第四章脂类和生物膜第一节脂类脂类包括的范围很广，是生物体内一大类重要的有机化合物，脂类是脂肪和类脂及其它们的衍生物的总称。
脂肪：（甘油三酯或三酯酰甘油）分布于皮下结缔组织、大网、肠系膜、肾内脏周围——脂库，含量随营养状态变动，称可变脂。
脂类类脂：磷脂、糖脂、固醇类，分布在生物膜和神经组织中——组织脂，含量稳定，称为固定脂。
这些物质在化学组成和化学结构上有很大差异，但是它们都有一个共同的特性，即不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂（故可用乙醚和石油醚等提取）。
用这类溶剂可将脂类物质从细胞和组织中萃取出来。
脂类的这种特性主要由构成它的碳氢结构成分所决定。
脂类具有重要的生物功能，它是构成生物膜的重要物质，细胞所含有的磷脂几乎都集中在生物膜中。
脂类物质，主要是油脂，是机体代谢所需燃料的贮存形式和运输形式。
脂类物质也可为动物机体提供溶解于其中的必需脂肪酸和脂溶性维生素。
某些萜类及类固醇类物质，如维生素A、D、E、K，胆酸及固醇类激素具有营养、代谢及调节功能。
在机体表面的脂类物质有防止机械损伤与防止热量散发等保护作用。
脂类作为细胞的表面物质，与细胞识别、种特异性和组织免疫等有密切关系。
具有生物活性的某些维生素和激素也是脂类物质。
一、脂酰甘油类脂酰甘油（acyl glycerols），又可称为脂酰甘油酯（acyl glycerides），即脂肪酸和甘油所形成的酯。
根据参与产生甘油酯的脂肪酸的分子数，脂酰甘油分为单脂酰甘油、二脂酰甘油和三脂酰甘油三类。
三脂酰甘油(triacylglycerols)又称为甘油三酯(triglycerides)，是脂类中含量最丰富的一大类，其结构如下：194CH2OHC H HOCH2OHHO COR1HO COR2HO COR3+COR1OCH2CCOR2O HO COR32甘油脂肪酸甘油三酯（R1，R2和R3可以相同，也可不全相同甚至完全不同）它是甘油中的三个羟基和三个脂肪酸分子缩合、失水后形成的酯。
单脂酰甘油(monoacylglycerols)和二脂酰甘油(diacylglycerols)自然界少见。
甘油三酯(三脂酰甘油)是植物和动物细胞贮脂(depot lipids)的主要组分。
—般在室温下为液态的称为油(oils)，在室温下为固态的称为脂肪(fats)。
这种区别是由于甘油三酯中饱和脂肪酸及不饱脂肪酸的比例不同。
（一）、脂肪酸脂类化合物的主要成分为脂肪酸(fattyacides)，所有的脂肪酸都有一长的碳氢链，其一端有—个羧基。
碳氢链以线性为主，分枝或环状的为数甚少。
不同脂肪酸之间的区别主要在于碳氢链的长短、饱和与否，以及双键的数目和位置。
1．脂肪酸的共性高等动、植物的脂肪酸有以下共性：（１）脂肪酸大部分为直链结构，碳原子为偶数，链长为C14～C20的占多数。
最常见的是C16或C18的脂肪酸。
C12以下的饱和脂肪酸大量存在于哺乳动物的乳脂中。
（２）饱和脂肪酸中最普遍的是软脂酸和硬脂酸，不饱和脂肪酸中最普遍的是油酸。
（３）在高等植物和低温下生活的动物中不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸含量。
（４）不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低。
（５）高等动、植物的单不饱和脂肪酸的双键位置一般在C9～C10之间，不饱和脂肪酸中的一个双键一般也位于C9～C10之间，其他双键渐次远离羧基。
（６）高等动、植物的不饱和脂肪酸，几乎都具有相同的几何构型，而且大都属于顺式(cis)，只有极少数的不饱和脂肪酸属于反式(trans)。
（７）细菌所含有脂肪酸种类比高等动、植物的少得多，而且绝大多数为饱和脂肪酸，碳原子数目和高等动、植物脂肪酸的碳原子数目相似，也在C12～C18之间，有的脂肪酸还带有分支的甲基。
2．植物中的饱和脂肪酸植物油脂中的脂肪酸可以分为饱和的和不饱和的两类。
在饱和脂肪酸(saturated fatty acid)中，棕榈酸(palmitic acid)、月桂酸(lauric acid)、豆蔻酸(myristic acid)和硬脂酸(stearic acid)分布最广泛，并且数量最多。
在几乎所有脂肪中，棕榈酸都是其中的组分之一。
棕榈195196 油中最富于棕榈酸(35％～45％)；棕榈油、椰子油中富于月桂酸；从豆蔻籽的脂肪中易分离得到豆蔻酸；硬脂酸大量存在于动物脂肪中，在植物油中仅有微量(见表2-l)。
表2-1 天然的饱和脂肪酸植物脂肪酸的大部分都属于不饱和脂肪酸(unsatu-rated fatty acid)，它们含有l ～2个或多个双键，因此也可称为脂肪烯酸。
有些植物还含有少数的带羟基及带环状的脂肪酸。
在不饱和脂肪酸中，油酸和亚油酸分布最广，含量也最丰富。
根据世界植物油产量计算，油酸占农业生产中脂肪总产量的34％左右，亚油酸占29％，而棕榈酸只占11％。
根据不饱和程度，将不饱和脂肪酸分为一烯酸、二烯酸、三烯酸、四烯酸等。
（１）一烯酸(C n H 2n -1COOH)：油酸、棕榈油酸(palmitoleic acid)及芥子酸等都属于一烯酸，油酸和棕榈油酸是动植物脂类中两种最丰富的不饱和一烯脂肪酸。
CH(CH 2)7COOHCH 3(CH 2)7CH油酸CH 3(CH 2)5CH CH(CH 2)7COOH棕榈油酸植物油含油酸丰富，如花生油含58％，芝麻油含46％，棉籽油含3０％，大豆油含32％。
芥子酸存在于十字花科植物种子中，如菜籽油含46％，芥菜籽油含28％—32％。
（２）二烯酸(C n H 2n -3COOH)：植物中存在的重要的二烯酸为亚油酸,如亚麻油含41%,棉籽油含41%，菜籽油含18%，芝麻油含35%，大豆油中含量达49%。
亚油酸CHCH 2CH CH 3(CH 2)4CHCH(CH 2)7COOH（３）三烯酸(C n H 2n -5COOH)：重要的三烯酸为亚麻酸，在亚麻油中含量达20％；桐酸(elaeostearic acid)也是三烯酸，在桐油中含量达72％。
桐油是我国特产，在国际市场上占有重要的位置。
亚麻酸桐酸α-CH 3(CH 2)CH CHCH 2CHCHCH 2CHCH(CH 2)7COOHCHCH CHCHCH 3(CH 2)3CHCH(CH 2)7COOH（４）四烯酸(C n H 2n-7COOH)：花生四烯酸(arachidonic acid)是含20个碳的四烯酸。
植物含C 20以上的不饱和脂肪酸较少，只有在种子的卵磷脂(lecithin)、脑磷脂(cephalin)中197含有少量的C 20～C 22的不饱和酸。
花生四烯酸CHCH 2CHCHCH 2CH CHCH 2CHCH 3(CH 2)4CHCH(CH 2)3COOH（５）羟基脂肪酸：蓖麻酸(ticinoleic acid)是含有一个羟基的不饱和脂肪酸，在蓖麻油中含量达80％～86％。
CH 3(CH 2)5CHCH 2CHOHCH(CH 2)7COOH蓖麻酸高等植物中存在的不饱和脂肪酸可总结如表2-2。
表2-2 天然的不饱和脂肪酸（二）、三酰甘油的类型三酰甘油有许多不同的类型，主要是由它们所含脂肪酸的情况决定的。
三酰甘油的通式为：C OR 1OCH 2C CO R 2OH O CO R 32如果三个脂肪酸是相同的（即R 1、 R 2 、R 3是相同的），称为简单三酰甘油（simple triacylglycerols ），具体命名时称为某某脂酰甘油，如三硬脂酰甘油、三软脂酰甘油、三油脂酰甘油等。
如果含有两个或三个不同脂肪酸（即R 1、 R 2 、R 3不同时）的三酰甘油称为混合三酰甘油，如一软脂酰二硬脂酰甘油。
在混合三酰甘油中各脂酰基由于位置不同，又有不同的异构体。
多数天然油脂都是简单三酰甘油和混和三酰甘油的极其复杂的混合物。
到目前为止，还没有发现在天然油脂中脂肪酸分布的规律。
（三）、三酰甘油的理化性质1．溶解度三酰甘油不溶于水，也没有形成高度分散的倾向。
二酰甘油和单脂酰甘油则不同，由于它们有游离羟基，故有形成高度分散态的倾向，其形成的小微粒称为微团（micelles），它们常用于食品工业，使食物更易均匀，便于加工，且二者都可以被机体利用。
2．熔点三酰甘油的熔点是由其脂肪酸的组成决定的，一般随饱和脂肪酸的数目和链长的增加而升高。
如三软脂酰甘油和三硬脂酰甘油在常温下为固态，三油酰甘油和三亚油酰甘油在常温下为液态。
猪的脂肪中油酸占50%，猪油固化点为30.5℃。
人脂肪中油酸占70%，人脂固化点为15℃。
植物油中含大量的不饱和脂肪酸，因此呈液态。
３．皂化和皂化值当将脂酰甘油与酸或碱共煮或经脂酶（lipase）作用时，都可发生水解。
酸水解可逆；碱水解，由于脂肪酸羧基全部处于解离状态，即成为负离子，因而没有和甘油作用的可能性，故碱水解不可逆。
当用碱水解三酰甘油时，生成物之一为脂肪酸的盐类，这就是日常所用的肥皂，所以脂类的碱水解反应一般称为皂化反应（saponification）。
完全皂化1g油或脂所消耗的氢氧化钾毫克数称为皂化值（saponification number），用以评估油脂质量，并计算该油脂相对的分子质量。
4．酸败和酸值油脂在空气中暴露过久即产生难闻的臭味，这种现象称为“酸败”（rancidity）。
其化学本质是油脂水解放出游离的脂肪酸，后者再氧化成醛或酮，低分子的脂肪酸（如丁酸）的氧化产物都有臭味。
脂肪分解酶或称脂酶（lipase）可加速此反应。
油脂暴露在日光下可加速此反应。
中和1g油脂中的游离脂肪酸所消耗的氢氧化钾毫克数称为酸值（acid value）。
酸败的程度一般用酸值来表示。
不饱和脂肪酸氧化后所形成的醛或酮可聚合成胶状的化合物。
桐油等可用作油漆即是根据此原理。
５．氢化和卤化油脂中的不饱和键可以在催化剂的作用下发生氢化反应。
工业上常用Ni粉等催化氢化使液状的植物油适当氢化成固态三酰甘油酯，这称为人造奶油，便于运输。
氢化可防止酸败作用。
油脂中的不饱和键可与卤素发生加成作用，生成卤代脂肪酸，这一作用称为卤化作用（halogenation）。
100g油脂所能吸收的碘的克数称为碘值（iodine value），在实际碘值测定中，多用溴化碘或氯化碘为卤化试剂。
６．乙酰化值（acetylation number）含羟基的脂酰化合物，羟基含量可通过与乙酸酐或其他酰化剂反应生成乙酰化酯或相应酰化酯而测得。
乙酰化值指1g乙酰化的油脂所分解出的乙酸用氢氧化钾中和时所需氢氧化钾的毫克数。
198199二、其他酰基甘油类（一）、烷基醚脂酰甘油（alkyl ether acylglycerols ）它含有两个脂肪酸分子和一个长的烷基或烯基链分别与甘油分子以酯键相连。
例如烷基醚键二脂酰甘油和α、β-烯基醚二脂酰甘油（α、β-alkenyl ether acylglycerols ），其结构在下式中列出。