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脂質的來源
人體攝入的食物中多多少少含有脂質(lipid),不管是來自動物的脂肪還是來自植物的植物油(plant oil、vegetable oil、seed oil)。我們每日做飯、做菜、做點心都要用到各種食用油(edible oil)及其制品,加工食品中也含有各種各樣的油脂。脂肪還是工業原料,用來生産肥皂、潤滑油、油漆等。常溫情況下呈現固態或者來自動物的脂質我們一般稱爲脂肪(fat),比如豬的皮下脂肪(肥肉)很厚,皮下脂肪薄的叫瘦肉型豬,來自植物或者呈現液態的脂肪稱爲油(oil),但脂肪和油兩詞含義沒有嚴格界限。
脂肪主要由兩類分子構成,即甘油(glycerol)和脂肪酸(fatty acid),見下圖。
吃的脂肪哪裏去了?
我們吃進去的脂肪在小腸內,經過膽汁中的膽汁酸乳化,形成可以消化的小顆粒。胰腺和小腸內分泌的脂肪酶將甘油三酯(triglyceride)水解成更小的分子,如遊離脂肪酸、甘油單脂和甘油等。水解後的小分子,如甘油、短鏈和中鏈脂肪酸可以被小腸吸收,經門靜脈直接進入血液,甘油單脂和長鏈脂肪酸在小腸細胞中重新合成甘油三酯,並和磷脂、膽固醇和載脂蛋白一起形成乳糜微粒(chylomicron),經淋巴系統進入血液循環。
脂肪的主要成分
❀✿脂肪是甘油和脂肪酸構成的甘油酯。其中脂肪酸包括兩大類,即飽和脂肪酸(saturated fatty acid)和不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid)。不同脂肪含有不同比例的飽和脂肪和不飽和脂肪(酸)。脂肪主要成分是脂肪酸,有時脂肪(fat)與脂肪酸(fatty acid)兩個名字通用。動物脂肪多爲飽和脂肪,往往以甘油三酯形式存在,植物中多爲不飽和脂肪。
❀✿膳食脂肪供應機體能量,和幫助脂溶性維生素A、D、E和K的吸收。膳食脂肪也是兩種必須脂肪酸(essential fatty acid)的主要來源,包括亞油酸(linoleic acid)和α-亞麻酸(α-linolenic acid)。所有膳食脂肪都是由多不飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸構成,只是不同脂肪所含比例不同(見下表)。例如黃油成分主要爲飽和脂肪酸,但也含少量不飽和脂肪;植物油主要爲不飽和脂肪酸,但也含少量飽和脂肪。
脂肪酸的結構
脂肪酸是一端含有一個羧基,另一端爲甲基,長的脂肪族碳氫鏈(見下圖)。脂肪酸可氧化分解爲二氧化碳(CO2)和水(H2O),産生大量能量,因此脂肪酸是機體主要能量來源之一。脂肪酸由碳、氫、氧三種元素組成,是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分。根據碳氫鏈長度可以將脂肪酸分爲長鏈、中鏈和短鏈脂肪酸,食物中多爲長鏈脂肪酸,其碳鏈上碳原子數大于12個。
❃❃根據碳原子之間是否存在雙鍵,脂肪酸分爲兩大類,飽和脂肪酸所有碳原子被氫原子占領,不存在碳-碳之間的雙鍵;存在雙鍵的爲不飽和脂肪酸。根據雙鍵的數量,存在一個碳-碳雙鍵爲單不飽和脂肪酸(Monounsaturated fatty acid,MUFA),存在兩個或多個雙鍵的爲多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acid,PUFA)
❃❃不飽和脂肪酸按照碳-碳雙鍵氫原子空間排列和碳鏈的形態分爲順式(cis)脂肪酸和反式(trans)脂肪酸。順式脂肪酸氫原子位于雙鍵的同一側,碳鏈呈彎曲結構,反式脂肪酸兩個氫原子位于雙鍵的相反兩側,碳鏈呈整齊的直形排列。
❃❃脂肪酸鏈分爲起始的羧基端(-COOH)和尾部的甲基(-CH3)端(圖2、3),按照希臘字母,頭端碳原子稱爲α,尾端碳原子称为ω。从甲基端(尾部)第一个碳原子(ω碳)開始計數,根據第一個雙鍵碳原子的序號,將脂肪酸分爲ω-3、6、7、9脂肪酸,其中ω−3、ω−6脂肪酸爲多不飽和脂肪酸,ω−7、ω−9脂肪酸爲單不飽和脂肪酸。
不飽和脂肪酸
☀不飽和脂肪酸是沒有被完全氫化(hydrogenation),至少存在一個碳-碳雙聯的脂肪酸鏈。不飽和脂肪酸在環境中不太穩定,容易被氧化和發生酸敗(rancidity),相比飽和脂肪,其提供的能量更少。
☀多不飽和脂肪酸至少存在兩個雙鍵,主要來源于向日葵、玉米、黃豆和棉籽油,胡桃,松子,芝麻、向日葵、南瓜和亞麻種子當中。動物脂肪含少量多不飽和脂肪酸。海鮮如三文魚、鳟魚、鲱魚、金槍魚和鲭魚,亞麻籽和胡桃中含一種特殊的多不飽和脂肪酸,就是ω-3 (n-3) 脂肪酸。
☀ω−3或者n−3脂肪酸是多不飽和脂肪酸,與人生理功能有關的有三種類型。α-亞油酸 (ALA)存在于植物油中,包括胡桃、可食用的種子、鼠尾草種子油、海藻油、亞麻籽油、美藤果油、藍薊油和麻油;二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)一般來自魚油,包括魚類、魚油、餵食EPA和DHA的雞、鱿魚油、磷蝦油。海藻和浮遊植物也是n−3脂肪酸的主要來源。ω−3脂肪酸參與體內代謝,哺乳動物不能合成ω−3脂肪酸。補充ω−3脂肪酸在減少心腦血管疾病和惡性腫瘤風險方面的證據還不夠充分。
☀ω−6或者n−6脂肪酸也是多不飽和脂肪酸,含有18個碳原子和兩個順式雙鍵,亞油酸(LA)是一種n-6脂肪酸,屬于必須脂肪酸,人體不能合成。主要來源是堅果和液體植物油,包括大豆油、玉米油和紅花油。
☀ω−6脂肪酸可能導致炎症,ω−3脂肪酸具有抗炎效果,兩者比例很重要,最好能小于4:1)。
▷▷單不飽和脂肪酸主要來自橄榄、油菜、花生、向日葵和紅花的油,牛油果,花生醬和多數堅果中。動物脂肪如雞、豬肉、牛肉和野味中也含有單不飽和脂肪酸。
飽和脂肪酸
☀飽和脂肪酸是完全被氫化(所有碳原子被氫離子飽和占領),不存在雙鍵的脂肪酸鏈。飽和脂肪酸更加穩定,不容易被氧化或者發生酸敗,能提供更多的能量。
☀飽和脂肪含量較高的動物産品包括奶油、奶酪、黃油、其他全乳制品,肥肉中除飽和脂肪,還含有膳食膽固醇。一些植物或者蔬菜産品也含較多的飽和脂肪,例如椰子油、棕榈油,我們吃的方便面使用的就是棕榈油。飽和脂肪具有熱量高、熔點高、易保存、穩定和不容易氧化酸敗的特點。很多熟食或者加工食品含較高的飽和脂肪,如比薩餅、乳類甜食和香腸等。
☀飽和脂肪除熱量較高以外,還含有較多的膽固醇,世界衛生組織建議減少食物中飽和脂肪的比例,對于降低肥胖和心腦血管疾病有益。
反式脂肪酸
☀反式脂肪酸(反式脂肪)結構上不同于天然的植物油中的不飽和脂肪酸。主要存在于部分氫化的植物油和含有這些油脂的食物,以及反刍動物(ruminant)脂肪。
☀反式脂肪少量存在于自然界,主要來自反刍動物(家牛、羊)的肉及其奶制品,一般無害,天然黃油當中含3%的反式脂肪。在食品加工過程中,液狀植物油在氫化變成固態飽和脂肪過程中,部分順式雙鍵轉變爲反式構型,産生反式脂肪,以獲得更加合適熔點和口感。反式脂肪存在于一些植物黃油、起酥油、快餐食品(零食)、冷凍披薩、有包裝的烤制食品、油炸快餐和咖啡伴侶(植物末、奶精)中。
☀雖然反式脂肪可以食用,但研究顯示反式脂肪升高血清低密度脂蛋白,降低高密度脂蛋白,升高甘油三酯水平,並且促進全身炎症反應。膳食中的反式脂肪酸每增加2%,患心腦血管疾病的風險就會增加25%。
☀大部分國家限制食品中反式脂肪的含量,甚至規定零含量。如果確因加工、貯存、口感和質感的需要,可以用飽和脂肪如豬油、棕榈油,完全氫化脂肪或者酯交換脂肪替代。氫化脂肪不是反式脂肪的代名詞,完全氫化脂肪是飽和脂肪,反式脂肪是不全氫化脂肪的産物。
☀異油酸(Vaccenic acid)是一種存在于牛肉和奶乳制品中的天然ω−7反式脂肪酸,不同于植物起酥油、豬油和大豆油混合物中的反式脂肪酸,能夠降低低密度脂蛋白和甘油三酯,減少動脈粥樣硬化性心血管疾病發病率。
☀從順式脂肪酸到反式脂肪酸,從不飽和脂肪酸到飽和脂肪酸,其熔點變高。在室溫條件下,不飽和脂肪往往呈液體,飽和脂肪往往呈現固體形態。反式脂肪一般呈固態,也可以隨溫度升高呈液態。
附件
✔酯交換脂肪
酯交換脂肪(Interesterified fat)是將脂肪酸從一個甘油三酯分子移到另一個分子的油脂,主要目的是提高脂肪熔點,延緩酸敗過程,讓油脂更適合油炸和制作美味的植物黃油,而且飽和脂肪含量較低。
✔黃油(butter)
黃油是含有80%乳脂(butterfat或者milkfat)的奶制品,依環境溫度不同,可以呈固態,溫度升高時呈液態。一般被用作普通面包和吐司的塗布(抹在上面),作爲蔬菜的調味料,和用于烹饪,如烘焙、醬汁制作和油煎。黃油含乳脂、奶蛋白和水,有些另加調味料(flavorings),如大蒜黃油。黃油多數來自奶牛,也可以從其他哺乳動物,如綿羊、山羊、牦牛。黃油有時也會添加少許鹽、調味料和防腐劑(preservatives),見圖6。天然奶油(cream)與黃油的主要區別是乳脂含量較低,制作工藝也有差別,性狀和用途不同。印度和西藏的酥油與黃油成分類似,主要成分也是乳脂。
✔人造黃油(margarine)
作爲仿黃油塗布(spread),人造黃油(margarine)被用于調味、烘焙和烹饪。最早于1869年在法國由Hippolyte Mège-Mouriès創制,是應拿破侖III世要求,從牛油中制作的黃油替代物,以滿足軍隊和下層階級使用。人造黃油原料和工藝不斷改進和創新,現代人造黃油主要從精煉的植物油和水制作,也可能含奶。
人造黃油
同天然黃油一樣,人造黃油由油包水乳劑構成,其中小的水滴均勻分布在穩定晶體形的油相當中。許多國家明文規定,脂肪含量至少80%才能界定爲人造黃油,這與天然黃油的比例要求是一樣的。人造黃油被廣泛用于糕點、甜甜圈和曲奇當中,我們吃的生日蛋糕大部分都是要加人造黃油的哦。
Take home message
①脂肪是甘油和脂肪酸分子構成的甘油酯
②所有脂肪都含有飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸,只是比例不同
③脂肪供給人體熱量,協助脂溶性維生素吸收
④少數來自大自然的反式脂肪是無害的
⑤人工反式脂肪是不飽和脂肪部分氫化得到的産物,對人體有害,應該少用或者不用
⑥飽和脂肪含較高熱量和膽固醇,適量就好
⑦不飽和脂肪含人體需要的必須脂肪酸,額外補充多不飽和脂肪酸是否獲益尚不完全清楚,至少應該無害
⑧應該限制總的熱量,減少飽和脂肪,適量攝取不飽和脂肪,不用反式脂肪
⑨多選擇天然原料,少食用加工食品或者保質期長的食品