第二十章 脂类和甾族化合物
在人体和动植物组织成分中，含有油脂和类脂，它们总称为脂类。油脂（脂肪和油）是甘油和高级脂肪酸生成的酯。类脂是构造或理化性质类似油脂的物质，主要包括磷脂、糖脂、蜡和甾族化合物。脂类化合物的共同特征是：难溶于水而易溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯等有机溶剂；都能被生物体所利用，是构成生物体的重要成分。
脂类在生理上具有非常重要的意义。脂肪在体内氧化时放出大量热量，作为能源的储备物；它在脏器周围能保护内脏免受外力撞伤；在皮下有保温作用。脂肪还是维生素A，D，E和K等许多活性物质的良好溶剂。类脂是组织细胞的重要成分，它们在细胞内和蛋白质结合在一起形成脂蛋白，构成细胞的各种膜，如细胞膜和线粒体膜等。
甾族化合物是一类重要的天然产物，广泛地存在于动植物组织中。例如存在于动物体内的胆甾醇、胆汁酸、维生素D、肾上腺皮质激素和性激素；存在于植物中的强心苷和甾族生物碱等。它们在生理活动中都起着十分重要的作用。
第一节 油脂
一、油脂的组成
油脂是油和脂肪的总称，习惯上把在常温下为液体的叫做油，为固体的叫做脂肪。从化学构造来看，它们都是高级脂肪酸甘油酯。
组成油脂的脂肪酸，已知的约有50多种。常见的高级脂肪酸见表20-1。
表20-1 组成常见油脂的重要脂肪酸
| 类别 |
名称 |
构造式 |
| 泡和脂肪酸 |
月桂酸（十二烷酸） |
CH3(CH2)10COOH |
| 肉豆蔻（十四烷酸） |
CH3(CH2)12COOH |
| 棕榈酸（十六烷酸、软脂酸） |
CH3(CH2)14COOH |
| 硬脂酸（十八烷酸） |
CH3(CH2)16COOH |
| 二十四烷酸 |
CH3(CH2)22COOH |
| 不饱和脂肪酸 |
棕榈油酸（9-十六碳烯酸） |
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH |
| 油酸（9-十八碳俙酸） |
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH |
| 蓖麻油酸（12-羟基-9-十八碳烯酸） |
CH3(CH2)5CHOHCH2CH=CH(CH2)7COOH |
| 亚油酸（9,12-十八碳二烯酸） |
CH3(CH2)3(CH2CH=CH)2(CH2)7COOH |
| γ-亚油酸（6,9,12-十八碳三烯酸） |
CH3(CH2)3(CH2CH=CH)2(CH2)4COOH |
| 亚麻酸（9,12,15-十八碳三烯酸） |
CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH |
| 桐油酸（9,11,13-十八碳三烯酸） |
CH3(CH2)3(CH=CH)3(CH2)7COOH |
| 花生四烯酸（5,8,11,14-二十碳四烯酸） |
CH3(CH2)3(CH2CH=CH)4(CH2)3COOH |
| 神经酸（15-二十四碳烯酸） |
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)13COOH |
组成油脂的天然脂肪酸的共同特点是：（1）绝大多数是含偶数碳原子的直链羧酸，其中以C16和C18为多；（2）大多数含有一个、两个或三个双键，基中以C18不饱和酸为主；（3）几乎所有的不饱和脂肪酸都是顺式构型。
多数脂肪酸在人体中内都能合成，只有亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸等多双键的不饱和脂肪酸，它们不能在人体内合成，必须由食物供给，故称为必需脂肪酸。
在油脂分子中，若三个脂肪酸部分是相同的，称为单甘油酯（简单三酰甘油）；若不同则叫做混甘油酯（混合三酰甘油）。
甘油酯命名时将脂肪酸名称放在前面，甘油的名称放在后面，叫做某酸甘油酯（或某脂酰甘油）。如果是混合甘油酯，则需用α，α`和β分别表明脂肪酸的位次。例如：
天然油脂是各种混合甘油酯的混合物。一些脂肪和油的脂肪酸组成列于表20-2。
表20-2 一些脂肪和油的脂肪酸组成
| 脂肪或油 |
脂肪酸（质量百分数）
|
| 月桂酸 |
肉豆蔻酸 |
棕榈酸 |
硬脂酸 |
油酸 |
亚油酸 |
亚麻酸 |
| 猪油 |
|
1～2 |
25～30 |
12～16 |
40～50 |
5～10 |
1 |
| 奶油① |
2～5 |
8～14 |
25～30 |
9～12 |
25～35 |
2～5 |
|
| 牛油 |
|
3～5 |
25～30 |
20～30 |
40～50 |
1～5 |
|
| 椰子油② |
45～48 |
16～18 |
8～10 |
2～4 |
5～8 |
1～2 |
|
| 橄榄油 |
|
|
8～16 |
2～3 |
70～85 |
5～15 |
|
| 豆油 |
|
|
10 |
3 |
25～30 |
50～55 |
4～8 |
| 棉子油 |
|
1 |
20～25 |
1～2 |
20～30 |
45～50 |
|
| 红花油 |
|
|
6 |
3 |
13～15 |
75～78 |
|
| 亚麻子油 |
|
|
|
|
20～35 |
15～25 |
40～60 |
① 也含3%-4%丁酸和C6，C8和C10酸各1%-3%
② C8和C10酸各含水5%-9%
二、油脂的性质
（一）物理性质
纯净的油脂是无色、无臭、无味的。但是一般油脂，尤其是植物油，有的带有香味或特殊的气味，并且有色。这是因为天然油脂中往往溶有维生素和色素之故。油脂比水轻，相对密度在0.9-0.95之间。难溶于水，易溶于有机溶剂，如热乙醇，乙醚、石油醚、氯仿、四氯化碳和苯等，可以利用这些溶剂从动植物组织中提取油脂。因为油脂是混合物，所以没有恒定的熔点和沸点。
（二）化学性质
1．水解和皂化
一切油脂都能在酸、碱或酶（如胰脂酶）的作用下发生水解反应。1mol油脂水解生成1mol甘油和3mol脂肪酸。
如果在碱性溶液中使油脂水解，则生成甘油和高级脂肪酸的盐类（肥皂），因此油脂在碱性溶液中的水解叫做皂化。例如：
普通肥皂是各种高级脂肪酸钠盐的混合物。油脂用氢氧化钾皂化所得的高级脂肪酸钾盐质软，叫做软皂。医学上常以洗净皮肤。“来苏儿”就是由煤酚和软皂制成的。
1g油脂完全皂化时所需氢氧化钾的质量（单位毫克）称为皂化值。根据皂化值的大小，可以判断油脂所含油脂的平均相对分子质量。油脂中甘油酯的平均相对分子质量越大，则1g 油脂所含甘油酯物质的量越少，皂化时所需碱的量也越少，即皂化值越小。反之，皂化值越大，表示甘油酯的平均相对分子质量越小，即1g油脂所含甘油酯的物质的量越多。
人体摄入的油脂主要在小肠内进行催化水解，此过程叫做消化。水解产物透过肠壁被吸收（少量油脂微粒同时被吸收），进一步合成人体自身的脂肪。这种吸收后的脂肪除一部分氧化供给能量（每克脂肪在体内完全氧化放出38.9kJ热能）外，大部分贮存于皮下，肠系膜等处脂肪组织中。
脂肪乳剂一般用精制植物油（如豆油等）与磷脂酰胆碱、甘油及水混合，用物理方法制成白色而稳定的脂肪乳剂，供静脉注射，广泛用于晚期癌症和术后康复等。
2．酸败
油脂在空气中放置过久，就会变质产生难闻的气味，这种变化叫做酸败。酸败是由空气中的氧、水分或微生物作用引起的。油脂中不饱酸的双键部分受到空气中氧的作用，氧化成过氧化物，后者继续分解或进一步氧化，产生有臭味的低级醛或羧酸。光、热或湿气都可以加速油脂的酸败。
油脂酸败的另一原因是由于微生物或酶的作用。油酯先水解为脂肪酸，脂肪酸在微生物或酶的作用下发生β氧化，即羧酸中的β碳原子被氧化为羰基，生成β-酮酸，后者进一步分解则生成含碳较少的酮或羧酸。
油脂酸败的产物有毒性和刺激性，因此酸败的油脂不能食用或药用。