第二章 油料作物营养学基础
第一节 脂类
一、脂类的分类
（一）油脂
油脂即甘油三酯，或称为脂酰甘油，是油和脂肪的统称。一般将常温下呈液态的油脂称为油，呈固态的称为脂肪。
脂肪是由甘油和脂肪酸脱水合成而形成的。脂肪酸的羧基中的—OH与甘油羟基中的—H结合而失去一分子水，于是甘油与脂肪酸之间形成酯键，变成了脂肪分子。
脂肪中的三个酰基（无机或有机含氧酸除去羟基后所余下的原子团）一般是不同的，来源有碳十六、碳十八或其他脂肪酸。有双键的脂肪酸称为不饱和脂肪酸，没有双键的则称为饱和脂肪酸。
动物的脂肪中，不饱和脂肪酸很少，植物油中则比较多。膳食中饱和脂肪太多会引起动脉粥样硬化，因为脂肪和胆固醇均会在血管内壁上沉积而形成斑块，这样就会妨碍血流，引发心血管疾病。由于血管壁上有沉淀物，会使血管变窄，所以肥胖症患者更容易患上高血压等疾病。
油脂分布十分广泛，各种植物的种子、动物的组织和器官中都存有一定数量的油脂，特别是油料作物的种子和动物皮下的脂肪组织，油脂含量丰富。人体内的脂肪占体重的10%～20%。人体内脂肪酸种类很多，生成甘油三酯时有不同的排列组合方式，因此，甘油三酯具有多种存在形式。储存能量和供给能量是脂肪最重要的生理功能。1g脂肪在体内完全氧化时可释放出38kJ的能量，比1g糖或蛋白质所释放的能量多2倍以上。脂肪组织是体内专门用于储存脂肪的组织，当机体需要能量时，脂肪组织细胞中储存的脂肪可被动员分解以供给机体的需要。此外，高等动物和人体内的脂肪还有减少身体热量损失、维持体温恒定、减少内部器官之间摩擦和缓冲外界压力的作用。
（二）类脂
类脂主要是指在结构或性质上与油脂相似的天然化合物，包括磷脂、糖脂、胆固醇及类固醇三大类。
（1）磷脂是含有磷酸的脂类，包括由甘油构成的甘油磷脂与由鞘氨醇构成的鞘磷脂。动物的脑和卵、大豆的种子中磷脂的含量较高。
（2）糖脂是含有糖基的脂类。
（3）胆固醇及类固醇等物质主要包括胆固醇、胆酸、性激素及维生素D等。这些物质对于生物体维持正常的新陈代谢和生殖过程，起着重要的调节作用。
另外，胆固醇还是脂肪酸盐、维生素D以及类固醇激素等的合成原料，对于调节机体脂类物质的吸收，尤其是脂溶性维生素（A、D、E、K）的吸收以及钙、磷代谢等均起着重要作用。这三大类类脂是生物膜的重要组成成分，构成疏水性的“屏障”，分隔细胞水溶性成分并将细胞划分为细胞器、细胞核等小的区室，保证细胞内同时进行多种代谢活动而互不干扰，维持细胞正常结构与功能等。
二、脂肪酸和必需脂肪酸
（一）脂肪酸
脂肪酸按碳链长度（链上所含碳原子数目）的不同，可分成短链（含4～6个碳原子）脂肪酸、中链（含8～14个碳原子）脂肪酸、长链（含16～18个碳原子）脂肪酸和超长链（含20个或更多碳原子）脂肪酸四类。人体内主要含有长链脂肪酸组成的脂类。自然界中的脂肪酸几乎都是由偶数碳原子脂肪酸组成，奇数碳原子脂肪酸是由微生物产生的，一般很少见。能被人体吸收的只有偶数碳原子脂肪酸。
脂肪酸按饱和度分类可分为饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸两大类。饱和脂肪酸的分子结构中不含双键，动植物脂肪中所含的饱和脂肪酸主要有硬脂酸、软脂酸、花生酸和月桂酸等。不饱和脂肪酸按不饱和程度可分为单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸。单不饱和脂肪酸在分子结构中仅有一个双键，如油酸，普遍存在于动植物脂肪中，没有气味和滋味，但容易与空气中的氧气作用发生氧化酸败而引起食物的变质。多不饱和脂肪酸在分子结构中含两个或两个以上的双键，主要有亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等。
血浆中胆固醇的含量可受食物中饱和脂肪酸的影响。饱和脂肪酸可增加肝脏合成胆固醇的速度，提高血浆中胆固醇的浓度。饱和脂肪酸摄入量高是导致血浆中胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇升高的主要原因，过多摄入将增大患动脉粥样硬化和冠心病的概率。单不饱和脂肪酸在体内可转变为重要衍生物，几乎参与所有的细胞代谢活动，具有特殊的营养功能。因此，在考虑脂肪需要量时，必须同时考虑饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸三者之间的比例。不饱和脂肪酸含量高的油脂，其营养价值相对较高。最理想的膳食构成中，饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸三者之间的比例为1∶1∶1。
天然食物中含有各种脂肪酸，多以甘油三酯的形式存在。脂肪酸的饱和程度越高、碳链越长，其熔点也越高。一般来说，动物性脂肪（如牛油、奶油和猪油）比植物性脂肪含饱和脂肪酸多，一般含40%～60%的饱和脂肪酸、30%～50%的单不饱和脂肪酸，含多不饱和脂肪酸含量极少，在常温下呈固态，酶解的速度慢，消化吸收的速度较慢。植物油含10%～20%的饱和脂肪酸和80%～90%的不饱和脂肪酸，而多数含多不饱和脂肪酸比较多，在常温下呈液态，酶解的速度快，消化吸收的速度较快。但椰子油仅含5%的单不饱和脂肪酸和1%～2%的多不饱和脂肪酸，这种情况在植物油中较少。
（二）必需脂肪酸
一类维持生命活动所必需的、体内不能合成或合成速度不能满足需要而必须从外界摄取的脂肪酸，称为必需脂肪酸。亚油酸和α－亚麻酸是人体必需脂肪酸，这两种必需脂肪酸还可在体内分别合成花生四烯酸、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）等人体不可缺少的脂肪酸。花生四烯酸由亚油酸衍生而来，当合成不足时，必须由食物供给，也可列入必需脂肪酸。花生四烯酸对预防心血管疾病、糖尿病和肿瘤等具有重要功效。EPA有助于降低胆固醇和甘油三酯的含量，促进体内饱和脂肪酸的代谢，从而起到降低血液黏稠度，增进血液循环，提高组织供氧而消除疲劳，防止脂肪在血管壁的沉积，预防动脉粥样硬化的形成和发展，预防脑血栓、脑出血、高血压等心血管疾病的作用。DHA能影响胎儿大脑发育以及促进视网膜光感细胞的成熟。
必需脂肪酸在人体内具有重要的生理功能，主要表现在以下几个方面：
（1）构成人体组织。脂肪中的磷脂和胆固醇是人体细胞的主要成分，脑细胞和神经细胞中含量最多。一些胆固醇则是制造体内固醇类激素的必需物质，如肾上腺皮质激素、性激素等。
（2）与胆固醇代谢有密切关系。胆固醇只有与必需脂肪酸结合后，才能在体内转运，进行正常的代谢，防止动脉粥样硬化。
（3）具抗氧化作用，对射线引起的一些皮肤损害有保护作用。
（4）它是前列腺素在体内合成的原料。前列腺素广泛存在于许多组织中，由花生四烯酸转化而成。
（5）维持正常的视觉功能。亚麻酸可在体内转变成DHA, DHA在视网膜光受体中含量丰富，是维持视紫红质正常功能的必需物质。
（6）动物精子的形成也与必需脂肪酸有关。膳食中长期缺乏必需脂肪酸，动物可出现不育症。
必需脂肪酸最好的食物来源是植物油类，特别是棉籽油、大豆油、玉米油和芝麻油。小麦胚芽油中亚油酸的含量很高。豆油和紫苏子油中有较多亚麻酸。动物油脂中必需脂肪酸的含量比一般植物油中的要低。一般认为，必需脂肪酸应占每日膳食能量的3%～5%。婴儿对必需脂肪酸的需求量较成人大，对它的缺乏也较敏感。
三、磷脂与胆固醇
磷脂不仅是生物膜的重要组成成分，而且对脂肪的吸收和转运以及储存脂肪酸，特别是不饱和脂肪酸起着重要作用。磷脂主要存在于蛋黄、瘦肉、脑、肝和肾中，机体自身也能合成所需要的磷脂。磷脂按其组成结构可以分为两类：磷酸甘油酯和神经鞘磷脂。前者以甘油为基础，后者以神经鞘氨醇为基础。人体除自身能合成磷脂外，每天从食物中也可以得到一定量的磷脂。磷脂的缺乏会造成细胞膜结构受损，使毛细血管的脆性和通透性增加，皮肤细胞对水的通透性增高，引起水代谢紊乱，产生皮疹等。
胆固醇是人体中主要的固醇类化合物。人体各组织中皆含有胆固醇，它是许多生物膜的重要组成成分（在细胞内除线粒体膜及内质网膜中含量较少）。人体内90%的胆固醇存在于细胞中。胆固醇还是合成维生素D、肾上腺皮质激素、性激素等重要活性物质的重要原料，是制造体内固醇类激素的必需物质。肝脏是胆固醇代谢的中心，合成胆固醇的能力最强，人体每天合成胆固醇1～1.2g，而在肝脏中合成的量则占总合成量的80%。同时，肝脏还能促使胆固醇形成胆汁酸，人体内约有80%的胆固醇是在肝脏内转变成胆汁酸的。植物中不含胆固醇，但存在与胆固醇十分相似的物质植物固醇。植物固醇不但不被人体吸收，还有抑制小肠吸收胆固醇的作用，而且还可在人体内转变成胆汁酸和性激素，参与人体代谢。
胆固醇广泛存在于动物性食物之中，如肉类、内脏、脑、蛋黄和奶油等，人体自身也可以利用内源性胆固醇，所以一般不存在胆固醇缺乏。相反，由于它与高脂血症、动脉粥样硬化、心脏病等相关，人们往往关注体内胆固醇过多所带来的危害。
胆固醇可直接被人体吸收。如果食物中的胆固醇和其他脂类呈结合状态，则先被胆固醇酯酶水解成游离的胆固醇，再被吸收。体内胆固醇由肝脏排出胆汁，随胆汁进入肠道，一部分在小肠被重新吸收，未吸收的部分在小肠下段经细菌作用后转变为类固醇，随类固醇排出体外。影响胆固醇吸收的因素有以下几个方面：
（1）胆汁酸是促进胆固醇吸收的重要因素，胆汁酸缺乏时，会明显降低胆固醇的吸收。
（2）当食物中脂肪不足时，也会影响胆固醇的吸收。
（3）胆固醇在肠道中的吸收率随食物胆固醇含量的增加而下降。
（4）膳食中含饱和脂肪酸过高，可使血浆胆固醇升高，摄入较多不饱和脂肪酸，如亚油酸，血浆胆固醇即降低。
（5）植物性食物中的谷固醇和膳食纤维可减少胆固醇的吸收，从而可降低血胆固醇。
四、脂类的生理功能
（一）供给与储存能量
脂肪是体内供应能量和储存能量的重要物质。正常人能量的60%～70%来源于糖类，只有20%～25%来源于脂肪。但在空腹时50%以上的能量需要通过脂肪氧化分解获得。禁食1～3天，所需能量85%来自脂肪的氧化，脂肪是饥饿时体内能量的主要来源。脂肪除能在体内供能外，还是能量储存的主要形式。当机体摄入糖、脂肪、蛋白质过多时，不能被完全消耗，都会以脂肪的形式储存于体内。
（二）构成组织结构
脂类是维持细胞正常结构和功能的重要成分，如生物膜是由磷脂、糖脂和胆固醇组成的类脂层，脑和外周神经含有鞘磷脂等。
（三）提供必需脂肪酸
必需脂肪酸对人体有许多重要的生理功能。它是细胞重要的构成物质，尤其是对线粒体和细胞膜结构特别重要。必需脂肪酸缺乏时，细胞对水的通透性增加，毛细血管脆性增高，皮肤发生湿疹性改变并可发生血尿；它是合成磷脂和前列腺素的必需原料，还与精细胞生成等发育有关；它能与胆固醇结合成酯，从而促进胆固醇代谢，防止胆固醇在肝脏和血管壁上沉积，故对预防心血管疾病有着重要的意义。
（四）提供脂溶性维生素
脂肪还可提供脂溶性维生素，并对食物的营养价值有一定的保护作用。如果食物中缺少脂肪，将影响脂溶性维生素的吸收和利用。
（五）调节体温和保护内脏器官
脂肪大部分储存在皮下，用于调节体温，保护对温度敏感的组织，防止热能散失。
（六）增加饱腹感及摄食的口感
由于脂肪在人体胃内停留的时间较长，因此摄入含脂肪高的食物，可使人有饱腹感，不易饥饿。脂肪可以增加食物的烹饪效果，增加食物的香味，使人感到可口。另外，脂肪还能刺激消化液的分泌。
五、脂肪营养价值的评价
在营养学上，主要通过脂肪的消化率、脂肪酸的种类与含量、脂溶性维生素的含量三个方面对脂肪的营养价值进行评价。
（一）脂肪的消化率
食物脂肪的消化率与熔点成反比，熔点在50℃以上的脂肪不易消化吸收，熔点接近体温或低于体温的脂肪的消化率则较高。食物脂肪的消化率还与其所含的不饱和脂肪酸有关，双键数目越多，消化率也就越高。人体对动物脂肪的消化吸收较差，而对植物油的消化吸收较好；在畜肉中饱和脂肪酸含量多，而在鱼油中不饱和脂肪酸多，因此，鱼油的营养价值大于畜肉脂肪。
（二）脂肪酸的种类和含量
不饱和脂肪酸含量较高的油脂，必需脂肪酸的含量较高，营养价值相对较高。因此，植物油的营养价值高。
（三）脂溶性维生素的含量
脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E和维生素K，脂溶性维生素含量高的脂肪，营养价值也高。肝脏中的维生素A和维生素D含量丰富，特别是某些海产鱼的肝脏中含量较高；乳、蛋黄中维生素A和维生素D的含量比较丰富；植物油中含有丰富的维生素E，特别是谷类种子的胚油中维生素E更多，所以这些食物脂肪的营养价值很高。
六、脂类的供给量及食物来源
在一般情况下，脂肪的摄入量以占总热能的20%～30%为宜，儿童、青少年则应高于此比例。一般认为，必需脂肪酸的摄入量应不少于总热能的3%，饱和脂肪酸在热能中的比例应不超过10%，每日胆固醇的摄入量应在300mg以下。
膳食中的脂肪主要来源于食用油脂、动物性食物和坚果类食物。食用油脂中含有约100%的脂肪，日常膳食中的植物油主要有豆油、花生油、菜籽油、芝麻油、玉米油、棉籽油等，主要含不饱和脂肪酸，并且是人体必需脂肪酸的良好来源。动物性食物中以畜肉类脂肪含量最为丰富，在水产品、奶油等中也较多，动物脂肪相对含饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸多，多不饱和脂肪酸含量较少。猪肉的脂肪含量为30%～90%，但不同部位中的含量差异很大（只在腿肉和瘦肉中脂肪含量较少，约10%）。牛肉、羊肉中的脂肪含量要比猪肉低很多，如瘦牛肉中的脂肪含量仅为2%～5%，瘦羊肉中的脂肪含量只有2%～4%。动物内脏（除大肠外）中的脂肪含量皆较低，但胆固醇的含量较高。禽肉一般脂肪含量较低，大多在10%以下。鱼类脂肪含量也基本低于10%，多数在5%左右，且其脂肪含不饱和脂肪酸多。蛋类以蛋黄中的脂肪含量为高，约占30%，胆固醇的含量也高，全蛋中的脂肪含量仅为10%左右，其组成以单不饱和脂肪酸为主。
除动物性食物外，植物性食物中的坚果类（如花生、核桃、瓜子、榛子等）的脂肪含量较高，最高可达50%以上，不过其脂肪的组成大多以亚油酸为主，是多不饱和脂肪酸的重要来源。
另外，含磷脂丰富的食品有蛋黄、瘦肉、脑、肝脏、大豆、麦胚和花生等。胆固醇含量丰富的食物包括动物的内脏、脑、蟹黄和蛋黄，肉类和乳类中也含有一定量的胆固醇。