脂肪人体的第二能源
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脂肪——人体的第二能源
脂肪是食品的重要组成部分,脂肪主要存在于动物及植物的组织内。在食品中,脂肪主要作为能源和维生素的载体,1 g脂肪含有的热量可达37.6 kJ。同时,脂肪在动物体内还有润滑、保湿等作用。
脂肪的化学组成和结构
脂肪是由甘油与脂肪酸结合而成的:
如果合成甘油酯中的和均相同,称此甘油酯为单纯甘油酯,否则,称为混合甘油酯。天然脂肪中由于甘油是三元醇,而且在一种脂肪成酯反应中至少由三种以上的脂肪酸参与反应,所以一般天然脂肪是混合甘油酯的混合物。
在植物脂肪中,主要是不饱和的脂肪酸参与甘油成酯,所以在常温下植物脂肪一般为液态,称之为油,如豆油、花生油、菜油……在动物脂肪中,参与成酯的主要是饱和脂肪酸,因此,动物脂肪中一般为固态,称之为脂,如牛脂等。存在于天然脂肪中的脂肪酸多为含偶数碳的直链脂肪酸,如:硬脂酸(正十八碳酸),软脂酸(正十六碳酸)等。尽管自然界中有许多脂肪酸,但有一些不饱和脂肪酸在人体内有特殊的生理功能,而人体又不能合成,必须由食物提供,这类脂肪酸称为必须脂肪酸。如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等,它主要来自于植物油。
脂肪的一些理化性质
(1)物理性质
纯净的脂肪及脂肪酸是无色的,天然脂肪带有颜色是由于脂肪中含油脂溶性色素(如类胡萝卜素)之故。由于天然脂肪是混合甘油酯的混合物,因此,正如我们所熟知的脂肪无固定的熔点和沸点。下表列出了几种食用油脂的熔点范围。脂肪的熔点随着组成中脂肪酸碳链的增长和饱和度的增大而增高。同样脂肪的沸点也随碳链的增长而增高,而与脂肪酸的饱和度关系不大。脂肪中的脂肪酸的类型还与脂肪的粘度有关。脂肪酸的不饱和度高,则粘度底;不饱和度相同,则脂肪酸的相对分子量大,脂肪的粘度亦大。脂肪被氧化或加热聚合后,粘度要增大。脂肪不溶于水而溶于非极性的溶剂。
常用食用油脂熔点范围
(2)化学性质
①脂肪的水解
在酸、碱、酶的作用下脂肪可以发生水解,生成游离的脂肪酸和甘油。但脂肪在碱性溶液水解时,脂肪酸与碱结合为该脂肪酸的盐,即肥皂,反应式如下:
在有生命的动物组织的脂肪中不存在游离的脂肪酸。动物被宰杀后,在酶的作用下,脂肪水解出游离脂肪酸,从而降低了食用动物脂肪的质量,因此在提炼动物油脂时,要在动物被宰杀后立即进行,以保证质量。油料作物在成熟收获时,其中的油已有相当数量被水解,产生了大量的脂肪酸,因此提取植物油时,用碱中和以消除水解的影响。油炸食品时,油温高达170℃以上,由于被油炸的食品湿度较大,如土豆含水量约为80%,因此这时油脂发生水解产生大量的游离脂肪酸。当游离脂肪酸含量超过0.5%~1.0%时,水解速度就加快。大量游离的脂肪酸会使油发烟点降低,很容易出现冒烟现象,影响油炸食品的风味和质量,故要常更换新油。脂肪水解有时也被用来加工独特风味的食品,如:干酪、酸奶等。
②脂肪的酸败
天然的油脂暴露在空气中会因空气中的氧气、日光、微生物、酶等作用发生酸臭和口味变苦的现象,此现象叫做脂肪的酸败。脂肪的酸败对食品的质量影响很大,不仅使味感变坏,还可以使脂肪的营养价值降低。此外,脂肪的酸败也能产生各种有毒的成分,如酮、环氧丙醛及低分子脂肪酸。长期食用酸败的脂肪对人体健康有害,轻者可引起呕吐、腹泻,重者会引起肝肿大等。因此,油脂及富含油脂的食品在加工和储藏中重点要防止酸败的发生。
③脂肪的热变化
当温度高于300℃,油脂在无氧和有氧的条件下均会发生聚合而使油脂的粘度增大。此外,在发生聚合的同时,油脂在高温下还可以分解为酮、醛、酸等。发生热分解的油脂,除了味感变劣、丧失营养外,甚至还有毒性。所以食品加工工艺上要求油温控制在180℃左右。
脂肪在人体中的生理功能和代谢机理
人通过食物摄入脂肪后,首先在胃中,在由胰脏分泌的脂肪酶的作用下进行分解代谢,即脂肪分解为脂肪酸和甘油。这些脂肪酸和甘油,一部分经过不同的途径进行氧化降解提供给人体能量;另一部分多余的脂肪酸和甘油在酶的作用下,重新合成人体所需的脂肪而储存在人体的皮下和后腹膜;同时人体摄入的淀粉如果过量,在酶的作用下也能通过代谢合成脂肪而储存起来。当人体吸收脂肪和淀粉不足时,这些多余的脂肪将被消耗掉。
一般正常成年人体内脂肪占体重的15%。它的主要功能与糖类一样,是为人体提供能量,而且是一种最好的“燃料”,因为脂肪中所含的碳氢元素比糖类和蛋白质多,放出的热能将比糖类、蛋白质多。1克糖类或蛋白质只释放16.7 kJ 能量,而1克脂肪可释放出37.6 kJ能量。但人体所需要的能量中约30%~40%来自脂肪是正常的,主要应由糖类提供,否则易患酮病。每天膳食的脂肪含量按每公斤体重进食1克就够了。如果膳食中糖类较多,脂肪就可减少些。
人体中脂肪还有许多重要的功能。脂肪是构成细胞膜、脑髓、神经组织的重要成分,尤其在脑细胞和神经细胞中含量最多。脂肪还起着调节体温、保护内脏、湿润皮肤的作用。脂肪酸也是人体内前列腺合成的重要原料,它与体内胆固醇的结合使其能正常代谢,否则胆固醇容易在血管内沉积。根据现代营养学的研究,必需脂肪酸有降低血液中胆固醇的功效,对防止动脉粥样硬化和冠心病有好的作用。此外,必需脂肪酸对于皮肤和头发的健美至关重要,获得足够必需脂肪酸的人,皮肤润滑而有光泽,毛发乌黑光亮。
油脂是脂溶性维生素的溶剂,脂溶性维生素A、D、E、K是同油脂一起摄入人体内,油脂可以促进这些维生素的吸收,所以油脂是人体获得脂溶性维生素的主要途径。