甚至動脈斑塊積累。參考
甘油三酯(脂肪)的分子結構。 (2014年7月14日). 在可汗學院. 檢索於 https://www.khanacademy.org/science/biology/macromolecules/lipids/v/molecular-structure-of-triglycerides-fats
管理你的甘油三酯和保護你的心臟的路線圖。 (n.d.). 在美國護士執業者協會. 檢索於 https://www.aanp.org/images/documents/education/ManagingYourTriglycerides.pdf
甘油三酯:為什麼重要?. (2015年8月15日). 在梅奧診所. 檢索於2015年12月2日,來自 http://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/high-blood-cholesterol/in-depth/triglycerides/art-20048186
磷脂在許多方面與甘油三酯相似,但它們不像甘油三酯那樣擁有 3 條脂肪酸鏈,而是擁有 2 條脂肪酸鏈和一條由磷酸基團和含有氮的化合物組成的鏈。例如,在卵磷脂中,有兩個脂肪酸,然後在第三個位置是磷酸基團和膽鹼分子。膽鹼是人體由氨基酸蛋氨酸製造的分子,但膽鹼也可以從食物中獲得,例如牛奶、雞蛋、花生、大豆、小麥胚芽和肝臟。磷脂中的磷酸基團是親水的,因此可以溶於水,而磷脂中的脂肪酸可以溶於脂肪。這使得磷脂成為很好的乳化劑(乳化劑可以混合水和脂肪)。
固醇是具有側鏈的 4 環碳化合物。固醇是人體中的重要物質。影響性別的激素(雌激素、睪酮等)和腎上腺(如醛固酮)、維生素 D、膽固醇和膽汁酸都是固醇。植物性食品和動物性食品都含有固醇,但植物性食品不含膽固醇。膽固醇具有固醇典型的 4 環結構,但具有碳側鏈。它可以幫助構建細胞膜,因為身體的大部分膽固醇都位於細胞和細胞膜中。膽固醇非常適合形成細胞膜,因為它具有疏水性和親水性,這使得細胞膜具有更流暢的結構。此外,膽固醇可以幫助形成激素和膽汁酸。肝臟會產生膽固醇,因此不需要透過飲食攝取太多。雞蛋、海鮮、肉類和乳製品都含有膽固醇。為了防止膽固醇在體內被吸收,可以將干擾吸收的植物固醇新增到飲食中。如果膽固醇過度積累,斑塊會在動脈中生長,身體可能會面臨動脈粥樣硬化的威脅,這是一種動脈疾病,會導致中風和心臟病,以及其他健康問題。膽固醇的每日攝入量為 300 毫克,因為肝臟每天會產生大約 800 到 1500 毫克的膽固醇。額外攝入膽固醇會導致不必要的斑塊積累。我們把從飲食中攝取的膽固醇稱為外源性膽固醇,而肝臟製造的膽固醇稱為內源性膽固醇。
雖然磷脂和固醇對人體至關重要,但它們只佔我們飲食中脂肪的一小部分,約為 5%。
參考 Berg, J., Tymoczko, J., & Stryer, L. (2002). 第 12.4 節,磷脂和糖脂在水性介質中容易形成雙分子層。 在生物化學(第 5 版)。 紐約:W H Freeman. 美國人膳食指南. (2010年12月1日). 檢索於2015年11月20日,來自 http://www.cnpp.usda.gov/DGAs2010-DGACReport.htm Whitney, E., & Rolfes, S. (2015). 第 5 章:脂類:甘油三酯、磷脂和固醇。 在理解營養(第 14 版)。 斯坦福德,康涅狄格州:Cengage 學習。