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三酰甘油的皂化、氢化与反式脂肪酸

三酰甘油的皂化、氢化与反式脂肪酸

三酰甘油的化学性质与组成它的脂肪酸、甘油以及酯键有关。最主要的反应是酯键的水解,以及双键的加成和过氧化。

三酰甘油可以在酸、碱、蒸汽及脂酶的作用下水解,生成甘油和脂肪酸。当用碱水解三酰甘油时,生成甘油和脂肪酸盐。脂肪酸的钠盐和钾盐就是肥皂的主要成分,因此把三酰甘油的碱水解称为皂化。

使1克三酰甘油完全皂化所需的氢氧化钾的毫克数称为皂化值。根据皂化值可以判断三酰甘油中所含脂肪酸的平均分子量。皂化值越大,平均分子量越小。

计算公式为:脂肪酸平均分子量=3×56×1000÷皂化值。式中56是KOH的分子量,因为三酰甘油中含三个脂肪酸,所以乘以3。

肥皂是高级脂肪酸盐,既含有易溶于水的极性部分(羧基),又含有易溶于脂类的非极性部分(烃链),所以肥皂是乳化剂(表面活性剂),可使油污形成胶束,分散在水中而被除去。当用含较多钙、镁离子的硬水洗涤时,由于脂肪酸钠转变为不溶的钙盐或镁盐而沉淀;当用酸性水时,会生成不溶于水的脂肪酸。这时不仅肥皂的去污能力大大降低,而且产生的脂肪酸或脂肪酸钙盐会沉积、吸附在衣物上,造成额外的污染。

含不饱和脂肪酸的三酰甘油,分子中的双键可以与氢、卤素等发生加成反应。卤素中的溴和碘与双键加成,生成饱和的卤化脂,称为卤化反应。通常把100克三酰甘油所能吸收的碘的克数称为碘值。碘值越大,即不饱和程度越高。根据碘值可以计算出脂肪酸的平均双键数。所以,给出一种油脂的皂化值和碘值,就可以知道其结构,从而计算出氧化时能够放出的ATP数量。这是生化计算中常见的题目。

氢化是在高温、高压和催化下,碳-碳双键与氢发生加成反应,转化为饱和脂肪酸。氢化的结果使液态的油变成半固态的脂,所以也常称为“硬化”。人造黄油的主要成分就是氢化的植物油。某些高级糕点的松脆油也是适当加氢硬化的植物油。油容易酸败,不利于运输,某些海产的三酰甘油有臭味,氢化可以解决这些问题。

氢化的缺点是反应中会生成少量反式双键。如果是完全氢化,反式双键会被反应掉,生成饱和脂肪酸。如果是不完全氢化,最终会含有少量反式脂肪酸(trans fatty acid,TFA)。目前认为,过多摄入TFA对健康不利,可增加心血管疾病风险。世界卫生组织(WHO)2003年建议反式脂肪的供能比(反式脂肪提供的能量占膳食摄入总能量的百分比)应低于1%。

反油酸

国家食品安全风险评估中心2013年7月发布了《中国居民反式脂肪酸膳食摄入水平及其风险评估》,指出中国居民TFA供能比为0.16%,北京等大城市居民也仅有0.34%,所以一般人群无须担心。常吃市售食物的人可以注意食品标签,使用了氢化油脂的食品按规定是要标示反式脂肪酸含量的。

三酰甘油在空气中放置过久,会腐败产生难闻的臭味,这种变化称为酸败。酸败是由空气中氧、水分或霉菌的作用而引起的,可以被阳光加速。酸败的化学本质是三酰甘油水解放出游离的脂肪酸,以及不饱和脂肪酸环氧化、裂解成小分子的醛或酮。低分子量的脂肪酸(如丁酸)、醛和酮常有刺激性酸臭味。酸败程度用酸价(酸值)表示,即中和1克油脂中的游离脂肪酸所需的KOH毫克数。酸价是衡量三酰甘油质量的指标之一。

不饱和脂肪酸环氧化、裂解成小分子的醛

发布于 2019-04-26 20:10