食品营养学4脂类营养学上重要的脂类(lipids)主要有甘油三酯(triglycerides)磷脂(phospholipids)固醇类(sterols)食物中的脂类95%是甘油三酯,5%是其它脂类。人体内贮存的脂类中,甘油三酯高达99%。脂类的共同特点:脂溶性,不仅易溶解于有机溶剂,还可溶解于其它脂溶性物质如脂溶性维生素等。许多欧洲国家,脂肪占膳食总能量的40%-45%在美国脂肪摄入量稍低,占总能量的30%-40%在亚洲和非洲,脂肪仅提供膳食中15%-25%的能量。许多人认为过多的膳食脂肪可促进几种慢性病的发生,如冠心病、脑中风、糖尿病、癌症和肥胖。在作通用的膳食建议时,必需考虑与甘油三酯的品种不同及其脂肪酸成分不同的有关资料。4.1脂类的组成与分类脂类包括中性脂肪和类脂。中性脂肪主要是甘油三酯(由三个脂肪酸分子与一个甘油分子酯化而成)。来源于天然的动物和植物脂肪,或为了在食物中的特殊用途而加工改变了的脂肪。由于膳食脂肪酸的碳链长度和碳原子间双键的数目不同,在自然界形成无数种甘油三酯,如猪油,牛油,豆油,花生油,棉子油,菜子油等均属此类。类脂是那些性质类似油脂的物质,主要包括磷脂、糖脂、固醇、脂溶性维生素和脂蛋白。在营养学上,除脂溶性维生素外,其重要性不如油脂。营养学上最重要的是脂肪酸。4.1.1脂肪酸自然界约有七八十种不同的脂肪酸。大多数是偶数碳原子的直链脂肪酸。奇数碳原子的脂肪酸少见,但由微生物产生的脂肪酸中可有相当数量的奇数碳原子脂肪酸,也还有少数含环的脂肪酸和极少数带侧链的脂肪酸。不过,能被人体吸收、利用的却只有偶数碳原子的脂肪酸。分类(碳链长短)脂肪酸,按其碳链长短可分为超长链脂肪酸、长链脂肪酸、中碳链脂肪酸和短链脂肪酸:⑴短链脂肪酸C4-C8,主要存在于乳脂和某些棕榈油中。⑵中链脂肪酸C10-C14,存在子某些种子油(如椰子油)中。⑶长链脂肪酸C16-C18,是脂类中主要的脂肪酸。⑷超长链脂肪酸C20以上,一般存在于海产油脂中,且常限于特殊用途如蜡酯或以神经鞘脂类、糖鞘脂类出现。分类(饱和程度)按其饱和程度可分为饱和脂肪酸(saturatedfattyacid);单不饱和脂肪酸(monounsaturatedfattyacid),碳链中只含一个不饱和双键;多不饱和脂肪酸(polyunsaturatedfattyacid),碳链中含两个以上双键。按其空间结构不同,可分为顺式脂肪酸(cis-fattyacid)和反式脂肪酸(trans-fattyacid)(1)饱和脂肪酸分子中不含双键,多存在于动物脂肪中,如硬脂酸,软脂酸等。(2)单不饱和脂肪酸分子中含一个双键,油酸是最普通的单不饱和脂肪酸。(3)多不饱和脂肪酸分子中含二个和二个以上双键,在鱼油和植物种子中含量较多常见的脂肪酸名称代号丁酸(butyricacid)C4:0己酸(caproicacid)C6:0辛酸(caprylicacid)C8:0葵酸(capricacid)C10:0月桂酸(lauricacid)C12:0肉豆蔻酸(myristicacid)C14:0棕榈酸(palmiticacid)C16:0棕榈油酸(palmitoleicacid)C16:1,n-7cis硬脂酸(stearitacid)C18:0油酸(oleicacid)C18:1,n-9cis反油酸(elaidicacid)C18:1,n-9trans名称代号亚油酸(linoleicacid)C18:2,n-6,9allciso-亚麻油酸(a-linolenicacid)C18:3,n-3,6,9allcisr-亚麻油酸(r-linolenicacid)C18:3,n-6,9,12allcis花生酸(arechidicacid)C20:0花生四烯酸(arachidonicacid)C20:4,n-6,9,12,15allcis二十碳五烯酸(eicospentacenoicacid)C20:5,n-3,6,9,12,15allcis芥子酸(erucicacid)C22:1,n-9cis鱼祭鱼酸(clupanodonicacid)C22:5,n-3,6,9,12,15allcis二十二碳六烯酸(docosahexenoicacid)C22:6,n-3,6,9,12,15,18allcis神经酸(nervonicacid)C24:1,n-9cis饱和脂肪酸中,碳原子数小于10者,在常温下为液态,称低级脂肪酸或挥发性脂肪酸,碳原子数大于10者在常温下为固态,称固体脂肪酸。随着脂肪酸碳链的加长,熔点增高。熔点高,不易消化、吸收。不饱和脂肪酸由于引入双键可大大降低熔点。脂肪随其脂肪酸的饱和程度越高、碳链越长,其熔点也越高。食物中的脂肪酸以18碳为主。营养学上最具价值的脂肪酸有两类:①n-3(或ω-3)系列不饱和脂肪酸。即从甲基端数,第一个不饱和键在第三和第四碳原子之间的各种不饱和脂肪酸。②n-6(或ω-6)系列不饱和脂肪酸。从甲基端数,第一个双键在第六和第七碳之间。中链脂肪酸由中链脂肪酸组成的甘油酯在膳食中的重要意义。主要是它们的消化、吸收等与一般的脂肪不同。此外,由中链脂肪酸组成的三酰甘油酯尚可抑制脂解作用,因而可以降低血浆中游离脂肪酸的含量,减少胆固醇的合成。这也可减少机体对必需脂肪酸的需要量。由于中链脂肪酸不经过淋巴,而经门脉血管大量被肝脏截获,因而不会引起高脂血症。4.2.脂类的营养保健功能4.2.1脂类的一般营养功能4.2.1.1甘油三酯人体内的甘油三酯主要分布于腹腔、皮下和肌肉纤维之间。这些脂肪主要有以下一些功能:(1)体内的能量贮存形式:当人体摄入热能不能及时被利用或过多时,就转变为脂肪而贮存起来。当机体需要时,脂肪细胞中的酯酶立即分解甘油三酯释放出甘油和脂肪酸进入血循环,和食物中被吸收的脂肪一道,被分解释放出能量以满足机体的需要。人体在休息状态下,60%的能量来源于体内脂肪,而在运动、生长时间或饥饿时,体脂提供的能量更多。体内脂肪细胞的贮存和供应能量有两个特点:一是脂肪细胞可以不断地贮存脂肪,至今还未发现其吸收脂肪的上限,所以人体可因不断地摄入过多的热能而不断地积累脂肪,导致越来越胖;二是机体不能利用脂肪酸分解的含碳化合物来合成葡萄糖,所以脂肪不能给脑和神经细胞以及血细胞提供能量。人在饥饿时,就必须消耗肌肉组织中的蛋白质和糖原来满足机体的能量需要。(2)维持体温正常:脂肪不仅可直接提供热量,皮下脂肪组织还可起到隔热保温的作用,使体温能达到正常和恒定。(3)保护作用:脂肪组织在体内对器官有支撑和衬垫作用,可保护内部器官免受外力伤害。(4)帮助机体更有效地利用碳水化合物节约蛋白质的作用:脂肪在体内代谢分解的产物,可以促进碳水化合物的能量代谢,使其更有效地释放能量。充足的脂肪还可以保护体内蛋白质(包括食物蛋白质)不被用来作为能源物质,而使其有效地发挥其它重要的生理功能。(5)机体重要的构成成分:细胞膜中含有大量脂肪酸,是细胞维持正常的结构和功能所绝不可少的重要成分。食物中的甘油三酯其他一些特殊的营养学上的功能:①增加饱腹感:食物脂肪由胃进入十二脂肠时,可刺激产生肠抑胃素(enterogestrone),使肠蠕动受到抑制,造成食物由胃进入十二指肠的速度相对缓慢。食物中脂肪含量越多,胃排空的时间越长。②改善食物的感官性状:脂肪作为食品烹调加工的重要原料,可以改善食物的色、香、味、形,达到美食和促进食欲的良好作用。③提供脂溶性维生素:食物脂肪中同时含有各类脂溶性维生素,如维生素A、D、K、E等。脂肪不仅是这类脂溶性维生素重要的食物来源,同时还可以促进这些维生素在肠道的吸收。2.1.2必需脂肪酸必需脂肪酸(essentialfattyacid,EFA)是指人体不可缺少而自身又不能合成,必须通过食物供给的脂肪酸。n-6系列中的亚油酸和n-3系列中的α-亚麻酸是人体必需的两种脂肪酸。事实上,n-3和n-6系列中许多脂肪酸如花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸等都是人体不可缺少的脂肪酸,但人体可以利用亚油酸和α-亚麻油酸来合成这些脂肪酸。必需脂肪酸的功能(1)是磷脂的重要组成成分:磷脂是细胞膜的主要结构成分,所以必需脂肪酸与细胞膜的结构和功能直接相关。(2)亚油酸是合成前列腺素的前体:前列腺素(prostaglandins)存在于许多器官中,有着多种多样的生理功能,如使血管扩张和收缩、神经刺激的传导、作用肾脏影响尿的排泄,奶中的前列腺素可以防止婴儿消化道损伤等。(3)与胆固醇的代谢有关:体内大约70%的胆固醇与脂肪酸酯化成酯。必需脂肪酸对胆固醇的代谢很重要,在运送和代谢时,不易在血管壁上积聚沉淀。(4)动物精子的形成与必需脂肪酸有关(5)保护皮肤免受射线损伤亚油酸有促进新组织的生长,并有修复受损组织的作用。4.2.2不同脂类的保健功能4.2.2.1ω-3多不饱和脂肪酸通过流行病学的调查发现,常食用鱼类、海兽或鱼油的人群,例如居住在格陵兰岛的爱斯基摩人,他们的心血管疾病的发病率明显较低。爱斯基摩人平均寿命为60岁,冠心病的死亡率却只有3.5%;与平均年龄相当的丹麦人或北美人相比,爱斯基摩人冠心病死亡率大约只有它的10%。日本近年资料也证明,沿海渔民的心脑血管意外与缺血性心脏病的死亡率明显低于农民。日本冲绳岛渔民的冠心病死亡率很低,其每人每日的食鱼量是内地居民的2倍。进一步发现,在鱼类(特别是海鱼、海兽或鱼油)中含有丰富的ω-3多不饱和脂肪酸——二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸等。(1)抗血小板聚集作用当血小板粘附到损伤血管壁时,会合成并释放出数种生长因子,包括血小板源的生长因子、表皮生长因子、转化生长因子β、血小板因子4及β-血栓球蛋白。血小板因子4和β-血栓球蛋白对平滑肌细胞和单核细胞有趋化性,当血管损伤刺激血小板与血管壁相互作用时,血小板因子4迅速浸入到内膜和中膜,在相继发生的增生反应中起重要的作用。由于ω-3脂肪酸可抑制血小板释放生长因子,故有抗血小板聚集的作用。(2)对红细胞变形性和血液粘滞性的影响(3)对血压的影响不论对血压正常的受试者或原发性高血压病人,9g/d的ω-3脂肪酸的摄入量都会使血压中度下降,同时有剂量效应关系,但如用少剂量(3g/d)则无作用。(4)抗肿瘤作用在肿瘤发生中尿激酶是一种重要的蛋白质水解酶。在肿瘤细胞或组织中尿激酶活性升高,同时伴有由△6脱饱和酶作用产生的必需脂肪酸代谢物的减少。因为γ-亚麻酸和EPA都是尿激酶的竞争性抑制剂,故可能具有一定的抗肿瘤作用。(5)增智作用在妊娠期的第10-18周和第23周及出生后第3个月,母体若缺乏DHA会造成胎儿或婴儿脑细胞磷脂的不足,进而影响其脑细胞的生长与发育,产生弱智儿或造成流产、死胎。(6)值得注意的健康问题①重金属和毒素污染问题②致癌作用问题食用鱼类可能增加自身氧化和过氧化过程,而过氧化产物可能具有致癌性。不过,这种观点并没有得到试验和临床研究的证实③出血反应问题由于ω-3脂肪酸会延长出血时间,有人因此担心食用鱼油的人会发生自发性出血,在接受手术或遭到其他创伤时会出现出血过多现象。出血时间的延长同服用阿司匹林的作用相似甚至还短一些。④降低免疫反应问题⑤使糖尿病人的血糖升高问题有人报道ω-3脂肪酸能使非胰岛素依赖性糖尿病人的血糖升高,但对胰岛素依赖性糖尿病人没发现有这种反应。⑥关于儿童食用可能出现的副作用问题DHA能够健脑,有助于增强神经的信息传递,有预防老年性痴呆、心血管疾病、视网膜疾病的作用,但长期过量食用会引起精神过度兴奋,不易入睡。EPA有降低血液中总甘油三酯的作用和抗血小板聚集作用,可延缓血栓形成,对心脑血管有保护作用。据临床观察,EPA还有增强性功能的作用,对阳萎有功效。因此,血小板偏低者和少年儿童不宜食用,否则会产生副作用。4.2.2.2磷脂和胆碱的生理功能磷脂是指甘油三酯中一个或两个脂肪酸被含磷酸的其它基团所取代的一类脂类物质。其中最重要的磷脂是