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相关科目:830生物化学 相关知识点:脂类(上)
#1、脂类
1、脂质的概念、分类及其生物学功能
脂质的概念: 不溶于水而能被乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂抽提出的化合物,统称脂类。脂类包括油脂(甘油三脂)和类脂(磷脂、蜡、萜类、甾类)。
分类:按化学组成脂质大体上可分单纯脂质、复合脂质和衍生脂质三大类。
脂类的生物学功能多种多样,主要有以下几点: ①生物膜的结构组分(甘油磷脂和鞘磷脂,胆固醇、糖脂); ②能量贮存形式(动物、油料种子的甘油三酯); ③激素、维生素和色素的前体(萜类、固醇类); ④生长因子; ⑤抗氧化剂; ⑥化学信号(如激素); ⑦参与信号识别和免疫(糖脂); ⑧动物的脂肪组织有保温,防机械压力等保护功能。
2、掌握天然脂肪酸的结构特点
(一)脂肪酸的种类(掌握定义) 脂肪酸是指由一条长的烃链和一个末端羧基组成的羧酸,烃链多数是线形的。不同脂肪酸之间的主要区别在于烃链的长度、双键数目和位置。 饱和脂肪酸:是指烃链不含双键和三键的脂肪酸。(如硬脂酸、软脂酸等)
不饱和脂肪酸:是指含一个或多个双键的脂肪酸(如油酸等),分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。单不饱和脂肪酸是指只含单个双键的脂肪酸,多不饱和脂肪酸是指含两个或两个以上双键的不饱和脂肪酸。
(二)天然脂肪酸的结构特点 ①天然脂肪酸骨架的碳原子数目几乎都是偶数,这是因为在生物体内脂肪酸是以二碳单位(乙酰CoA形式)从头合成的; ②天然脂肪酸最常见的为16C和18C,如软脂酸、硬脂酸和油酸等; ③大多数单不饱和脂肪酸双键的位置在C9和C10之间。在多不饱和脂肪酸中通常一个双键也位于C9,其余双键多位于Δ9和烃链的末端甲基之间; ④天然脂肪酸中的双键多为顺式构型,少数是反式构型; ⑤不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低; ⑥在高等植物和低温生活的动物中,不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸。
3、必需脂肪酸的定义 必需脂肪酸是指人体不能自身合成的脂肪酸。包含亚油酸和亚麻酸,因为人体不能向脂肪酸引入超过Δ9的双键,不能合成人体功能必不可少的亚油酸和亚麻酸,必须由膳食提供。如果发生亚油酸缺乏症,则必须从膳食中获得亚麻酸或花生四烯酸,因此在某种意义上花生四烯酸也是必需脂肪酸。 (1)油脂(三酰甘油)的定义 (一) 酰基甘油:动、植物油脂的化学本质是酰基甘油,其中主要是三酰甘油或称甘油三酯,此外还有少量二酰甘油和单酰甘油。 (二) 常温下呈液态的酰基甘油称油,呈固态的称脂。植物性酰基甘油多为油,动物性酰基甘油多为脂。固、液态的酰基甘油统称为油脂,又称中性脂或真脂。 三酰甘油(TG)是1分子甘油和3分子脂肪酸形成的三脂。
饱和三酰甘油:16C软脂酸、18C软脂酸。
不饱和三酰甘油:油酸(含1个双键)、亚油酸(2个双键)、亚麻酸(3个双键)和花生四烯酸(4个双键)。
(2)三酰甘油的物理和化学性质 (一)物理性质 ① 三酰甘油是无色、无嗅、无味的稠性液体或蜡状固体; ②不溶于水,略溶于低级醇,易溶于乙醚、氯仿、苯和石油醚等非极性有机溶剂,称脂溶剂; ③没有明确的熔点(多晶型); ④三酰甘油能被乳化剂(如胆汁酸盐)所乳化。
(二)化学性质 油脂的化学性质与组成它的脂肪酸、甘油以及酯键有关。 ①水解和皂化 油脂能在酸、碱、蒸汽及脂酶的作用下水解,生成甘油和脂肪酸。当用碱水解油脂时,生成甘油和脂肪酸盐。 脂肪酸的钠盐和钾盐就是肥皂。因此把油脂的碱水解称为皂化。使1克油脂完全皂化所需的氢氧化钾的毫克数称为皂化值。根据皂化值的大小可以判断油脂中所含脂肪酸的平均分子量。皂化值越大,平均分子量越小。
②加成反应 含不饱和脂肪酸的油脂,分子中的碳-碳双键可以与氢、卤素等进行加成反应。 氢化:在高温、高压和金属镍催化下,碳-碳双键与氢发生加成反应,转化为饱和脂肪酸。氢化的结果使液态的油变成半固态的脂,所以常称为“油脂的硬化”。人造黄油的主要成分就是氢化的植物油。某些高级糕点的松脆油也是适当加氢硬化的植物油。棉籽油氢化后形成奶油。油容易酸败,不利于运输,海产的油脂有臭味,氢化也可解决这些问题。 卤化:卤素中的溴、碘可与双键加成,生成饱和的卤化脂,这种作用称为卤化。通常把100克油脂所能吸收的碘的克数称为碘值。碘值大,表示油脂中不饱和脂肪酸含量高,即不饱和程度高。碘值大于130的称为干性油,小于100的为非干性油,介于二者之间的称半干性油。
③酸败 油脂在空气中放置过久,会腐败产生难闻的臭味,这种变化称为酸败。酸败是由空气中氧、水分或霉菌的作用而引起的。阳光可加速这个反应。酸败的化学本质是油脂水解放出游离的脂肪酸,不饱和脂肪酸氧化产生过氧化物,再裂解成小分子的醛或酮。脂肪酸β-氧化时产生短链的β-酮酸,再脱酸也可生成酮类物质。低分子量的脂肪酸(如丁酸)、醛和酮常有刺激性酸臭味。酸败程度的大小用酸价(酸值)表示。酸价就是中和1克油脂中的游离脂肪酸所需的KOH毫克数。酸价是衡量油脂质量的指标之一。
④干化 某些油在空气中放置,表面能生成一层干燥而有韧性的薄膜,这种现象叫做干化。具有这种性质的油称为干性油。一般认为,如果组成油脂的脂肪酸中含有较多的共轭双键,油的干性就好。桐油中含桐油酸 (CH3(CH2)3CH=CH-CH=CH-CH=CH-(CH2)7COOH)达79%,是最好的干性油,不但干化快,而且形成的薄膜韧性好,可耐冷、热和潮湿,在工业上有重要价值。
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