Thursday, January 29, 2015

認識脂質

脂肪的形式
脂質:由碳、氫、氧所組成,包括脂肪、油類、蠟及有關的化合物。凡是可以 用有機溶劑如乙醚、苯及氯仿等抽取出來者,就稱為脂質。脂質依其組成約可分為具有脂肪酸和不具脂肪酸等兩類。許多脂質之主要成分為脂肪酸。

具有脂肪酸成分的脂質
  • 簡單脂質:由脂肪酸及醇類所形成的酯。又分為:
    • 甘油脂:(中性脂質)
      • 甘油脂為含量最多的脂質。一個甘油脂分子具有一個、兩個、或三個脂肪酸尾部附著於一個醇架構上。
      • 由一個、兩個、或三個脂肪酸尾部附於甘油上時,分別稱為單甘油脂、二甘油脂、及三甘油脂。
      • 動植物以三甘油脂的形式儲存脂質。最常吃的脂肪也是三甘油脂,其不溶於水。
      • 三甘油脂室溫下若為固態者稱為脂肪(fat);若為液態者則稱為油(oil)。
    • 蠟(wax):
      • 蠟分子是由長鏈脂肪酸與長鏈醇或碳環鍵結而成。
      • 蠟的分泌物有助於葉、果實、動物皮膚、羽毛及皮毛等外層的形成。
      • 蠟較不易為人體消化吸收。
  • 複合脂質:由中性脂質與其它物質結合之化合物,包含下列幾類:
    • 磷脂類:由中性脂質與磷的化合物。
    • 醣脂類:由中性脂質與碳水化合物的化合物。
    • 脂蛋白:由中性脂質與蛋白質之化合物。
  • 不具有脂肪酸成分的脂質:不含脂肪酸尾部的脂質較前述的含有脂肪酸的脂質含量少,但其在細胞膜及調節代謝作用上扮演許多重要的角色。   此種脂質中有些據不溶於水的長鏈(如terpenes);有些具環狀構造(如類固醇steroids)。動物組織中最常見的類固醇為膽固醇(clolesterol),它是細胞膜的成分之一。

三酸甘油脂
人體內95% 的脂肪, 都是以三酸甘油脂的形式出現,而脂肪的特性取決於所含的脂肪酸, 其基本化學結構一種由一個甘油分子和三個脂肪酸分子組成的酯類有機化合物,甘油是醇類,脂肪酸是有機酸,加起來就變成酯類,所以就叫"三酸甘油脂", 可以透過日常飲食攝取。

脂肪酸
脂肪酸 (fatty acids)是一種羧酸(carboxylic acid),由碳、氫、氧三種元素構成,基本構造為碳原子藉共價鍵結合所組成的骨架,兩端分別為甲基(CH3 )和羧基(COOH),扮演影響油脂特性的關鍵角色,係因為飲食中的油脂有95%以上都由三酸甘油脂(triglycerides)組成,三酸甘油脂中又包含了一分子的甘油(glycerol)和三分子的脂肪酸(fatty acid),在每種油脂都擁有甘油分子的情況下,脂肪酸的種類便會影響油脂的特性。

飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸
脂肪酸的碳鏈長度(決定於碳數多寡)影響脂肪的物理狀態,當碳鏈越長,室溫下越易凝結成固態,反之,碳鏈越短則越容易呈現液態,且天然脂肪酸的碳原子個數通常為偶數。談及脂肪酸的雙鍵數目不只影響脂肪物理狀態,也會影響脂肪的安定性。

脂肪酸碳分子間若全由單鍵連結,我們稱之「飽和脂肪酸」,例如 : 棕櫚酸, 硬脂酸等, 又依其來源可細分為動物性和植物性飽和脂肪酸,經由消化它可以轉換成某些人體必需的脂肪酸,但攝取過量易造成動脈阻塞與心血管疾病。

脂肪酸碳分子間若含有雙鍵者稱為「不飽和脂肪酸」,依其雙鍵數量分成單元不飽和脂肪酸(含有一個雙鍵)和多元不飽和脂肪酸(含有兩個以上雙鍵),雙鍵數目越多,脂肪酸的安定性就越差(越易氧化),脂肪狀態在室溫下呈液態。不飽和脂肪酸因為含有多重碳雙鍵,容易與其他分子起化學作用,例如能經代謝合成更大的分子,也容易氧化成過氧化脂質。所以,富含不飽和脂肪酸的植物油不適合高溫處理,例如:油炸食物,也不適合長時間重複使用,例如:用回鍋油料理食物。

脂肪進入體內會被分解成三酸甘油脂和脂肪酸,來自不同食物的脂肪會分解成不同的脂肪酸。這些脂肪酸依碳鍵飽和程度可分為沒有碳雙鍵的飽和脂肪酸和含有碳雙鍵的不飽和脂肪酸。不飽和脂肪酸可由碳雙鍵的數目而細分為含有單個碳雙鍵的單元不飽和脂肪酸和含有多個碳雙鍵的多元不飽和脂肪酸。

脂肪酸的命名:
PUFA之雙鍵的位置的不同,在體內代謝方式也不同。當第一個雙鍵位置在自甲基端(ω-end)算來第三個碳上則稱為ω-3 fatty acid (亦稱為 n-3 fatty acid),同理,若雙鍵位置在第六個碳上則稱為ω-6 fatty acid 不飽和脂肪酸可由碳雙鍵的位置,舉例如下:
  • ω-9(Omega-9)系列,例如:油酸
  • ω-6(Omega-6)系列,例如:亞麻油酸
  • ω-3(Omega-3)系列,例如:α-亞麻油酸
不飽和脂肪是指至少含有一個雙鍵的脂肪或脂肪酸鏈。如果只有一個雙鍵,則稱為單元不飽和脂肪;含有兩個雙鍵以上的則稱為多元不飽和脂肪。當雙鍵形成時,一對氫原子會被消除,因而與碳原子相結合的氫原子未達到最大值,即「不飽和」。在細胞的新陳代謝中,不飽和脂肪所產生的能量相比飽和脂肪較少。脂肪的不飽和程度越高(雙鍵數量越多),其過氧化的可能性越高,從而越容易對人體健康不利。

單元不飽和脂肪酸
  • 單元不飽和脂肪酸:ω-9系列脂肪酸
  • 單元不飽和脂肪酸是屬於不必需脂肪酸(non-essential fatty acids),可以在體內合成,例如:ω-9(Omega-9)系列脂肪酸
  • 主要來源是一般烹飪用油,例如:橄欖油、芥花油、油菜籽油、花生油等等。另外還包括:酪梨、胡桃、杏仁、榛實、腰果、花生等等。單元不飽和脂肪酸可以降低LDL(壞膽固醇),稍微升高HDL,兼具抗氧化劑的特質,能保護動脈,抵抗氧化造成的傷害
多元不飽和脂肪酸
  • 多元不飽和脂肪酸分成ω-3(Omega-3)與ω-6(Omega-6)兩個系列。
  • 多元不飽和脂肪酸是屬於必需脂肪酸(essential fatty acids),必須由食物中取得,無法在人體內自行合成。必需脂肪酸有兩項重要功能 :
    • 必需脂肪酸是體內細胞膜和組織的重要成分, 又稱為維生素可調節血壓, 促進血液循環, 減少血塊。可降低膽固醇, 高血壓,及減少罹患心臟血管疾病及中風的機率。
    • 必需脂肪酸可以轉變成體內重要的調控物質,例如:花生油酸族群(例如:前列腺素、前列環素、凝血素、白三烯素等等)。
ω-3系列的脂肪酸包EPA(Eicosapentaenoic Acid)、DHA(Docosahexaenoic Acid)和α-LA(α- linoleic acid;α-亞麻油酸)等等。

ω-3脂肪酸的功用:增加細胞膜彈性、改善胰島素抗阻,降低血壓、三酸甘油脂及LDL膽固醇,預防心血管疾病,減輕發炎反應,治療類風濕性關節炎,抑制腫瘤生長,改善憂鬱症。

ω-3脂肪酸可以當血小板抑制劑,避免血小板在冠狀動脈和其他地方形成血塊。它能使血液變得較稀薄,比較能夠自由流動,就像是冬天時,車子燃料的抗冷凍劑。

ω-6系列的脂肪酸包括LA(linoleic acid;亞麻油酸)、GLA(Gamma  linoleic acid;γ-亞麻油酸)、花生烯酸等等

氫化反應(Hydrogenation)
含雙鍵的不飽和脂肪酸,可加入氫氣(即進行氫化反應),反應後脂肪酸的雙鍵數會減少。油脂進行氫化處理後,由液態便成半固態或固態,人造奶油即用此法製備。氫化作用時會將部份的脂肪酸由順式(cis form)轉變成反式脂肪酸 (trans form) 。

酸敗反應 (Rancidity)
油脂暴露於熱、空氣下會產生所謂油耗味,光線或微量的金屬離子(鐵、銅)存在下脂肪酸上的雙鍵形成過氧化物,進一步氧化生成醛、酮、有機酸等,部份脂肪酸游離出來,酸度增加,稱為酸敗反應。

反式脂肪
反式脂肪酸(亦作“反式脂肪”)是一種不飽和脂肪酸。 反式脂肪及飽和脂肪會增加低密度脂蛋白膽固醇(“壞”膽固醇), 反式脂肪更會減少高密度脂蛋白膽固醇(“好”膽固醇),因而增加 患心臟病的風險。部分氫化過程會改變脂肪的分子結構(讓油更耐高溫、不易變質,並且增加保存期限),但氫化過程也將一部份的脂肪改變為反式脂肪。由於能增添食品酥脆口感、易於長期保存等優點,此類脂肪被大量運用於市售包裝食品、餐廳的煎炸食品中。

礦物油
目前市場上90%以上的潔面和化妝品都含有礦物油,所謂礦物油是石油在蒸餾時會產生氣體,將此氣體用以漂白脫色後,成為淡黃色之泥狀油,再用硫酸處理過後,則成為無色泥狀物,不溶於酒精、甘油、水。但在苯、醚、石油精、二硫化碳、三氯乙醛麻醉劑及油中卻是可溶性的,這種物質被用來做成機械潤滑油、醫療用軟膏、化妝品及鞋油等等,用途極其廣泛。

凡士林、石蠟、地蠟同是屬於石油系的礦物油。因為礦物油的延展性極佳、吸附性良好,能牢牢地、平順地附著於皮膚上,高純度的礦物油一般不會引起皮膚過敏,抗氧化和光安定性良好,而且價格十分便宜,能大量制造,又具持久性、不易腐壞等等優點,所以受到業者的青睞。 化妝品級別的礦物油適用於制作發乳、發油、發蠟、口紅、面油、嬰兒油、潔面乳、護膚霜、護膚乳等,常見的礦物油有凡士林、石蠟、白礦油(白油)等品種。

礦物油的壞處
添加礦物油的同時,必須添加化學合成的表面活性劑,以增加礦物油的親水性和對皮膚的親和性。沒有表面活性劑,礦物油在潔面品和護膚品中永遠是飄浮著的油,不能成為穩定的乳液、霜、膏,但是添加合成表面活性劑, 雖然會使塗抹起來順手, 但會造成透氣性差, 無法讓皮膚正常的呼吸。

化妝品原料中有油脂及水, 礦物油與合成界面活性劑相互交叉作用, 會使各種成分滲透皮膚內, 連不必要的成分也被皮膚吸收。也因為礦物油的封閉性, 使用在肌膚上可以阻隔水分蒸發, 又加上無法滲入毛孔, 許多好用的卸妝油都是使用礦物油, 使用含有礦物油的清潔和護膚品,容易誘發痘痘;長期接觸汽油、柴油、各種潤滑油、石蠟、含氯化合物等的人,會發生職業性痤瘡。