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1、杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,生物化学,授课教师：李娟丽,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,第四章 脂类及其代谢,第一节 脂类概述 第二节 脂肪的分解代谢 第三节 脂肪的合成代谢 第四节 磷脂代谢,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,第一节 脂类概述,概述脂类是油脂和类脂的总称，它是由脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类，是动物和植物体的重要组成成分。脂类是广泛存在与自然界的一大类物质，它们的化学组成、结构、理化性质以及生物功能存在着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，即可用
2、非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,概述,油脂指的是猪油、牛油、花生油、豆油、桐油等动、植物油；是由多种高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸或油酸等跟甘油生成的甘油酯。 类脂化合物包括一些化学结构与油脂有较大差异的物质，如磷脂、蜡、甾醇、糖脂、硫脂等，由于它们在物态及物理性质方面与油脂类似，因此叫做类脂化合物。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,一、油脂,油脂是由多种高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸或油酸等跟甘油生成的甘油酯。 在通常的温度下，油脂有呈固态的，也有呈液态的。一般说来，呈固态的叫做脂肪，呈液
3、态的叫做油。植物油脂通常呈液态，叫做油。动物油脂通常呈固态，叫做脂肪。脂肪和油统称油脂。它们在化学成分上都是高级脂肪酸跟甘油所生成的酯，所以油脂属于酯类。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,（一）油脂的组成和结构,结构式里，R1、R2、R3为同一种烃基的油脂称为单甘油酯；R1、R2、R3为不同种烃基的油脂称为混甘油酯。 注意：油脂不是高分子化合物；天然油脂大都是混甘油脂。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,（一）油脂的组成和结构,所有的脂肪酸都有一长的碳氢链（以线性为主，分枝或环状的很少），其一端为一个羧基。在组织和细胞中，绝
4、大多数脂肪酸是以结合状态存在，从动物、植物、微生物中已分离的脂肪酸已有上百种。 饱和脂肪酸：碳氢链中全为单键的脂肪酸，如硬脂酸（18个碳）、软脂酸（16个碳）等。 不饱和脂肪酸：碳氢链中含有一个或多个双键，如油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等。哺乳动物体内花生四烯酸是合成前列腺素的必需前体物质，它可由亚油酸合成，植物中不含花生四烯酸。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,（一）油脂的组成和结构,必需脂肪酸：把维持哺乳动物正常生长所需的，而机体又不能合成，必须从外界食物中摄取的脂肪酸称为必需脂肪酸，主要为亚油酸和亚麻酸，这两种脂肪酸在植物中含量非常丰富。 花生四烯
5、酸也是一种重要的必需脂肪酸，它是哺乳动物合成前列腺素的前体。 人体如果缺乏必需脂肪酸就会影响机体代谢，表现为上皮细胞功能异常、湿疹样皮炎、皮肤角化不全、创伤愈合不良、对疾病抵抗力减弱、心肌收缩力降低、血小板聚集能力加强、生长停滞等。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,（二）油脂性质,1.物理性质： 饱和的硬脂酸或软脂酸生成的甘油酯熔点较高，呈固态，即动物油脂通常呈固态；而由不饱和的油酸生成的甘油酯熔点较低，呈液态，即植物油通常呈液态。 油脂密度比水小，在0.90.95g/cm3之间，不溶于水，易溶于汽油、乙醚、苯等多种有机溶剂（溶解度）。根据这一性质可用有机溶
6、剂来提取植物种子里的油。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,（二）油脂性质,2.化学性质：由于油脂是多种高级脂肪酸甘油酯的混合物，而在高级脂肪酸中，既有饱和的，又有不饱和的，因此有些油脂兼有酯类和烯烃的化学性质。（1）油脂的水解:可在酸性或碱性条件下水解。酸性水解的目的：制高级脂肪酸、甘油。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,2.化学性质,碱性条件下水解：油脂在碱性条件下的水解又称为皂化反应，其目的是制肥皂和甘油。工业上就是利用皂化反应来制取肥皂。 皂化值:指完全皂化1g油或脂所消耗的KOH的毫克数.此值用以评估油脂质量,并可
7、计算该油脂的分子量。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,2.化学性质,（2）油脂的氢化（又称硬化）：硬化油性质稳定，不易变质，便于运输。将不饱和脂肪酸酯如玉米油、大豆油等加氢固化，添加奶油香料，可制成人造奶油（又称麦淇淋）。用以代替天然奶油，可相应减少动物脂的摄入，增加植物油的摄入。将不同比例的饱和脂肪和不饱和脂肪配合，可制成不同性能的起酥油，用于糕点食品。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,2.化学性质,（3）碘值：油脂的不饱和程度常用碘值（100g油脂跟碘发生加成反应时所需I2的克数）来表示。碘值越大，油脂的不饱和程度越大
8、。 （4）酸败：油脂在贮藏期间受氧气、日光、微生物或酶的作用生成游离脂肪酸，并进一步被氧化、分解引起的变质现象。主要由于被氧化而生成一部分游离脂肪酸和中等分子量的醛类（如庚醛、壬醛等）。一般密度减小，碘值降低，酸值增高。酸败的的油脂不宜食用。油脂的酸值：是指中和1g油脂中的游离脂肪酸所需要的KOH的质量（mg）。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,（三)决定油脂品质的因素,1.皂化值：该值越高，油脂中杂质越少，油脂品质越好。 2.碘值：该值越低，油脂不饱和程度越低，品质越好。 3.酸值：油脂中游离脂肪酸的含量常用酸值（中和1g油脂所需KOH的毫克数）表示。新鲜
9、油脂的酸值极低，保存不当的油脂因氧化等原因会使酸值增大。 4.干性：含水量越低，油脂品质越好。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,二、磷脂,磷脂：是含磷酸基团的复合脂，也是含磷的类脂，广泛地分布在动植物中，是细胞原生质的固定组成成分。 磷脂主要存在于脑、神经组织、骨髓、心、肝及肾等器官中。蛋黄、植物种子、胚芽及大豆中都含有丰富的磷脂。 最常见的磷脂是甘油磷脂和鞘氨醇磷脂。它们的水解产物有醇（甘油或其它醇）、脂肪酸、磷酸和含氮的有机碱。最常见的甘油磷脂有卵磷脂和脑磷脂。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,（一）卵磷脂（磷脂酰胆碱
10、）,磷脂酰胆碱在脑、神经组织、肝脏、肾上腺及红细胞中含量较多，是构成人体细胞的基本成分，被誉为与蛋白质、维生素并列的“第三营养素”。卵黄中含量特多（约占8%-10%），所以叫做卵磷脂。 纯的磷脂酰胆碱是吸水性的白色蜡状物，在空气中由于不饱和脂肪酸的氧化而变为黄色或棕色。磷脂酰胆碱不溶于水及丙酮，易溶于乙醚及氯仿中。 由于卵磷脂分子结构中既含有亲水的磷酸脂基团，又含有亲油的脂肪酸基团，因此它可以使脂类与水结合，起到很好的乳化作用。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,卵磷脂的结构,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,卵磷脂的生物功能
11、,1.调节脂肪代谢：它是生物膜的重要组成成分，对细胞活化、生存及功能维持有重要作用，尤其是脑神经系统、心血管、血液、肝脏等重要脏器的功能保持、肌肉、关节的活力和脂肪代谢都有重要作用，可以防止脂肪肝形成，预防肝硬化、肝癌。 2.良好的乳化特征：可减少和清除血管壁上胆固醇沉积，降低血液粘稠度、改善血氧供应，延长红血球寿命并增强造血功能。可以用于减肥，使脂肪溶解、氧化分解又无副作用 3.卵磷脂是神经信使乙酰胆碱中胆碱的供体，它的多少决定着信息传递速度快慢、智力是否发达，是否充满精神、活力。它又是脑细胞的组成成分，人脑30%是磷脂。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,
12、（二）脑磷脂（磷脂酰乙醇胺）,磷脂酰乙醇胺是动植物体内含量最丰富的磷脂。 磷脂酰乙醇胺在脑组织中含量甚多，故又称脑磷脂。它和磷脂酰胆碱并存于机体各组织及器官中。 生物功能：具有辅助凝血作用，是凝血酸激活酶的辅助因子。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,脂类的生理作用,供给能量 是构成所有生物膜的重要成分 胆固醇是合成一些生物活性成分的重要物质 必需脂肪酸是促进生长发育的重要物质 是脂溶性维生素的重要来源，并有利于脂溶性维生素的吸收 隔热保暖，保护脏器 改善食物的感官性状，增加食欲，也能增加饱腹感,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistr
13、y,知识点,什么是脂类? 它有哪些重要的生物学功能?至少能说出4点。 什么是必需脂肪酸？（重点）常见的必需脂肪酸有哪些？ 什么叫油脂的酸败? 磷脂水解的产物有哪些？ 评价油脂品质好坏的指标有哪些？（重点）,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,第二节 脂肪的分解代谢,一、脂肪的酶促降解 二、甘油的氧化分解与转化 三、脂肪酸的-氧化 四、乙醛酸循环,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,一、脂肪的酶促降解,脂肪又叫甘油三酯，它是由长链脂肪酸和甘油形成的分子。 生物体内存在能够将脂肪逐步水解的3类脂肪酶。,杨凌职业技术学院生物工程系 ht
14、tp:/,Biochemistry,一、脂肪的酶促降解,第一个限速步骤,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,二、甘油的氧化分解,甘油在甘油激酶的催化下，被磷酸化成3-磷酸甘油，然后氧化脱氢生成磷酸二羟丙酮。 其中第一步反应需要消耗ATP，而第二步反应可生成还原辅酶。 磷酸二羟丙酮为磷酸丙糖，是糖酵解途径的中间产物，因此既可以继续氧化，经丙酮酸进入三羧酸循环彻底氧化成CO2和水，又可经糖异生作用合成葡萄糖，乃至合成多糖。,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,CO2+H2O,丙酮酸,EMP,TCA,-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,H,H,H
15、,H,H,P,-1+12.5 + 12.5+1+1+12.5 +10 =18.5 1mol甘油彻底氧化可净生成18.5molATP。,二、甘油的氧化分解,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,葡萄糖,6-磷酸 葡萄糖,6-磷 酸果糖,1,6-双 磷酸果糖,3-磷酸甘油醛,磷酸二 羟丙酮,1,3-二磷 酸甘油酸,3-磷酸 甘油酸,NAD+,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇 式丙酮酸,丙酮酸,乳酸,ATP,ATP,ATP,NADH+H+,烯醇式 丙酮酸,ATP,EMP途径,杨凌职业技术学院生物工程系 http:/,Biochemistry,TCA循环,琥珀酰CoA,-酮戊二酸,异柠檬酸,(顺乌头酸),柠檬酸,琥珀酸,延胡索酸,苹果酸,草酰乙酸,乙酰CoA,丙酮酸,GTP,
