第二章-生物化学-脂类化学

1、第二章 脂类化学,2.2 单脂,2.1 概述,2.3 复脂,2.4 固醇,2.1 概述,2.1.1 脂类的存在 一切动植物都含有脂类 动物油脂（猪油、牛羊油、鱼肝油、奶油等） 植物油（豆油、菜油、花生油、芝麻油等） 成人含脂肪（即三脂酰甘油，triglyceride）约1020。,2.1.2 脂类的概念 脂类（lipid）：或脂质，由脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物。 共同特征：不溶于水，易溶于乙醚、苯、氯仿等脂溶剂中。,2.1.3 生物功能,能量物质,结构脂质,保护功能,构成某些维生素和激素的主要成分,作为营养物 卵磷脂、DHA、EPA、胆固醇等,2.1.4 脂类的分类,按组成不同，可分为单

2、脂和复脂两大类。 1.单脂是由各种高级脂肪酸和甘油或高级一元醇形成的酯。 脂：室温固态，是甘油与脂酸结合所成，称脂肪或中性脂。 油：室温液态，不饱和脂酸和低分子脂酸多。 蜡：高级脂酸与高级一元醇组成，如蜂蜡。 2.复脂除含有脂肪酸和各种醇外，还含有其他物质的脂。 磷脂 、糖脂,2.2 单脂,2.2.1 脂酰甘油类（脂肪）,2.2.1.1 脂肪的组成和结构,脂肪：三酰甘油 为脂肪酸和甘油形成的酯。,R1、R2、R3可以相同(简单三酰甘油)，也可不同（混合三酰甘油），自然界多为混合三酰甘油。 R2常为不饱和脂肪酸，在碳链右侧为D-型，在左侧为L-型。,TG,甘油（glycerol）丙三醇,脂肪酸

3、（free fatty acid）,饱和：长的C-H链，一羧基，自身可以合成 。,不饱和：一个或几个双键，有些必须由食物供给 。,脂肪酸,饱和脂肪酸：硬脂酸（18碳脂肪酸）、软脂酸（16碳脂肪酸）、花生酸（二十碳酸）等。 不饱和脂肪酸：油酸（18碳一烯酸9）、亚油酸（18碳二烯酸9，12）、亚麻酸（18碳三烯酸9，12，15或6，9，12）、花生四烯酸（二十碳四烯酸）、二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸(DHA)。 羟酸：12羟油酸 环酸：环戊烯十三酸 必需脂肪酸：维持人体生长所需的，体内又不能合成的脂肪酸。,其主要生理功能： 1)作为细胞的组成成分，特别是参与线粒体和细胞膜 磷脂的合成；

4、 2)与脂质代谢关系密切； 3)与动物精子形成有关； 4)可作为类廿碳烷酸化合物合成的前体； 5)对X射线引起的一些皮肤损害有保护作用。,脂肪酸结构的简写法： 碳原子数：双键数（双键位置）,16：0,油酸（十八烯酸）,18：0,18：1（9）或 18：19,花生酸（二十碳酸） 亚油酸（18碳二烯酸9，12） 亚麻酸（18碳三烯酸9，12，15） 花生四烯酸（二十碳四烯酸5，8，11，14）,饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的构象,高等动、植物的脂肪酸的共性,1. 脂肪酸链长多为14-20个碳原子，都是偶数； 2. 最常见的脂肪酸是软脂酸、硬脂酸以及油酸； 3. 高等植物和低温生活的动物中，不饱和脂肪酸

5、的含量高于饱和脂肪酸。 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、植物的不饱和脂肪酸的双键位置一般在第9-10碳间。 如：亚油酸,CH3（CH2）3CH2CH=CHCH2CH=CH（CH2 ）6CH2COOH,6. 哺乳动物不能合成正常生长所需的亚油酸和亚麻酸，需要从植物中获得。,7.不饱和脂肪酸几乎都属于顺式构型，反式的极少。,2.2.1.2 甘油三酯的性质 1 溶解度 不溶于水，溶于脂溶剂 乳化 在乳化剂作用下，油脂均匀地分散在水中，形成稳定的乳状液，此过程为乳化作用。 乳化剂：胆汁酸盐；肥皂,2 熔点 熔点随饱和脂肪酸的数目和链长的增加而升高。,3 折光性

6、不饱和脂肪的折光率比饱和脂肪的高。,4 水解和皂化 皂化作用：当用碱水解脂酰甘油时，产物之一为脂肪酸的盐类，即肥皂，此反应为皂化作用。,皂化价：完全皂化1克油或脂所消耗的氢氧化钾的毫克数。 皂化价可用于评估油脂质量，并计算该油脂的平均相对分子量。,250毫克油脂完全皂化时需要47.5毫克KOH，计算该油脂中甘油三酯的平均相对分子量。,答案：884,5 氢化（Hydrogenation） 油脂中的不饱和键可以在金属镍催化下发生氢化作用。 硬化油（氢化油）：氢化作用通常用于使液体油脂变成固体油脂。,6 卤化和碘值 卤化作用（halogenation）：油脂中不饱和键可与卤素发生加成作用，生成卤代脂

7、肪酸。 碘值：100克油脂所能吸收的碘的克数。 用碘值表示油脂的不饱和度。,7 干化 某些油在空气中放置，能形成一层干燥而有韧性的薄膜。这种现象叫干化。具有这种性质的油叫干性油。如桐油。 油脂按碘价的大小分： 干性油：170 亚麻籽油、桐油 半干性油：100170 大豆油、芝麻油 不干性油：100 椰子油、棕榈油,8 酸败和酸值 油脂在空气中暴露过久即产生难闻的臭味，这种现象为“酸败”。 酸败的化学本质： 水解：油脂经光和热或微生物作用水解放出游离的脂肪酸，低分子的脂酸有臭味。 氧化：,酸败的程度一般用酸值表示：中和1克油脂中的游离脂肪酸所消耗的氢氧化钾毫克数。 酸值可用来表示油脂品质的优劣。

8、,9 乙酰化 油脂中含羟基的脂肪酸可与乙酸酐作用形成相应的酯。 乙酰化值：1克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。 从乙酰化值可推知样品中所含羟基的多少。,2.2.2 蜡（wax）,蜡是高级脂肪酸和高级一元醇生成的酯。 蜂蜡的主要成分是软脂酸和含30元醇形成的酯,作用,2.3 复脂,复脂：脂肪酸 + 醇类 + 其他物质 磷酸基磷脂 糖基糖脂 2.3.1 磷脂（phospholipid） 根据所含醇不同： 甘油磷脂类 鞘氨醇磷脂类,2.3.1.1 甘油磷脂,甘油磷脂的组成,Sn二脂酰甘油3磷酸,立体专一编号（Sn）,重要的甘油磷脂,磷脂酰胆碱（phosphatidy

9、 choline） 卵磷脂,L-磷脂酰胆碱,基本介绍 卵磷脂这个词本身由希腊文Lekiths派生出来，意指蛋黄， 因为卵磷脂最初是在蛋黄中发现，一只鲜蛋黄中约含10卵磷脂。近年来卵磷脂被誉为与蛋白质、维生素并列的三大营养素，倍受社会关注，已成为保健品市场的黄金产品。卵磷脂是人体细胞膜的基本组成部分，细胞膜是细胞的卫士，它决定了细胞之间能量和信息的传递。人体拥有足够的卵磷脂，就意味着具有较好的免疫力、代谢力和生命活力。卵磷脂更多地集中于脑及脑神经系统、血液循环系统、免疫系统、心、肝、肾等重要器官中。,目前市上销售的卵磷脂产品，大多是大豆卵磷脂，其生物特性远不如蛋黄卵磷脂。蛋黄卵磷脂更容易被人体吸

10、收，主要特点是抗氧化、无毒副作用，纯度高、吸收好。,主要功效 1、保护肝功能 2、保持血管通畅 3、促进胎、婴儿神经系统发育 4、美容效应 5、预防老年性痴呆 6、防治胆结石作用 7、调节情绪，缓解心理压力,二磷脂酰甘油（diphosphatidyl glycerols） 心磷脂,两个磷脂酸分子的磷酸基团分别与一个甘油分子的1、3碳原子上的羟基以酯键相连。 是线粒体膜和细菌膜的主要成分，是唯一具有抗原性的磷脂分子。,缩醛磷脂（plasmalogens）,脂性醛基,存在脑组织和动脉血管，可能有保护血管的作用。,2.3.1.2 鞘氨醇磷脂（sphingomyelin）,鞘氨醇,胆碱,脂酸,鞘 磷

11、脂,两类磷脂的分子组成比较,2.3.2 糖脂（glycolipid）,N-酰基鞘氨醇糖脂（glycosyl ceramides） 甘油醇糖脂（glycosyl glycerides）,脑苷脂,半乳糖,鞘氨醇,2.4 固醇,固醇（甾醇）类：是环戊烷多氢菲的衍生物。,环戊烷多氢菲,-型固醇,-型固醇,3,10,17,胆固醇（cholesterol）,胆固醇,胆固醇酯,血清胆固醇为游离胆固醇和胆固醇酯的总和。正常值：1824.3mg/100ml 高血脂、冠心病、动脉粥样硬化症、胆结石症等。,健康人的平均血浆胆固醇含量为每100毫升血中有160毫克，如超过220毫克为过高；甘油三脂为85毫克，如超过1

12、60毫克为过高；,无论是胆固醇含量增高，还是甘油三脂的含量增高，或是两者皆增高，统称为高脂血症。高脂血症与冠心病有密切的关系，尤其是胆固醇与甘油三脂皆增高的，患冠心病的危险性更大。,TC值(血浆总胆固醇)大于200mg%的人应考虑进行治疗；TC值大于250mg%的人必须治疗。,引起动脉粥样硬化的罪魁祸首是VLDL、LDL，而HDL则可清除沉积在血管壁上的胆固醇，并将其运到肝脏去，扮演“清道夫”的角色。在VLDL和LDL中含有的胆固醇叫胆固醇，在HDL中含有的胆固醇叫胆固醇。健康人体中约为21，过多的胆固醇不利于健康。而胆固醇增多则有利于健康，高脂血症之所以形成动脉粥样硬化，主要是因为血中各类脂

13、质的含量失去了正常的平衡状态，即 值增大。 临床实践证明，当血浆总胆固醇高于200mg%时，随着胆固醇的升高，动脉粥样硬化程度显著增加，冠心病发病率呈直线上升。,胆固醇衍生物,胆汁酸（bile acid） 胆酸（cholic acid）、脱氧胆酸（deoxycholic acid）、鹅脱氧胆酸（chenodeoxycholic acid） 胆汁酸作为乳化剂，促进对脂类物质的吸收。 胆酸以酰胺键与甘氨酸或牛磺氨酸结合，分别生成甘氨胆酸和牛磺胆酸。,胆固醇的生物功能 1 胆固醇是生物膜的重要成分 2 7脱氢胆固醇可变为VD3，麦角固醇经紫外线照射可变成VD2 3 胆固醇可变为性激素和肾上腺皮质激素

14、，胆汁酸也有胆固醇变来。 4 胆固醇与某些疾病有关。胆管阻塞、胆结石、动脉硬化等。,脂类是由脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物。 脂类物质通常可分为：单脂和复脂 单脂 三脂酰甘油 是三个脂肪酸分子和甘油的三个羟基缩合而成的酯。 甘油三酯可以发生皂化作用，也具有氢化、卤化、氧化作用及乙酰化作用。 蜡 是长链脂肪酸和高级醇所形成的酯。,提 要,复脂 甘油磷脂 是两个脂肪酸分子与-磷酸甘油的两个游离羟基缩合成酯，磷酸残基又分别与胆碱、乙醇胺、丝氨酸和肌醇各一分子相连。 鞘氨醇磷脂不含甘油，而是有长链脂肪族氨基醇。 胆固醇在动物组织中含量丰富，生物作用广泛。,练 习 题,1.植物油的必需脂肪酸含量丰富，

15、所以植物油比动物油营养价值高。 2.天然油脂都是单酰甘油酯、二酰甘油和三脂酰甘油酯的混合物。 3.生物膜上的脂质主要是（ ）。 4.动脉粥样硬化可能与（ ）代谢紊乱有密切关系。 5.植物油在常温下一般为液态，这是因为它们含有大量的（ ）原故。 6.哺乳动物自身不能合成（ ）酸和（ ）酸，因此，这两种脂肪酸被称为必需脂肪酸。,8.下列化合物哪些是磷脂？（ ） A、糖原 B、神经鞘磷脂 C、油酸 D、三磷酸甘油酯 9.叙述正确的是（ ） A、所有的磷脂分子中都含有甘油基 B、所有脂类都含有脂酰基 C、含三个双键的脂肪酸是人体必需脂肪酸。 D、动物体内的花生四烯酸是由亚油酸合成的。 E、心磷脂分子中含有两分子甘油。,7.固醇类化合物的基本结构是（ ）。,10.用碱水解脂肪的反应称为（ ） A 酯化作用 B 还原作用 C 皂化作用 D 氧化作用 E 水解作用,11.下列哪种说法符合胆固醇的概念（ ） A