21.4: 脂质结构

脂质包括多种化合物，这些化合物在本质上基本上是非极性的。 这是因为碳氢化合物主要包括非极性碳或碳氢键。 非极性分子具有疏水性 (“担心水”) ，或在水中不溶解。 脂质在细胞中执行许多不同的功能。 细胞存储能量以脂肪形式长期使用。 脂质还可为植物和动物提供环境绝缘。 例如，它们有助于保持水生鸟类和哺乳动物的干燥，因为它们具有防水疏水性，所以在毛皮或羽毛上形成保护层。 脂质也是许多荷尔蒙的组成部分，是所有细胞膜的重要组成部分。 脂质包括脂肪，油，蜡，磷脂和类固醇。

脂质的一般结构

脂肪分子由两个主要成分组成—甘油和脂肪酸。 甘油是一种有机化合物 (酒精) ，含有三种碳，五种氢原和三种氢氧基 (OH) 组。 脂肪酸有一条长长的碳氢化合物链，碳氧合物组附在该链上，因此其名称为”脂肪酸”。 脂肪酸中的碳氢化合物数量可能介于 4 到 36 之间。 最常见的是含有 12 – 18 种碳化合物的碳化合物。 在脂肪分子中，脂肪酸通过氧原子附着在甘油分子的三种碳中，其中一种是酯键。 在脱水反应中将三种脂肪酸加入甘油主干，形成三氯甘油。 三氯甘油中的三种脂肪酸可能相似或不同。

磷脂是另一种常见的脂质。 它是一种对等分子，意味着它具有疏水性和亲水成分。 脂肪酸链具有疏水性，不能与水相互作用;而含磷酸盐的组则具有亲水性，并与水相互作用。 磷脂的亲水头组面对水溶液。 疏水尾被固定在胆管中间。

脂肪酸

脂肪酸可能已饱和或未饱和。 在脂肪酸链中，如果碳氢化合物链中相邻碳化合物之间只有单键，则脂肪酸会饱和。 硬脂酸是饱和脂肪酸的一个示例。

当碳氢化合物链中含有双键时，脂肪酸将不饱和。 油酸是未饱和脂肪酸的一个示例。 大多数不饱和脂肪在室温下是液体，称为油。 如果分子中有一个双键，那么它是一种单饱和脂肪 (例如橄榄油) ，如果有多个双键，那么它是一种多饱和脂肪 (例如，油)。 长直型脂肪酸，带单键，通常袋子紧密，在室温下是固体的。 动物脂肪中含有硬脂酸和棕榈酸 (肉类中常见) ，脂肪中含有丁酸 (黄油中常见) ，这是饱和脂肪的示例。

此外，脂肪酸还可以被分类为 CIS 和 TRANS。 CIS 和 TRANS 指示双键周围分子的配置。 如果氢原存在于同一平面中，则为 CIS 脂肪。 如果氢原子位于两个不同的平面上，则它是一种转运脂肪。 CIS 双键会导致弯曲或”扭结”，从而阻止脂肪酸与堆积紧密相连，从而使它们在室温下保持液体流动。 橄榄油，玉米油，油菜籽油和鳕鱼肝油是不饱和脂肪的例子。 不饱和脂肪有助于降低血液胆固醇水平;而饱和脂肪则有助于动脉中形成斑块。

反式脂肪

食品行业人为地对油进行氢化处理，使其半固化，并具有许多加工食品生成物所需的一致性。 在此过程期间，碳氢化合物链中 CIS –构象的双键可能会在 Trans –构象中转换为双键。

人造黄油（Margarine麦淇淋） ，一些类型的花生酱和缩短是人工氢化反式脂肪的示例。 最近的研究表明，人类饮食中反式脂肪的增加可能导致低密度脂蛋白 (LDL) 或”不良”胆固醇水平升高，进而导致动脉中的斑块气相沉积，从而导致心脏病。

Omega 脂肪酸

必需脂肪酸是人体需要的，但不合成。 因此，必须通过饮食摄入来补充这些食物。 Omega-3 脂肪酸属于这一类，是人类已知的两种产品之一 (另一种是 Omega-6 脂肪酸)。 这些是多聚不饱和脂肪酸，是 omega-3 ，因为双键将碳氢化合物链端的第三个碳与其邻近的碳连接起来。

Alpha-亚麻酸 是 omega-3 脂肪酸的一个示例。 它有三个 CIS 双键，因此是弯曲的形状。 鲑鱼，鳟鱼和金枪鱼是 omega-3 脂肪酸的好来源。 研究表示， omega-3 脂肪酸通过抑制血液凝结减少心脏病突发死亡的风险，降低血液中甘油三酯的含量，降低血压，并防止血栓形成。 它们还可以减少炎症，并有助于降低动物中某些癌症的风险。

本文改编自 Openstax, 生物学 2e, 第 3.3 章:脂质。