第二章 脂质,第一节 引言第二节 脂酰甘油第三节 磷脂和生物膜第四节 糖脂第五节 萜和类固醇第六节 脂蛋白第七节 脂质的提取、分离和分析,第一节 引言,一、脂质（Lipids）的概念不溶于水而能被乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂抽提出的化合物，统称脂质对大多数脂质而言，其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物参与脂质组成的脂肪酸多是4碳以上的长链一元羧酸，醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇脂质的元素组成：碳、氢、氧，有些含氮、磷和硫二、脂质的分类,,脂质,单纯脂质,复合脂质,非皂化脂质,,,,酰基甘油酯,蜡,磷脂,糖脂、硫脂,萜 类,甾醇类,,,含有脂肪酸,不含脂肪酸,1. 单纯脂（simple lipid）：脂肪酸与甘油形成的酯1）三酰甘油或甘油三酯 由3分子脂肪酸和1分子甘油组成饱和脂肪酸：月桂酸（C12H24O2）：CH3（CH2）10COOH豆寇酸（C14H28O2）：CH3（CH2）12COOH棕榈酸（C16H32O2）：CH3（CH2）14COOH硬脂酸（C18H36O2）：CH3（CH2）16COOH,二、脂质的分类,不饱和脂肪酸：油酸 （C18H34O2）CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH亚油酸（C18H32O2）CH3 (CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH,长链脂肪酸和一元醇或固醇形成的酯，天然蜡是多种蜡酯的混合物。
蜡分子含一个很弱的极性头和一个非极性尾，因此完全不溶于水，蜡的硬度由烃链的长度和饱和度决定 蜂蜡存在于蜂巢；白蜡是白蜡虫的分泌物，可用作涂料、润滑剂和其他化工原料；鲸蜡是抹香鲸头部鲸油冷却时析出的白色晶体；洗涤羊毛得到的羊毛蜡可用作药品和化妆品的底料；来源于棕榈树叶片的巴西棕榈蜡可用作高级抛光剂2）蜡,Waxes are ester（酯） of long-chain (C14-C36) saturated and unsaturated fatty acids with long-chain (C16-C30) alcohols.,A major component of bees wax,棕榈酸,三十烷醇,鲸蜡：抹香鲸头部的鲸油冷却时析出的一种白色晶体，其头部占身体的1/3，头部重量的90%由鲸蜡器构成，含鲸油约4t，是三酰甘油和蜡的混合物棕榈酸+鲸蜡醇,Fatty acid composition of three food fats.,Fatty acid composition of three food fats. Olive oil, butter, and beef fat consist of mixtures of triacylglycerols, differing in their fatty acid composition. The melting points of these fats—and hence their physical state at room temperature (25℃)—are a direct function of their fatty acid composition. Olive oil has a high proportion of long-chain (C16 and C18) unsaturated fatty acids, which accounts for its liquid state at 25 ℃. The higher proportion of long-chain(C16 and C18) saturated fatty acids in butter increases its melting point, so butter is a soft solid at room temperature. Beef fat, with an even higher proportion of long-chain saturated fatty acids, is a hard solid.,2.复合脂质（compound lipid）：除含脂肪酸和醇外，尚有其他称为非脂分子的成分。
磷脂 非脂成分是磷酸和含氮碱（如胆碱，乙醇胺），如：甘油磷脂、鞘磷脂糖脂 非脂成分是糖（单己糖、二己糖等），并因醇成分不同，又分为鞘糖脂和甘油糖脂鞘磷脂和鞘糖脂合称为鞘脂类3.衍生脂质（derived lipid）:由单纯脂质和复合脂质衍生而来或与之关系密切，但也具有脂质一般性质的物质1）取代烃 主要是脂肪酸及其碱性盐（皂）和高级醇，少量脂肪醛、脂肪胺和烃；（2）固醇类（甾类），包括固醇（甾醇）、胆酸，强心苷、性激素、肾上腺皮质激素；（3）萜 包括许多天然色素（如胡萝卜素），香精油，天然橡胶等；（4）其他脂质 如维生素A、D、E、K，脂酰CoA，类十二碳烷，脂多糖，脂蛋白等根据能否被碱水解：可皂化脂质, 不可皂化脂质按照在水中和水界面上的行为不同可分为非极性脂质和4类极性脂质（参见表2-1）非极性脂质：水不溶，不能形成单分子层如胆甾烷、长链脂肪酸和长链一元醇形成的酯等Ⅰ类极性脂质：具有界面可溶性，能参入膜，但自身不能形成膜，如三酰甘油、胆固醇等；Ⅱ类极性脂质：是成膜分子，如磷脂和鞘糖脂；Ⅲ类极性脂质：具可溶性，如脂肪酸盐、胆汁酸盐、皂苷等ⅢA类有长链脂肪酸的盐；阴离子、阳离子和非离子去污剂；溶血磷脂酸；脂酰CoA等。
ⅢB类有胆汁酸、皂苷等三、脂质的生物学功能,1.贮存脂质（storage lipid）动物、油料种子的甘油三酯和蜡动物的脂肪组织有保温，防机械压力等保护功能，植物的蜡质可以防止水分的蒸发肥胖人的脂肪组织中积储的三酰甘油可达15~20kg足以供给一个月所需的能量人体以糖原形式贮存的能量不够一天的需要，葡萄糖和糖原的优点是易溶于水，快速提供代谢所需的能量Fats stored in animal and plant cells,,,Adipocytes (Fat cells),,Corn seed,Embryo（胚）,,,Endosperm（胚乳）,Cross section of four guinea pig adipocytes, showing huge fat droplets that virtually fill the cells. Also visible are several capillaries in cross section.,(a),Cotyledon（子叶） cells,Arabidopsis seed,Arabidopsis seedling,,,(b),(b) Cross section of a cotyledon cell from a seed of the plant Arabidopsis. The large dark structures are protein bodies, which are surrounded by stored oils in the light-colored oil bodies.,Fats stored in animal and plant cells,,脂肪贮存量大，热值高70kg人体，贮存的脂肪可产生：2008320kJ 蛋白质：105000kJ 糖原：2520kJ Glc：168kJ脂肪的热值：1g脂肪产生的热量。
1g油脂在体内完全氧化将产生39KJ，而同样的糖或蛋白质只产生17kJ能量，是等量蛋白质或糖的2.3倍2. 结构脂质（structural lipid）生物膜的结构组分（甘油磷脂和鞘磷脂，胆固醇、糖脂）；各种生物膜的骨架是一样的，主要是由磷脂类构成的双分子层或称脂双层（lipid bilayer）这些膜脂在分子结构上的共同特点是具有亲水部分或极性头和疏水部分或称非极性尾（两亲化合物）脂双层的表面是亲水的，内部是疏水烃链，脂双层有屏障作用，使膜两侧的亲水性物质不能自由通过，这对维持细胞正常的结构和功能是很重要的细胞膜的结构,3. 活性脂质（active lipid）贮存脂质和结构脂质是较大量的细胞成分；活性脂质是小量的细胞成分，但具有专一的重要生物活性包括数百种类固醇和萜，类固醇激素：如雄性激素、雌性激素和肾上腺皮质激素萜类包括对人体和动物的正常生长所必需的脂溶性维生素A、D、E、K和多种色素糖脂参与信号识别和免疫；,四、脂肪酸（fatty acid，FA）脂肪酸是由一条长的烃链（尾）和一个末端羧基（头）组成的羧酸不同脂肪酸之间的主要区别在于烃链的长度、双键的数目和位置烃链不含双键的为饱和脂肪酸；含两个或两个以上双键的称为多不饱和脂肪酸。
每个脂肪酸可以有通俗名，系统名和简写符号一） 脂肪酸的种类（见P83表2-2） 其中棕榈酸（软脂酸）（16：0） 硬脂酸（18：0） 棕榈油酸（16：1 △9 ） 油酸（18：1 △9 ） 亚油酸（18：2 △9，12 ） α-亚麻酸（18：3△9，12，15 ） γ-亚麻酸（18：3△6，9，12） 花生四烯酸（20：4△5，8，11，14） EPA（20：5 △5，8，11，14，17） DHA（22：6△4，7，10，13，16，19）等较重要软脂酸,油酸,硬脂酸,亚麻酸,亚油酸,花生四烯酸,极性头,非极性尾,,几个典型脂肪酸的立体结构,,（二）天然脂肪酸的结构特点 1. 碳原子数多为偶数，形成长而不分支的链（也有分支的或含环的脂肪酸） 2. 不饱和脂肪酸的双键多在第9位（ △9 ），第2和第3个双键多在第12和第15位（△12，15 ） 3. 饱和与不饱和脂肪酸有着十分不同的构象 4. 不饱和脂肪酸有顺式和反式两种异构体，但生物体内大多数是顺式结构简写符号：先写出脂肪酸的碳原子数目，再写双键数目，两者之间用冒号隔开双键位置用Δ（delta）右上标数字表示，数字是指双键键合的两个碳原子的号码中较低者，并在号码后面用c （cis，顺式）和t （trans，反式）标明双键的构型。
例如：亚油酸：顺，顺-9，12-十八烯酸简写为18：2Δ9c,12c Nomenclature for Fatty Acids,,18:3(Δ9, 12,15),Carbon chain length,Number of double bonds,Position of double bounds,,,,The most commonly occurring fatty acids have even numbers of carbon atoms in an unbranched chain of 12-24 carbons.-CH=CH-CH2-CH=CH-,非共轭双键系统,（三）脂肪酸的物理和化学性质不饱和脂肪酸中，反式双键会造成脂肪酸链弯曲，分子间没有饱和脂肪酸链那样结合紧密因此，不饱和脂肪酸的熔点低脂肪酸（主要是豆蔻酸与棕榈酸）可以与蛋白质共价相连，形成脂酰蛋白，脂酰基团能促进膜蛋白与疏水环境间的相互作用在室温下，12:0到24:0饱和脂肪酸为蜡状固体，同样链长的不饱和脂肪酸为油状液体相同链长的不饱和脂肪酸，双键愈多熔点愈低四）脂肪酸盐和乳化作用 脂肪酸盐有亲水部分和疏水部分，是典型的两亲化合物，是一种离子型去污剂。
去污剂在油水混合物中，疏水部分被吸引到油，亲水部分被吸引到水，在油水界面处形成单分子层可以使脂类形成小滴，分散到水中，使油滴作为亲水物体悬于水中而成乳胶，此过程称为乳化去污剂也称乳化剂如：tritonX-100、辛基葡糖苷、SDS、肥皂等烘焙业经常使用的单、双甘油脂、硬酯酸钠、去水山梨醇脂肪酸酯、磷脂、乳清及大豆蛋白等都是非常经济而又能发挥重要作用的乳化剂。