电子教案与课件：《生物化学》教学PPT 3 项目三 脂类化学

眼镜蛇和响尾蛇毒液中含有卵磷脂酶，使卵磷脂失去一分子脂肪酸变成溶血卵磷脂，具有 强烈的溶血作用，对脑磷脂也有类似作用，但其溶血能力要差些。
溶血磷脂是一组含有仅一个脂肪酸的磷脂，与含有两个脂肪酸、具有高度亲脂性的磷 脂不同，溶血磷脂的亲脂性和亲水性是平衡的，并有分布在水/非水相面间的倾向。
低浓度（2×10-4M）的溶血磷脂就能使胞膜溶解，更低的浓度则使红细胞的形状发生很 大的改变，造成溶血。所以，溶血磷脂对红细胞具有潜在的损害作用。
二十二碳六烯酸，即DHA，是人体所必需的一种多不饱和脂肪酸，鱼油中含量较多。一种 含有22个碳原子和6个双键的直链脂肪酸。只有其n-3家族的22 :6Δ4c，7c，10c，13c，16c， 19c异构体以天然形式大量存在于鱼油中（占脂肪酸总量的10%～15%），动物的甘油磷脂则 含有不等量的该酸。在代谢过程中，可从α亚麻酸生成。
重要的脂类有胆固醇衍生物、甘油酯和脂蛋白等。脂蛋白是高分子量水溶性复合物，由 脂类和一种或几种特异蛋白-载脂蛋白组成。类脂主要包括磷脂、糖脂、胆固醇及其酯。
脂肪酸多为 4碳以上的长链一元羧酸，醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。
脂类的共同特点 （1）有机生物大分子； （2）维持生命活动所必需的营养物质和结构物质； （3）具有不溶于水而溶于有机溶剂（如氯仿、乙醚、丙酮、苯等）的物理性质； （4）以共价键或其它次级键与其它生物分子结合形成复合分子，如脂蛋白、糖脂等。
脂肪含量
37.0 9.4 16.0 39.4 0.4 44.8 0.8~1.5
食物来源 牛肉（肥瘦） 奶粉（牛） 花生仁（干） 葵花籽（仁） 栗子（干）
水果 椰子
脂肪含量
14.2 21.2 44.3 53.4 1.7 0.1~0.5 12.1
二、脂类的生物学功能
1、脂肪的生理功能 （1）脂肪最重要的生理功能是提供能量和储存能量
甘油磷酯可分中性甘油磷酯和酸性甘油磷酯。中性甘油磷酯有磷酯酰胆碱（卵磷酯）、磷 脂酰乙醇胺（脑磷酯、缩醛磷酯）、溶血磷酯酰胆碱。酸性甘油磷酯如磷酯酸、磷酯酰丝氨 酸、二磷脂甘油（心磷酯）等。
（二）磷脂的生理功能
磷脂可与蛋白质结合形成脂蛋白，并构成各种细胞器膜（如细胞膜、核膜、线粒体膜等） ，维持细胞和细胞器的正常形态和功能。 磷脂内不饱和脂肪酸分子存在双键，使生物膜具有 较好的流动性和特殊的通过性，在细胞生命活动中发挥了重要作用，如细胞与外界的选择性 的物质交换、摄取营养素和排出废物。酶可以有规律的排列在膜上，实现物质有序的代谢， 从而保障细胞的正常功能。
人体内的脂肪消化与胆汁盐有重要关系。
2.熔点
饱和脂肪酸熔点随碳链增长其熔点越高。不饱和脂肪酸双键数目越多，熔点越低。 单一脂肪酸组成的脂肪其凝固点和熔点一致，复合脂肪酸组成的油脂其凝固点和熔点 不一致。 棕榈果、椰子和可可豆等少数几种热带植物油外，大部分在室温条件下均为液态。动 物性油脂在室温下 是固态的，且熔点较高。
（2）提供机体所必需的必需脂肪酸 亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸不能在机体合成或合成量无法满足机体需求
，需由食物供给。还有利于脂溶性营养成分（如脂溶性维生素）或脂溶性药物 的吸收和转运，可帮助肠梗阻患者进行脂类的消化吸收；
（3）体温保持和保护脏器免受损伤 脂肪不易传热，可保持体温。脂肪组织柔软，能起到保护内脏，缓冲外界的
机械撞击对内脏造成损伤。
2、类脂的生理功能 （1）是细胞膜或细胞器膜的重要组成组分
如磷酯和胆固醇是生物膜重要组成构件，鞘磷酸还是神经髓鞘的重要组成成分； （2）以脂蛋白形式参与脂类的转运
磷酯和胆固醇是血浆脂蛋白的重要组成成分，也是血液脂蛋白的主要运输形式； （3）是合成体内生物活性物质的前体
如胆固醇在体内可变为胆汁酸，参与食物的消化，还可以转变为类固醇激素和维 生素D3以及前列腺素，是体内激素和维生素D合成前体；
脂类不饱和脂肪酸在体内也容易氧化生成过氧化脂质，能破坏生物膜，导致机体衰老， 并可能伴随溶血现象，促使贫血、形成血栓、动脉硬化、糖尿病、肝肺损害等。甚至致癌致 畸。
任务三 类脂的结构与性质
一、磷脂
（一）分类 磷脂是含有磷酸的脂类，其化学组成大致可以分为两类： （1）分子中含甘油的，称为甘油磷酯； （2）分子中含神经氨基醇的，称神经磷酯，也称鞘磷脂。
磷脂与神经兴奋有关。 组成血浆脂蛋白，具有稳定脂蛋白的作用。组织中脂类如脂肪和胆固醇在血液中运输时， 需要有足够的磷脂才能顺利进行。在胆汁中磷脂与胆盐、胆固醇一起形成胶粒，有利于胆 固醇的溶解和排泄。 与酶的活性有关。 磷脂与多肽类激素的信息传递有关，对激素起到调节作用。
磷酯中的神经磷酯以酰胺，即脑酰胺形式存在，如脑酰胺磷酸胆碱（神经磷酯、鞘磷酯 ）、脑酰胺磷酸甘油等。
3.吸收光谱
在紫外区有特征性的吸收光谱，可利用吸收光谱对脂肪酸进行定性和定量分析。饱和脂肪 酸和非共轭脂肪酸在220nm以下波长有吸收峰。共轭酸中的二烯酸在230nm附近，三烯酸在260270nm附近，四烯酸在290-315nm附近显示特征性的吸收峰。
利用紫外分光法可测定吸光度并计算含量。
脂肪酸的远红外光谱可有效鉴定脂肪酸结构，并区分是否有不饱和键、是顺式结构还是反式 结构以及脂肪酸可能存在的官能团。
含有鞘氨醇和糖成分的脂称为鞘糖脂。
胆固醇结构中含有一个环戊烷多氢菲环，大部分胆固醇以胆固醇脂（与脂肪酸结合）形 式存在。
胆固醇在C7，C8位上脱氢后形成7-脱氢胆固醇，存在于皮肤和毛发，经阳光或紫外线照 射后转变为维生素D3.
胆固醇硬脂酸酯 7-脱氢胆固醇
（三）磷脂的性质
磷脂含极性甘油和磷酸成分，故可溶于水，它还含有脂肪酸，也可以溶于有机溶剂。 磷脂不同于其它脂类，在丙酮中不溶解。因此，根据此性质可区分磷脂和其它脂类。 卵磷脂、脑磷脂和神经鞘磷脂在不同有机溶剂中溶解度有显著差异，可利用溶解度的 差异可以实现分离。
脂肪分子中的不饱和酸可被空气中的氧或微生物脂肪酶和过氧化物酶氧化，形成一种过 氧化物，并继续分解或进一步氧化、分解，产生有臭味的短链酸、醛和酮类化合物，这些 物质能使油脂发生一种刺激性的气味，这种现象称为酸败作用。
酸败后的油脂营养价值变低，并产生有毒的过氧化物，易引发中毒现象，轻者引起恶心 、呕吐、腹痛、腹泻，重则使机体内相应的酶系统受到损害。
天然油脂中的不饱和脂肪酸主要是十八碳烯酸和二十碳四烯酸。
人体能合成大多数脂肪酸，但亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂肪酸不能在人体 内合成，需由食物供给，称必需脂肪酸。
在人体有特殊的生理功能，如花生四烯酸是合成前列腺素的前体。阿司匹林其作用机制 是抑制前列腺素的合成。
必需脂肪酸的主要来源是植物油和深海鱼油。
常见脂类SFA、MUFA和PFA的含量/%
脂类来源 大豆油 玉米油 葵花籽油 芝麻油 猪油 羊油
SFA
MUFA
PFA
15
22
63
15
37
48
12
19
69
12
41
47
43
46
9
63
33
4
脂类来源 花生油 菜籽油 棉籽油 棕榈油 牛油 鸡油
脂类的元素组成：C、H、O，以及N、S、P等
SFA
MUFA
PFA
人体脂肪一般为混合酯，脂肪酸主要为软脂酸(“十六烷酸”，又叫棕榈酸，是一种饱和高级 脂肪酸)和硬脂酸(十八烷酸)。
自然界主要游离脂肪酸其碳原子为偶数（12-20），其中C16和C18为多。通式为R-COOH ，R中的碳原子多为奇数。
如果碳氢链（R）是烷烃链，即为饱和脂肪酸，常见有十六烷酸（软脂酸）和十八烷酸 （硬脂酸）及花生酸（也叫二十烷酸）等，特点是碳氢链上没有双键存在，构型可用一条锯 齿形碳氢链表示。
1g脂肪完全氧化可生成约39.94kJ的能量，是等量糖和蛋白质的2倍，主要起作用 是甘油三酯。正常情况下，人体每日能量有20%左右来自于脂肪的氧化。空腹状态下 ，脂肪动员加速，人体能量的50%来自于脂肪的氧化供能。禁食1~3天，机体所需能 量超过80%由脂肪氧化提供。因此，脂肪是空腹或饥饿时的能量主要产生来源；
脂肪链上的双键与氢气可以发生加成反应并变成饱和脂肪酸。植物油脂通过加氢反应可变 为饱和脂肪酸，性质与动物油脂也较为类似，如人造黄油。
6. 加碘作用
脂肪酸的不饱和双键可以与碘发生加成反应。
每100g脂肪所吸收碘的克数称为碘值。 碘值高低可以判断脂肪酸的不饱和程度，也可以判断植物油的生产原料。
7.氧化和酸败作用
20
42
38
6
64
28
28
16
56
51
39
9
52
42
6
26
48
26
食物来源 猪肉（肥肉） 羊肉（肥瘦）
鸡蛋 核桃仁（干） 松子（仁） 南瓜子（炒）
蔬菜
常见食物中脂肪的含量（g/100g）
脂肪含量
88.6 14.1 8.8 58.8 70.6 46.1 0.1~0.5
食物来源 猪肉（肥瘦）
鸡肉 黄豆 芝麻 大枣（干） 西瓜子（炒） 水果（除小枣、酸枣等）Leabharlann 任务二 脂肪的结构、性质与分类
一、脂肪的结构与性质
（一）脂肪的结构
脂肪性质主要取决于脂肪酸性质，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数量不同分为甘油一酯、甘油二酯和甘油三酯。
脂肪及甘油三酯，R1，R2和R3分别代表3分子脂肪酸的烃基，可以分为单纯甘油酯（烃基相 同，如三油酸甘油脂）和混合甘油脂（烃基不同，如α-软脂酸-β-油酸 - α ‘硬酯酸甘油酯）。
知识链接：反式脂肪酸（Trans fatty acids，TFA）被誉为“餐桌上的定时炸弹”，主要来源是 部分氢化处理的植物油。具有耐高温、不易变质、存放久等优点，在蛋糕、饼干、速冻比萨饼 、薯条、爆米花等食品中使用比较普遍。过多摄入反式脂肪酸可使血液胆固醇增高，从而增加 心血管疾病发生的风险。2015年6月16日，美国食品和药物管理局宣布，将在3年内完全禁止在 食品中使用人造反式脂肪，以助降低心脏疾病发病率。