社区营养与健康(基层卫生培训“十三五”规划教材)
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三、脂类和脂肪
(一)概述
脂类(lipids)是脂肪(fat)和类脂(lipoid)的总称,其共同特点是难溶于水而易溶于有机溶剂。人类脂类总量约占体重的10%~20%。脂肪是由甘油(glycerin)和脂肪酸(fatty acids)组成的甘油三酯(triglycerides),约占体内脂类总量的95%,是体内重要的储能和供能物质,类脂主要包括磷脂(phospholipids)和固醇类(sterols),约占全身脂类总量的5%,是细胞膜、机体组织器官,尤其是神经组织的重要组成成分。除了作为人体组织的重要组成成分,脂类也是重要的食物成分,烹饪时赋予食物特殊的色、香、味,增进食欲,适量摄入对满足机体生理需要,促进维生素A、维生素E等脂溶性维生素的吸收和利用,维持人体健康发挥重要作用。
(二)脂肪酸的分类及功能
脂肪酸种类很多,根据碳链的长短、饱和程度和空间结构不同,脂肪酸有不同的分类方法。
1.按碳链长度分类
脂肪酸按其碳链长度可分为长链脂肪酸(long-chain fatty acid,LCFA),含14~24碳,中链脂肪酸(medium-chain fatty acid,MCFA),含8~12碳,短链脂肪酸(short-chain fatty acid,SCFA),含6碳以下。脂肪组织中含有各种长度的脂肪酸。食物中主要以18碳脂肪酸为主,并且具有重要的营养学价值。中链脂肪酸因其特有的营养学作用及安全性,目前受到了越来越多的关注。中链脂肪酸可以直接与甘油作用酯化形成甘油三酯,不需要催化剂;由于其水溶性较好,不需要胆汁乳化,可直接被小肠吸收,而吸收后无需形成乳糜微粒,可由门静脉直接进入肝脏,并在细胞内可快速氧化产生能量。因此,此类脂肪在特殊食品生产(如运动员食品)和临床上(如用来治疗高脂蛋白血症、急性和慢性肾功能不全等)开始受到重视。人体内短链脂肪酸主要来源于食物中膳食纤维、抗性淀粉、低聚糖和糖醇等在结肠内被肠道微生物发酵的产物。短链脂肪酸主要生理供能包括:①提供机体能量;②促进细胞膜脂类物质合成;③可预防和治疗溃疡性结肠炎;④可预防结肠肿瘤;⑤对内源性胆固醇的合成有抑制作用。目前,短链脂肪酸在临床上已有应用。
2.按饱和程度分类
脂肪酸按其饱和程度可分为饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)和不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,USFA),饱和脂肪酸的碳链中没有不饱和键,不饱和脂肪酸含有一个或多个不饱和双键。不饱和脂肪酸又可分为单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)和多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid),最多见的单不饱和脂肪酸是油酸(oleic acid),膳食中最主要的多不饱和脂肪酸为亚油酸(linoleic acid)和α-亚麻酸(linolenic acid),主要存在于植物油中。人体细胞中不饱和脂肪酸的含量是饱和脂肪酸的两倍,但各种组织中两者的组成有很大差别,在一定程度上与膳食中脂肪的种类有关。
在多不饱和脂肪酸中,有一些机体不能合成,但是人体又不能缺少,必须通过食物来供给的脂肪酸,叫做必需脂肪酸(essential fatty acid,EFA),EPA有亚油酸和α-亚麻酸。EPA主要有以下功能:①构成磷脂的组成成分;②前列腺素合成的前体;③参与胆固醇代谢;④与动物精子的形成有关。EPA的缺乏可以引起生长缓慢、生殖障碍、皮肤损伤(出现皮疹)以及肾脏、肝脏、神经和视觉疾病,多发生在婴儿、以脱脂奶粉或低脂膳食喂养的幼儿、长期全胃肠外营养的病人,也可出现在患有慢性肠道疾病的病人中。
3.按空间结构分类
脂肪酸按其空间结构不同可分为顺式脂肪酸(cis-fatty acid)和反式脂肪酸(trans-fatty acid),自然状态下,大多数的不饱和脂肪酸为顺式脂肪酸,只有少数的是反式脂肪酸(主要存在于牛奶和奶油中)。近年来,关于反式脂肪酸对人体的危害越来越引起人们的重视。有些研究发现反式脂肪酸可升高低密度脂蛋白胆固醇,降低高密度脂蛋白胆固醇水平,从而增加冠心病的风险,人造脂肪中的反式脂肪酸可诱发肿瘤、2型糖尿病等疾病,这些对人体健康不利影响还需更多的证据。目前,各国政府都已行动起来控制食物中的反式脂肪酸。
(三)脂类及脂肪的作用
1.脂肪的生理功能
(1)供给和储存能量:
脂肪产生的能量远高于蛋白质和碳水化合物,在机体内每克脂肪可产生能量37.6kJ(9.0kcal)以供利用,是能量密度最大的营养素。当机体摄入过多的能量物质时,不论来自哪种产能营养素,都可以脂肪的形式储存。体内脂肪细胞储存和供给有两个特点:①脂肪细胞可以不断地储存脂肪,至今未发现其吸收脂肪的上限,所以摄入过多能量物质是形成肥胖症的基本原因。②机体不能利用脂肪酸分解产生的乙酰辅酶A来合成葡萄糖,所以脂肪不能直接给脑、神经细胞以及成熟红细胞提供能量。当能量物质供给不足时必须消耗自身的糖原和蛋白质来满足这些细胞的能量需要。
(2)机体重要构成成分:
细胞膜中含有大量脂肪酸,是细胞维持正常的结构和功能的重要成分。
(3)保温和润滑作用:
脂肪不仅可直接提供能量,还是热的不良导体,阻止身体表面散热,起到隔热保温作用,维持体温正常和恒定,因此肥胖者冷天一般相对不怕冷。脂肪组织在体内对器官有支撑和衬垫作用,可保护内部器官免受外力伤害以及减少器官间的摩擦,如心脏、肾脏等脏器四周脂肪对内脏也起到保护和防震作用。腹腔大网膜中大量脂肪在胃肠蠕动中起到润滑作用,甚至皮脂腺分泌脂肪对皮肤也起到润滑护肤作用。
(4)节约蛋白质作用:
脂肪在体内代谢分解的产物,可以促进碳水化合物的能量代谢,使其更有效地释放能量。充足的脂肪可保护蛋白质(包括食物蛋白质)不被用来作为能源物质,而使其有效地发挥其他生理功能,脂肪的这种功能被称为节约蛋白质作用。
(5)内分泌作用:
现已发现的由脂肪组织所分泌的因子有瘦素、肿瘤坏死因子α、白细胞介素-6、白细胞介素-8、雌激素、胰岛素样生长因子-1、脂联素及抵抗素等。这些脂肪组织来源的因子参与机体的代谢、免疫、生长发育等生理过程。脂肪组织内分泌功能的发现是今年内分泌领域的重大进展之一,也是人们进一步认识脂肪组织作用的新起点。
2.食物中脂肪的作用
(1)增加饱腹感:
食物脂肪由胃进入十二指肠时,可刺激十二指肠产生肠抑胃素(enterogestrone),使胃蠕动受到抑制,造成食物由胃进入十二指肠的速度相对缓慢。食物中脂肪含量越多,胃排空速度越慢,所需时间越长。
(2)改善食物的感官性状:
脂肪作为食物烹调的重要材料,可以改善食物的色、香、味、形。许多天然食物的色素、香味物质都能溶于脂肪。另外,食物脂肪还能刺激消化液的分泌,从而促进食欲。
(3)供给和促进脂溶性维生素的吸收:
食物脂肪中同时含有各种脂溶性维生素,如维生素A、维生素E、维生素K等。脂肪不仅是这类脂溶性维生素的食物来源,也可以促进它们在肠道内的吸收。
(4)供给必需脂肪酸:
必需脂肪酸在人体内不可缺少而自身又不能合成,必须通过食物摄取,目前认为ω-3系中的α-亚麻酸和ω-6系中的亚油酸是人体的两种必需脂肪酸。ω-3系和ω-6系中的许多脂肪酸,如花生四烯酸、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等,都是人体不可缺少的脂肪酸,但可以由亚油酸和α-亚麻酸合成。必需脂肪酸有多种生理供能,如促进发育、维持皮肤和毛细血管的健康、与精子形成和前列腺素合成关系密切、可减轻放射线造成的损伤,还有促进胆固醇代谢、防治冠心病的作用。
3.磷脂的作用
(1)提供能量:
和甘油三酯一样,磷脂也可以提供能量。
(2)细胞膜成分:
由于磷脂具有极性和非极性双重特性,可帮助脂类或脂溶性物质如脂溶性维生素、激素等顺利通过细胞膜,促进细胞内、外的物质交流。磷脂的缺乏会造成细胞膜结构受损,使毛细血管脆性和通透性增加,皮肤对水的通透性增高引起水代谢紊乱,产生皮疹。
(3)乳化剂作用:
磷脂可以使体液中的脂肪悬浮在体液中,有利于其吸收、转运和代谢。由于磷脂的乳化作用,在食品加工中也被广泛应用,如在人造奶油、蛋黄酱和巧克力生产中常以磷脂(如卵磷脂)作为乳化剂。
(4)改善心血管作用:
磷脂能改善脂肪的吸收和利用,防止胆固醇在血管内沉积、降低血液的黏度、促进血液循环,对预防心血管疾病具有一定作用。
(5)改善神经系统功能:
食物磷脂被机体消化吸收后释放出胆碱,进而合成神经递质乙酰胆碱,可促进和改善大脑组织和神经系统的供能。
4.固醇类的作用
固醇类是一类含有多个环状结构的脂类化合物,广泛存在于动物和植物食物中。胆固醇(cholesterol)是最重要的一种固醇,是细胞膜的重要成分,人体内90%的胆固醇存在于细胞之中,也是人体内许多重要的活性物质的合成材料,如胆汁、性激素(如睾酮)、肾上腺素(如皮质醇)等,因此肾上腺皮质中胆固醇含量很高,主要作为激素合成的材料。胆固醇还可以在体内转变成7-脱氢胆固醇,后者在皮肤中经紫外线照射可转变成维生素D 3
(四)脂类的食物来源
根据食物中脂类的来源可将脂肪分为两大类:动物性脂肪和植物性脂肪。动物性脂肪中饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量多,而多不饱和脂肪酸含量较少。供给动物性脂肪的食物主要有禽、畜肉及猪油、牛油、乳脂、蛋类及其制品。植物性脂肪主要来源于菜油、大豆油、花生油、葵花籽油等植物油及硬果类食品中,其特点是含有较多的不饱和脂肪酸。亚油酸普遍存在于各种植物油中,亚麻酸在豆油和紫苏油中较多。磷脂含量较高的食物有蛋黄、肝脏、大豆、麦胚和花生。胆固醇存在于所有的动物性食物中,以动物内脏,尤其脑组织中含量丰富,还存在于蛋类,鱼子和贝壳类中含量也较高,鱼肉及乳类中含量较低。
表2-4列出了常用食用油中主要脂肪酸的组成。部分食物的脂肪含量见表2-5。
表2-4 常用食用油中主要脂肪酸的组成(%)
表2-5 部分食物的脂肪含量