6 系统名称命名,磷酸基表示磷酸二酯桥,称为 1-棕榈酰-2-亚油酰-Sn-甘油基-3-磷酸胆碱。 一切脂肪和油以及含脂肪食品都含有一些磷脂,纯净动物脂肪例如猪脂肪和牛脂肪中磷 脂的含量最低,粗植物油例如棉籽油、玉米油和大豆油中磷脂含量为 2%~3%。鱼、甲壳类 和软体动物的肌肉组织含大约 0.7%的磷脂。磷脂因含有亲水和疏水基而具有表面活性。最 重要磷脂的结构如图 4-2 所示,油经过中和、漂白和脱臭等精炼加工以后,磷脂含量实际 上降低到零。大豆磷脂含大约 35%的卵磷脂和 65%脑磷脂(表 4-3),磷脂的脂肪酸组成一 般不同于油,酰基通常比甘油酯更不饱和,许多植物油的磷脂含有 2 个油酸残基。乳磷脂 不含乳脂三酰甘油中存在的短链脂肪酸,却含有更多的长链多不饱和脂肪酸
6 系统名称命名,磷酸基表示磷酸二酯桥,称为 1-棕榈酰-2-亚油酰-Sn-甘油基-3-磷酸胆碱。 一切脂肪和油以及含脂肪食品都含有一些磷脂,纯净动物脂肪例如猪脂肪和牛脂肪中磷 脂的含量最低,粗植物油例如棉籽油、玉米油和大豆油中磷脂含量为 2%~3%。鱼、甲壳类 和软体动物的肌肉组织含大约 0.7%的磷脂。磷脂因含有亲水和疏水基而具有表面活性。最 重要磷脂的结构如图 4-2 所示,油经过中和、漂白和脱臭等精炼加工以后,磷脂含量实际 上降低到零。大豆磷脂含大约 35%的卵磷脂和 65%脑磷脂(表 4-3),磷脂的脂肪酸组成一 般不同于油,酰基通常比甘油酯更不饱和,许多植物油的磷脂含有 2 个油酸残基。乳磷脂 不含乳脂三酰甘油中存在的短链脂肪酸,却含有更多的长链多不饱和脂肪酸
7 神经鞘磷脂以神经鞘氨醇为骨架,神经鞘氨醇的第二位碳原子上的氨基与长链脂肪酸以 酰胺键连接成神经酰胺。神经酰胺的羟基与磷酸连接,再与极性头胆碱式乙醇胺相连接生成 如下的神经鞘磷脂: 第三节 分类 根据脂类的化学结构及其组成,将脂类分为简单脂质、复合脂质和衍生脂质(表 4-4)。 (1)简单脂质由脂肪酸和醇类结合而成。 1)脂肪:脂肪酸甘油酯。 2)蜡类:脂肪酸与长链醇所组成的酯。 (2)复合脂类:由脂肪酸、醇及其他基团所组成的酯。 1)甘油磷脂:甘油与脂肪酸、磷酸盐和其他含氮基团组成,又名磷酸酰基甘油。 2)神经鞘磷脂:鞘氨醇与脂肪酸、磷酸盐和胆碱组成。 3)脑苷脂:鞘氨醇、脂肪酸和简单糖组成
7 神经鞘磷脂以神经鞘氨醇为骨架,神经鞘氨醇的第二位碳原子上的氨基与长链脂肪酸以 酰胺键连接成神经酰胺。神经酰胺的羟基与磷酸连接,再与极性头胆碱式乙醇胺相连接生成 如下的神经鞘磷脂: 第三节 分类 根据脂类的化学结构及其组成,将脂类分为简单脂质、复合脂质和衍生脂质(表 4-4)。 (1)简单脂质由脂肪酸和醇类结合而成。 1)脂肪:脂肪酸甘油酯。 2)蜡类:脂肪酸与长链醇所组成的酯。 (2)复合脂类:由脂肪酸、醇及其他基团所组成的酯。 1)甘油磷脂:甘油与脂肪酸、磷酸盐和其他含氮基团组成,又名磷酸酰基甘油。 2)神经鞘磷脂:鞘氨醇与脂肪酸、磷酸盐和胆碱组成。 3)脑苷脂:鞘氨醇、脂肪酸和简单糖组成
8 4)神经节苷酯:含鞘氨醇、脂肪酸和碳水化合物。 (3)衍生脂类:上述各种脂类的水解产物,包括脂肪酸,固醇类、碳氢化合物、类胡萝卜 素、脂溶性维生素等。 食品中主要的脂类化合物是脂酰甘油,根据动物或植物脂肪和油的组成,酰基甘油习惯 上分为以下几类。 1、乳脂 这类脂肪来源于哺乳动物的乳汁,主要是牛奶。乳脂的主要脂肪酸是棕榈酸、油酸和硬 脂酸,它与其他动物脂肪不同的是乳脂中含有相当多的 C4~C12 短链脂肪酸和少量支链脂肪 酸以及奇数碳原子脂肪酸。 2、月桂酸酯 此类脂肪来源于某些棕榈植物,例如椰子和巴巴苏(bobasu),这种脂肪的特征是月桂 酸含量高达 40%~50%,C6、C8 和 C10 脂肪酸的含量中等,不饱和脂肪酸含量少,熔点较 低。 3、植物奶油 它来源于各种热带植物的种籽,是以脂肪的熔点范围窄为特征,这主要因为脂肪酸在三 酰基甘油分子中的排列方式不同,饱和脂肪酸含量大于不饱和脂肪酸,但是在这些植物油中 不存在三饱和酰甘油酯。植物奶油广泛用于糖果生产,可可脂是这类脂肪中最重要的一种。 可可脂含油酸软脂酸硬脂酸甘油酯 51.9%,油酸二硬脂酸甘油酯 18.4%,软脂酸二油酸甘 油酯 8.7%,硬脂酸二油酸甘油酯 12.0%,油酸二软脂酸甘油酯和二软脂酸硬脂酸甘油酯分 别为 6.5%和 2.5%。 4、油酸-亚油酸酯 自然界中这类脂最为丰富,全部来自植物界。植物油脂中,含有大量的油酸和亚油酸,饱和 脂肪酸低于 20%。这类油脂中最主要的是棉籽、玉米、花生、向日葵、红花、橄榄、棕榈 和芝麻油。 5、亚麻酸酯 植物油例如豆油、小麦胚芽油、大麻籽油和紫苏油均含有大量亚麻酸,其中以豆油为最 重要,含大量亚麻酸是其产生生油味的原因。 6、动物脂肪 包括家畜动物的储存脂肪如猪油、牛油,这类脂肪均含有大量 C16 和 C18 脂肪酸和中 等量不饱和脂肪酸,且大部分是油酸和亚油酸,仅含少量奇数碳原子酸。此外这类脂肪还含 有相当多的完全饱和的三酰甘油酯,所以熔点较高。 蛋脂由于具有乳化特性和高胆固醇含量而显得尤为重要,脂肪在全蛋中约占 12%,几 乎全集中在蛋黄内,在蛋黄中脂肪含量高达 32%~36%,主要脂肪酸为 18:1(38%)、16:0(23%) 和 18:2(16%)。在蛋黄脂中三酰甘油占 66%、磷脂 28%、胆固醇 5%。 7、海产动物油脂 这类油以含大量多达 6 个双键的长链不饱和脂肪酸为特征,如二十碳五烯酸和二十二 碳六烯酸,且富含维生素 A 和 D,由于高度不饱和性,所以比其他动物和植物油脂更容易
8 4)神经节苷酯:含鞘氨醇、脂肪酸和碳水化合物。 (3)衍生脂类:上述各种脂类的水解产物,包括脂肪酸,固醇类、碳氢化合物、类胡萝卜 素、脂溶性维生素等。 食品中主要的脂类化合物是脂酰甘油,根据动物或植物脂肪和油的组成,酰基甘油习惯 上分为以下几类。 1、乳脂 这类脂肪来源于哺乳动物的乳汁,主要是牛奶。乳脂的主要脂肪酸是棕榈酸、油酸和硬 脂酸,它与其他动物脂肪不同的是乳脂中含有相当多的 C4~C12 短链脂肪酸和少量支链脂肪 酸以及奇数碳原子脂肪酸。 2、月桂酸酯 此类脂肪来源于某些棕榈植物,例如椰子和巴巴苏(bobasu),这种脂肪的特征是月桂 酸含量高达 40%~50%,C6、C8 和 C10 脂肪酸的含量中等,不饱和脂肪酸含量少,熔点较 低。 3、植物奶油 它来源于各种热带植物的种籽,是以脂肪的熔点范围窄为特征,这主要因为脂肪酸在三 酰基甘油分子中的排列方式不同,饱和脂肪酸含量大于不饱和脂肪酸,但是在这些植物油中 不存在三饱和酰甘油酯。植物奶油广泛用于糖果生产,可可脂是这类脂肪中最重要的一种。 可可脂含油酸软脂酸硬脂酸甘油酯 51.9%,油酸二硬脂酸甘油酯 18.4%,软脂酸二油酸甘 油酯 8.7%,硬脂酸二油酸甘油酯 12.0%,油酸二软脂酸甘油酯和二软脂酸硬脂酸甘油酯分 别为 6.5%和 2.5%。 4、油酸-亚油酸酯 自然界中这类脂最为丰富,全部来自植物界。植物油脂中,含有大量的油酸和亚油酸,饱和 脂肪酸低于 20%。这类油脂中最主要的是棉籽、玉米、花生、向日葵、红花、橄榄、棕榈 和芝麻油。 5、亚麻酸酯 植物油例如豆油、小麦胚芽油、大麻籽油和紫苏油均含有大量亚麻酸,其中以豆油为最 重要,含大量亚麻酸是其产生生油味的原因。 6、动物脂肪 包括家畜动物的储存脂肪如猪油、牛油,这类脂肪均含有大量 C16 和 C18 脂肪酸和中 等量不饱和脂肪酸,且大部分是油酸和亚油酸,仅含少量奇数碳原子酸。此外这类脂肪还含 有相当多的完全饱和的三酰甘油酯,所以熔点较高。 蛋脂由于具有乳化特性和高胆固醇含量而显得尤为重要,脂肪在全蛋中约占 12%,几 乎全集中在蛋黄内,在蛋黄中脂肪含量高达 32%~36%,主要脂肪酸为 18:1(38%)、16:0(23%) 和 18:2(16%)。在蛋黄脂中三酰甘油占 66%、磷脂 28%、胆固醇 5%。 7、海产动物油脂 这类油以含大量多达 6 个双键的长链不饱和脂肪酸为特征,如二十碳五烯酸和二十二 碳六烯酸,且富含维生素 A 和 D,由于高度不饱和性,所以比其他动物和植物油脂更容易
9 氧化。 第四节 油脂的物理特性 一、三酰基甘油分布理论 三酰基甘油中脂肪酸的分布显著影响脂肪的结构和性质,关于三酰基甘油的分布有着 多种理论,主要介绍以下典型的几种分布理论。 1、均匀或最广泛分布 这种理论是希尔迪奇(Hilditch)和威廉姆斯(Williams)对天然脂肪的三酰甘油的组成 进行一系列定量研究后提出来的,天然脂肪的脂肪酸倾向于尽可能广泛地分布在全部三酰甘 油酯分子中,因此,如果一种 S 酸的含量低于总脂肪酸量的 1/3,那么这种酸在任何三酰 甘油分子中只能有一次机会,如果 X 表示另一种脂肪酸,于是,只有 XXX 和 SXX 二种 三酰基甘油分子。若 S 脂肪酸为总脂肪酸含量的 1/3 和 2/3 之间,则应该至少出现一次, 但绝对不会出现三次,即仅有SXX 和 SSX 存在。当 S 脂肪酸超过总脂肪酸含量的 2/3 时, 它在每个分子中至少可以出现两次,即可能存在 SSX 和 SSS 二种三酰甘油。 上述均匀分布理论的缺点,在很多天然脂肪特别是动物来源的脂肪中明显地表现出来。 事实上,在饱和脂肪酸低于 67%的脂肪中也存在三饱和酰基甘油,这种理论只适用于由两 种脂肪酸组分构成的体系,而且未考虑位置异构体,因此这种理论是不正确的。 2、无规(1,2,3 无规)分布 按照这种理论,脂肪酸在每个三酰基甘油分子内和全部三酰基甘油分子间都是随机分布 的。因此,甘油基所含三个位置的脂肪酸组成应该相同,而且与总脂肪的脂肪酸组成相等。 根据这种理论,可按下式计算出一定种类的脂肪酸所占的比例。 %Sn-XYZ=(总脂肪中的 X 摩尔%)×(总脂肪中 Y 摩尔%)×(总脂肪中 Z 摩尔%)×10-4 式 中,Y,Y,Z 表示在酰基甘油 1,2,3 位置的组成脂肪酸。例如,假若一种脂肪含 8%棕 榈酸,2%硬脂酸,30%油酸和 60%亚油酸,于是,可以预计总共有 64 种三酰甘油分子(n=4, n3=64)。以下是三酰甘油的百分含量的计算实例: %Sn-OOO=30×30×30×10-4=2.7 %Sn-PLSt=8×60×2×10-4=0.096 %Sn-LOL=60×30×60×10-4=10.6 式中 O 代表油酸;P 代表棕榈酸;L 代表亚油酸;St 代表硬脂酸。 大多数脂肪并不完全符合随机分布模式。例如在许多情况下按随机分布理论预计的全饱 和三酰甘油的比例均超过实验测定值。现代分析技术证明,在天然脂肪中 Sn-2 位置的脂肪 酸组成不同于结合在 1,3 位置的脂肪酸。但随机分布计算方法有助于了解其他假说和预测 酯交换反应中各种脂肪酸的无规分布情况。 3、有限无规分布 根据卡尔赦(Kartha)首先提出的有限无规假说,动物脂肪中饱和与不饱和脂肪酸是无 规分布的,而全饱和三酰甘油(SSS)的量只能达到使脂肪在体内保持流动的程度。按照这 种理论,过量的 SSS 将会同 UUS 和 UUU 进行交换,形成 SSU 和 SUU,Kartha 的计 算并未考虑个别酸的位置异构体或在甘油基上占据的位置
9 氧化。 第四节 油脂的物理特性 一、三酰基甘油分布理论 三酰基甘油中脂肪酸的分布显著影响脂肪的结构和性质,关于三酰基甘油的分布有着 多种理论,主要介绍以下典型的几种分布理论。 1、均匀或最广泛分布 这种理论是希尔迪奇(Hilditch)和威廉姆斯(Williams)对天然脂肪的三酰甘油的组成 进行一系列定量研究后提出来的,天然脂肪的脂肪酸倾向于尽可能广泛地分布在全部三酰甘 油酯分子中,因此,如果一种 S 酸的含量低于总脂肪酸量的 1/3,那么这种酸在任何三酰 甘油分子中只能有一次机会,如果 X 表示另一种脂肪酸,于是,只有 XXX 和 SXX 二种 三酰基甘油分子。若 S 脂肪酸为总脂肪酸含量的 1/3 和 2/3 之间,则应该至少出现一次, 但绝对不会出现三次,即仅有SXX 和 SSX 存在。当 S 脂肪酸超过总脂肪酸含量的 2/3 时, 它在每个分子中至少可以出现两次,即可能存在 SSX 和 SSS 二种三酰甘油。 上述均匀分布理论的缺点,在很多天然脂肪特别是动物来源的脂肪中明显地表现出来。 事实上,在饱和脂肪酸低于 67%的脂肪中也存在三饱和酰基甘油,这种理论只适用于由两 种脂肪酸组分构成的体系,而且未考虑位置异构体,因此这种理论是不正确的。 2、无规(1,2,3 无规)分布 按照这种理论,脂肪酸在每个三酰基甘油分子内和全部三酰基甘油分子间都是随机分布 的。因此,甘油基所含三个位置的脂肪酸组成应该相同,而且与总脂肪的脂肪酸组成相等。 根据这种理论,可按下式计算出一定种类的脂肪酸所占的比例。 %Sn-XYZ=(总脂肪中的 X 摩尔%)×(总脂肪中 Y 摩尔%)×(总脂肪中 Z 摩尔%)×10-4 式 中,Y,Y,Z 表示在酰基甘油 1,2,3 位置的组成脂肪酸。例如,假若一种脂肪含 8%棕 榈酸,2%硬脂酸,30%油酸和 60%亚油酸,于是,可以预计总共有 64 种三酰甘油分子(n=4, n3=64)。以下是三酰甘油的百分含量的计算实例: %Sn-OOO=30×30×30×10-4=2.7 %Sn-PLSt=8×60×2×10-4=0.096 %Sn-LOL=60×30×60×10-4=10.6 式中 O 代表油酸;P 代表棕榈酸;L 代表亚油酸;St 代表硬脂酸。 大多数脂肪并不完全符合随机分布模式。例如在许多情况下按随机分布理论预计的全饱 和三酰甘油的比例均超过实验测定值。现代分析技术证明,在天然脂肪中 Sn-2 位置的脂肪 酸组成不同于结合在 1,3 位置的脂肪酸。但随机分布计算方法有助于了解其他假说和预测 酯交换反应中各种脂肪酸的无规分布情况。 3、有限无规分布 根据卡尔赦(Kartha)首先提出的有限无规假说,动物脂肪中饱和与不饱和脂肪酸是无 规分布的,而全饱和三酰甘油(SSS)的量只能达到使脂肪在体内保持流动的程度。按照这 种理论,过量的 SSS 将会同 UUS 和 UUU 进行交换,形成 SSU 和 SUU,Kartha 的计 算并未考虑个别酸的位置异构体或在甘油基上占据的位置
10 4、1,3 无规-2 无规 已知在甘油基碳 2 位置的脂肪酸与 1 或 3 位置上的不相同,假定有二种不同来源的 脂肪酸分别在 2 和 1、3 位置无规酯化,这样,1 和 3 位置上的脂肪酸组成可能相同。 根据这种假说,按下式可计算已知的三酰甘油的含量。 %Sn-XYZ=(1,3 位置 X 摩尔%)×(2 位置 Y 摩尔%)×(1,3 位置 X 摩尔)× 10-4 用化学方法或酶法部分脱酰基,对所生成的单酰或二酰基甘油进行分析测定,可知道 Sn-2 和 1,3 位置上脂肪酸的种类。 5、1-无规-2 无规-3 无规分布 按照这种理论,三种不同的脂肪酸无规分布在天然三酰基甘油分子的三个位置上,这样, Sn-1,Sn-2 和 Sn-3 脂肪酸的数量不相同,不同三酰基甘油的含量可用下式计算。 %Sn-XYZ=(Sn-1X 摩尔%)×(Sn-2Y 摩尔%)×(Sn-3Z 摩尔%)×10-4 根据这种理论计算天然脂肪的分子种类,必须区别 Sn-1 和 Sn-3 位置的脂肪酸组成。 通常用布罗克-霍夫(Brocker-Hoff)或兰斯(Lanks)等人的方法进行测定。 二、天然脂肪中脂肪酸的位置分布 早期研究主要的三酰基甘油的种类,是根据不饱和性(即三饱和、二饱和、二不饱和与 三不饱和)通过部分结晶和氧化-离析方法进行。近来采用酶法水解立体特异性分析技术, 能够准确测定许多三酰基甘油中三个位置的脂肪酸分布。表 4-4 中列出的数据表示植物和 动物脂肪中脂肪酸的分布
10 4、1,3 无规-2 无规 已知在甘油基碳 2 位置的脂肪酸与 1 或 3 位置上的不相同,假定有二种不同来源的 脂肪酸分别在 2 和 1、3 位置无规酯化,这样,1 和 3 位置上的脂肪酸组成可能相同。 根据这种假说,按下式可计算已知的三酰甘油的含量。 %Sn-XYZ=(1,3 位置 X 摩尔%)×(2 位置 Y 摩尔%)×(1,3 位置 X 摩尔)× 10-4 用化学方法或酶法部分脱酰基,对所生成的单酰或二酰基甘油进行分析测定,可知道 Sn-2 和 1,3 位置上脂肪酸的种类。 5、1-无规-2 无规-3 无规分布 按照这种理论,三种不同的脂肪酸无规分布在天然三酰基甘油分子的三个位置上,这样, Sn-1,Sn-2 和 Sn-3 脂肪酸的数量不相同,不同三酰基甘油的含量可用下式计算。 %Sn-XYZ=(Sn-1X 摩尔%)×(Sn-2Y 摩尔%)×(Sn-3Z 摩尔%)×10-4 根据这种理论计算天然脂肪的分子种类,必须区别 Sn-1 和 Sn-3 位置的脂肪酸组成。 通常用布罗克-霍夫(Brocker-Hoff)或兰斯(Lanks)等人的方法进行测定。 二、天然脂肪中脂肪酸的位置分布 早期研究主要的三酰基甘油的种类,是根据不饱和性(即三饱和、二饱和、二不饱和与 三不饱和)通过部分结晶和氧化-离析方法进行。近来采用酶法水解立体特异性分析技术, 能够准确测定许多三酰基甘油中三个位置的脂肪酸分布。表 4-4 中列出的数据表示植物和 动物脂肪中脂肪酸的分布