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天然油脂中的不饱和脂肪酸含量及构成

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:天然油脂中含有大量的不饱和脂肪酸,具有1个、2个和3个双键的十八碳脂肪酸主要存在于陆地动、植物油脂中;含有4个或4个以上双键的20~24个碳原子的不饱和脂肪酸主要存在于海洋动物油脂中;个别油脂中也有高达7个双键的脂肪酸。天然油脂中存在的不饱和脂肪酸大多数都是偶数碳原子,所含双键多是顺式构型,二烯以上的不饱和脂肪酸除少数为共轭酸外,大部分是顺式结构的非共轭酸。

天然油脂中的不饱和脂肪酸含量及构成

天然油脂中含有大量的不饱和脂肪酸,具有1个、2个和3个双键的十八碳脂肪酸主要存在于陆地动、植物油脂中;含有4个或4个以上双键的20~24个原子的不饱和脂肪酸主要存在于海洋动物油脂中;个别油脂中也有高达7个双键的脂肪酸。天然油脂中存在的不饱和脂肪酸大多数都是偶数碳原子,所含双键多是顺式构型,二烯以上的不饱和脂肪酸除少数为共轭酸外,大部分是顺式结构的非共轭酸。双键位置多位于脂肪酸碳链的第9和第10个碳原子之间。

某些植物油以含有大量的某一种不饱和酸为其特征,如橄榄油中的油酸,罂粟子油中的亚油酸,亚麻籽油中的亚麻酸桐油中的桐酸,芥籽油和菜籽油中的芥酸。

(一)一烯酸

一烯酸是脂肪酸碳链中含一个双键的脂肪酸,用通式CnH2n-2O2表示。这类酸在自然界分布很广,最有代表性的是油酸,几乎存在所有的天然动、植物油脂中。天然油脂中的油酸绝大多数为顺式酸,极少数为反式酸;反式酸一般不存在植物油中,仅存在于反刍动物脂肪中,但含量较少。其结构如图4-1所示。

图4-1 顺、反式油酸结构

天然油脂中存在另外一种重要的一烯酸为顺-13—二十二碳一烯酸,俗名为芥酸。其结构为:

芥酸是十字花科和Tropolaceae科种子油的主要成分,在菜籽油、芥籽油和桂竹香籽油中通常含40%~50%,在旱金莲种子中芥酸的含量高达80%。

另外,还有顺-9—十六碳一烯酸(9c-16∶1)即棕榈油酸等一烯酸。

天然油脂中较常见的一烯酸见表4-2。

表4-2 天然油脂中常见的一烯酸

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单不饱和酸油酸与棕榈酸相比,降低血清总胆固醇和LDL胆固醇的效果与亚油酸等多烯酸相当。有报道称,高含油酸的花生油能抑制高胆固醇血症和动脉粥样硬化的形成。棕榈油酸尽管在乳脂中的含量极微,却能加强血管的代谢过程,防止患高血压后有中风危险的大鼠发生中风。

(二)二烯酸

二烯酸是脂肪酸碳链中含两个双键的脂肪酸,通式为CnH2n-4O2

重要的二烯酸以α—亚油酸为代表,普遍存在于半干性与干性种子油中,是保持人们健康必不可少的脂肪酸。α—亚油酸经臭氧化反应测知其双键位置分别在C9与C12处,红外光谱证实其构型为顺-9,顺-12,其结构如下:

α—亚油酸是人体必需脂肪酸,也是维持生命的重要物质。亚油酸能在体内转化成γ—亚麻酸、DH—亚麻酸(二十碳三烯酸)和花生四烯酸,然后合成前列腺素,其中前列腺素PG-Ⅱ是抗血栓、治疗血管疾病、预防心肌梗死的有效成分。

近年来研究表明,人体亚油酸的摄入量在总能量中所占的比例超过15%时,其降总胆固醇效果就会下降,且易产生脂质过氧化物(LPO)而导致衰老。

二烯酸类脂肪酸还有:顺-2,顺-4—十碳二烯酸和2,4—十二碳二烯酸等。天然油脂中重要的二烯酸见表4-3。

表4-3 天然油脂中常见的二烯酸

(三)三烯酸和多烯酸

包括含三个及三个以上双键的脂肪酸,其中有共轭酸和非共轭酸之分,常见的非共轭三烯酸有:顺-9,顺-12,顺-15—十八碳三烯酸,俗称α—亚麻酸,其结构式如下:

α—亚麻酸存在于许多植物油脂中,如亚麻籽油、苏籽油等中。α—亚麻酸是人体必需脂肪酸,能在体内经脱氢和碳链延长合成EPA、DHA等代谢产物。天然油脂中存在的另一种重要的非共轭三烯酸顺-6,顺-9,顺-12—十八碳三烯酸,俗称γ—亚麻酸,结构式如下:

γ—亚麻酸仅存在于少数植物油脂中,如月见草油和微孔草籽油中含量在10%以上,在螺旋藻(Spirulina)所含类脂物中其总量可以达到20%~25%。γ—亚麻酸是α—亚油酸在体内代谢的中间产物,能在体内氧化酶的作用下,生成生物活性极高的前列腺素、凝血烷及白三烯等二十碳酸的衍生物,具有调节脉管阻塞、血栓、伤口愈合、炎症及过敏性皮炎等生理功能。

常见的共轭三烯酸有:顺-9,反-11,反-13—十八碳三烯酸,又称α—桐酸,一般存在于桐油中,其结构如下:

另一种重要的共轭三烯酸是β—桐酸,其结构如下:

α—与β—桐酸的构型如图4-2所示。

图4-2 α—与β—桐酸的构型

α—桐酸(熔点49℃)在光及微量催化剂(硫、硒或碘)的作用下,很易转化为β—桐酸(熔点71℃)。共轭三烯酸还有顺-9,反-11,顺-13—十八碳三烯酸,即石榴酸,存在于石榴子油与蛇瓜子油中,是α—桐酸的异构体,熔点44℃,很容易异构化成β—桐酸。反—反共轭结构可发生二烯合成,石榴酸则无此反应。天然油脂中常见的三烯酸见表4-4。(www.xing528.com)

表4-4 天然油脂中常见的三烯酸

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含有4个或4个以上双键的多烯酸在植物油中存在很少,一般存在于海洋动物油脂中。常见的有以下几种:

①顺-5,顺-8,顺-11,顺-14—二十碳四烯酸,俗称花生四烯酸即20∶4(n-6),结构式如下:

研究发现花生四烯酸主要存在于海洋鱼油中,但在陆地动物(猪、牛)肾上腺磷脂脂肪酸中的含量也高达15%以上,是合成人体前列腺素的重要前体物质。

②顺-5,顺-8,顺-11,顺-14,顺-17—二十碳五烯酸即20∶5(n-3),英文缩写EPA,其结构式如下:

EPA主要存在于鳕鱼肝油中,含量为1.4%~9.0%,其他海水、淡水鱼油及甲壳类动物油脂中也有存在;对于陆地动物油脂仅发现在牛肝磷脂中有少量存在。

③顺-4,顺-7,顺-10,顺-13,顺-16,顺-19—二十二碳六烯酸,即22∶6(n-3),英文缩写DHA,其结构式如下:

DHA主要存在于日本沙丁鱼肝油、鳕鱼肝油及鲱鱼油中,其他鱼油中含量较少。

常见的天然油脂中的多烯酸见表4-5。

表4-5 常见的天然油脂中的多烯酸

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(四)炔酸

存在于天然油脂中的炔酸的种类与数量都很少。但炔酸性质与烯酸颇有不同之处,炔酸不像烯酸,更不像二烯酸那样易受空气氧化。在一般情况下,炔键上只能加两原子卤素,要加四原子卤素很困难。在硫酸作用下,一分子水加到炔键上成酮酸。炔键在适当条件下,氧化成二酮酸,被臭氧氧化后,断裂成两个羟基。此反应可用于测定结构。常见的含炔键的脂肪酸见表4-6。

表4-6 常见的含炔键的脂肪酸

(五)取代酸

天然油脂中含有取代酸的种类不是很多,常见有甲基取代、环取代、含氧酸、环氧酸等,一般含量极少。

典型的甲基取代酸有异酸和前异酸,研究发现:甲基取代酸仅存在于个别植物油脂中,在动物油脂中则普遍存在。

含氧酸包括羟基取代酸、酮基酸和环氧酸等。

其中天然油脂中最重要的羟基取代酸是蓖麻酸,即12—羟基,顺-9—十八碳一烯酸,结构如下:

蓖麻酸主要存在于蓖麻油中,含量达90%左右。蓖麻油主要用途是作为润滑油、磺化油和液压油,可用于制造油漆、十一碳烯酸和庚醛等重要工业原料。某些种子油中,还发现有各种羟基酸,见表4-7。

表4-7 含羟基的脂肪酸

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酮基酸仅存在于少数天然油脂中。最有代表性的是酮酸,即4—酮基—十八碳—顺-9—反-11—反-13—三烯酸,即4—酮基酮酸,又称巴西果酸,有α—式与β—式两种异构体,α—式熔点74~75℃,β—式的熔点110~111℃。此外,还发现有9—酮基—十八碳—反-10—反-12—二烯酸及4—酮基—十八碳—顺-9—反-11—反-13—顺-15—四烯酸。

天然存在的环氧酸有60多种,如斑鸠菊油中含(-)12,13—环氧—顺-9—十八碳一烯酸,构型为12S,13R;秋葵(Hibiscusesuntus)及锦葵科的品种油中含有(+)12,13—环氧—顺-9—十八碳一烯酸,构型为12S,13R等。

天然油脂中常见的环取代酸有环丙烷酸、环丙烯酸、环戊烯酸等。

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