脂肪

义项:油性物质
脂肪

脂肪是存在于动植物体内的一类油性物质,化学上主要指由1分子甘油与3分子脂肪酸酯化生成的甘油三酯。它既是生物体的储能物质,也是细胞结构与代谢活动的重要参与者。在食品、化工等行业中,脂肪是食用油和多种油脂化学品的原料。

目录
  1. 定义
  2. 原理
  3. 发展历程
  4. 应用
  5. 局限
  6. 参见

定义

脂肪通常指人和动植物体内的油性物质,是生物体的组成成分与储能物质,也是食用油的主要成分[1]。在化学上,其主体为甘油三酯,由甘油的3个羟基与脂肪酸的羧基发生酯化反应形成,可写作 $C_3H_5(OOCR)_3$[1]。

在日常用语和食品领域,常温下呈液体的称为油,呈固体的称为脂肪,两者合称油脂;而油、脂肪与类脂(如胆固醇、卵磷脂)的总称是脂质[2]。脂肪由碳、氢、氧3种元素组成,可溶于多数有机溶剂,但不溶于水[2]。

在生物体内,脂肪与类脂共同构成脂质;脂肪又称真脂或中性脂肪,主要存在于皮下组织、大网膜、肠系膜及肾脏周围等处,其含量随营养状况与能量消耗而变动[1][3]。

原理

脂肪的性质主要由其结合的脂肪酸决定。脂肪酸是不含或含有双键的链状羧酸,通式可写作 $CH_3(CH_2)_nCOOH$;按碳链是否含双键分为饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸,后者又分为单不饱和与多不饱和两类[4][2]。自然界存在40余种脂肪酸,碳原子数多在4至24之间,甘油三酯因此种类繁多[1]。

脂肪酸组成影响熔点:饱和脂肪酸链长与数量增加时,甘油三酯熔点升高。动物脂肪含饱和脂肪酸较多,室温下多为固态;植物油含不饱和脂肪酸较多,室温下多为液态[1][4]。

膳食脂肪的消化吸收是一个多环节过程:脂肪在胃内先受舌脂酶与胃脂酶作用,进入小肠后在胰脂肪酶与辅脂酶、磷脂酶等参与下被水解[5]。水解产物游离脂肪酸与单酰甘油由胆汁中的胆汁酸与磷脂乳化,形成微团,穿过肠壁进入肠上皮细胞[6]。

进入细胞后,脂肪酸与单酰甘油在内质网重新酯化为甘油三酯,与胆固醇酯及载脂蛋白B48组装成乳糜微粒,经淋巴进入血液循环[6]。毛细血管内皮上的脂蛋白脂肪酶将乳糜微粒中的甘油三酯水解,释放的脂肪酸可供组织氧化供能或被脂肪组织摄取储存[5]。

脂肪的能量密度较高,每克可提供约9千卡热量,而碳水化合物与蛋白质各约4千卡[2]。由于脂肪不溶于水,储存时无须同时储备大量水,因此相同重量下比糖类释放能量更多[3]。其水解反应可表示为:

$C_3H_5(OOCR)_3 + 3H_2O \rightarrow C_3H_5(OH)_3 + 3RCOOH$

在碱参与时则生成甘油与脂肪酸盐,这一过程称为皂化[7]。

发展历程

对脂肪化学的系统认识始于19世纪初。法国化学家米歇尔·欧仁·谢弗勒尔自1810年前后开始研究动物脂肪,通过皂化与结晶分离出多种脂肪酸,并提出脂肪是甘油与脂肪酸结合的产物[8][3]。

1823年,谢弗勒尔出版《动物脂肪化学研究》,汇总了其实验过程与关于脂肪性质的理论结论,被视为油脂化学的第一部专著[9]。皂化反应的化学机制也在1823年由他阐明[7]。

1825年,谢弗勒尔与盖-吕萨克取得以粗硬脂酸制造蜡烛的专利,硬脂酸蜡烛由此逐步取代传统的动物脂蜡烛[8]。这些工作使制皂工艺从经验操作转为有化学依据的工艺,并为后来甘油与脂肪酸工业奠定基础[7]。

20世纪以后,脂肪的生理学与营养学研究不断深入。1953年,美国生理学家肯尼迪提出体重调定点假说,认为身体会通过调节食欲与活动使体重回到某一设定水平[3]。20世纪下半叶起,动物脂肪与部分热带油脂因胆固醇或饱和脂肪酸含量较高而受到营养学关注[10]。

应用

在食品工业中,脂肪与油是冰淇淋、酱料、焙烤食品、糖果、人造奶油等产品的重要原料,也作为脂溶性风味与营养素的载体[10]。脂肪还能促进维生素A、D、E、K等脂溶性维生素和类胡萝卜素的吸收,并提供亚油酸、亚麻酸等人体不能合成的必需脂肪酸[2]。

在工业上,脂肪是油脂化学的主要原料。脂肪经碱水解(皂化)可得到脂肪酸盐与甘油,前者是肥皂的主要成分,后者可用于制药、化妆品、树脂等[11]。以猪油等动物脂肪为原料,经氢化、水解、皂化、醇解等深加工,可制得硬化油、脂肪酸、脂肪酸单甘酯、甘油等产品[12]。

脂肪酸及其衍生物多具有两亲性,即一端为亲油的长烷基链、另一端为亲水基团,因此常被用作乳化剂、表面活性剂,广泛用于洗涤、纺织、皮革、造纸、涂料与润滑等领域[13]。此外,植物油经甲酯化等处理后可制取生物柴油等燃料[13]。2023 年前后的资料显示,中国居民平衡膳食宝塔建议成人每日烹调用油约 25 至 30 克[2]。

局限

脂肪并非在任何条件下都有益。摄入过多会导致脂质代谢紊乱、血脂升高,与动脉硬化、高血压、冠心病等心血管疾病风险相关,也可能增加肥胖与代谢性疾病的风险[2]。这些关联属于营养学层面的风险提示,并不等同于单次摄入即致病。

脂肪的化学稳定性也存在局限。甘油三酯在酸、碱或酶催化下可水解,生成甘油与脂肪酸;游离脂肪酸含量升高会降低油脂的发烟温度,影响其在高温烹饪中的适用性[11]。因此油脂在储存和加工中需要注意水解与氧化问题。

在分析方法上,脂肪的定义边界并不十分严格。脂质是一类结构差异很大、共同特征仅为不溶于水而易溶于乙醚、氯仿等非极性溶剂的物质,通常需按组成再细分为单纯脂、复合脂、萜类与类固醇等类别[1]。这意味着“脂肪”一词在营养学、化学与食品工业中的所指并不完全一致,跨领域讨论时须说明具体所指。

参见

  • 甘油三酯 —— 脂肪的主要化学成分,由甘油与3分子脂肪酸酯化而成

  • 脂肪酸 —— 决定脂肪熔点与营养特性的组成单元

  • 脂质 —— 油、脂肪与类脂的总称,范围大于脂肪

  • 胆固醇 —— 属于类脂的一类物质,常与脂肪一同讨论

  • 皂化反应 —— 脂肪在碱作用下水解生成肥皂与甘油的反应

参考资料

  1. 脂肪 [引用日期2026-10-29]
  2. 全民健康生活方式--识油、控油 [引用日期2026-10-29]
  3. 图文详情——科普中国资源服务 [引用日期2026-10-29]
  4. “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 [引用日期2026-10-29]
  5. Triglyceride [引用日期2026-10-29]
  6. KEGG PATHWAY: map04975 [引用日期2026-10-29]
  7. [科普中国]-皂化值 [引用日期2026-10-29]
  8. 10.1093$002foi$002fauthority [引用日期2026-10-29]
  9. Contribution of Chevreul to lipid chemistry [引用日期2026-10-29]
  10. Oil and Fat - Chapters and Articles [引用日期2026-10-29]
  11. 油脂水解 [引用日期2026-10-29]
  12. 猪油脂的开发及应用 [引用日期2026-10-29]
  13. 油脂化学品制造与应用 [引用日期2026-10-29]
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最近更新:2026-10-28T18:58:33Z

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