浅谈摄入脂肪酸的结构与功能

                 刘平

中科院福建物质结构研究所

心脑血管疾病有非常复杂的原因，已经知道的有遗传基因以及基因变异、女性更年期后的雌性激素减少（男性的激素减少慢些）、空气污染的颗粒沉积、不健康饮食、不良情绪的影响等诸多因素，这些因素也从不同的方向对肿瘤的发生和发展起着作用。美国已于2015年3月发布美国居民膳食指南的修改意见，其中对脂肪酸给予了重大的关切。正确摄入脂肪酸对于维护细胞膜的结构完整、保持心脑血管的正常功能、预防心脑血管疾病和癌症等重大疾病具有重要的意义。在合理的食谱中，脂肪酸的摄入量、结构和比例是非常重要的。

1.总量。脂肪的摄入量占人体所需能量20－30％。对于每天需要1900千卡热量（成年轻体力劳动者）的人来说，按1克脂肪转化为9Kcal(千卡）热量计算，所需脂肪为42.2－63.3克。取平均值为52.75克。脂肪酸主要以甘油三酯的形式被摄入。注意：这个数字是包括了各类食品所含的脂肪以及煮菜时所加的食用油。根据《中国食物成分表》中的食物的宝塔图，每天食用油为25－30克。

2.比例。根据世界卫生组织和世界粮农组织推荐，每日脂肪酸摄入比例为：饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸＝1:1:1。 根据有关研究，目前国人这个比例变化不大。其中，饱和脂肪酸，美国食品袋上标明，每人每天要小于20克。根据第1点，饱和脂肪酸为13.9－20.8克，平均为52.75x33％＝17.4克。还有一种比例为：饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸＝3：4：3,稍微提高单不饱和脂肪酸的比例。另外，对于老年人和心血管病人，有人提出比例为23.3：43.3：33.3,进一步降低饱和的比例。我觉得可能更为合理。

3.结构。饱和脂肪酸主要为18碳和16碳长链脂肪酸，在各类食物和油中都有。单不饱和脂肪酸为18碳链含有一个双键，例如，18:1,Oleic Acid,油酸，缩写OA，化学名：顺-十八碳-9-烯酸。多不饱和脂肪酸主要含有18碳2烯酸，Linoleic Acid,亚油酸,缩写LA，化学名：顺，顺-十八碳-9，12-二烯酸；18碳3烯酸，a-Linolenic Acid, a-亚麻酸,缩写ALA，化学名：顺，顺，顺-十八碳-9，12，15-三烯酸和Gamma-Linolenic Acid, G-亚麻酸,缩写GLA，化学名：顺，顺，顺-十八碳-6，9，12-三烯酸。多数植物油都含有饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸以及高量多不饱和脂肪酸。

4.从生化角度的结构分类。从CH3开始计算碳链，如果第3个碳开始出现双键，称为ω-3脂肪酸，如果从第6个碳开始出现双键，称为w-6脂肪酸，以此类推。我们需要的不饱和脂肪酸主要有ω-3,6,9三种。ω-3脂肪酸有：a-亚麻酸,18:3(n-3)，ALA；二十碳五烯酸，20:5（n-3),EPA;二十二碳六烯酸，22:6（n-3),DHA,俗称脑黄金。 w-6脂肪酸有：亚油酸，18:2(n-6),LA; Gamma-亚麻酸，18:3（n-6),GLA。 w-9脂肪酸有油酸，18:1（n-9),OA.

5.问题。人类大脑含有高量DHA,ω-3脂肪酸对于人类大脑的进化具有重要甚至关键的作用。a-亚麻酸一方面对人体健康具有重要的作用，它能调节血脂和血粘度，预防心脑血管梗塞相关疾病，还可以调节免疫功能，对神经性皮炎、老年痴呆症等也有预防作用，另一方面它在体内酶的作用下还会转化为重要的EPA和DHA，因而非常重要。现在人们吃植物油，在多不饱和脂肪酸这一项里，亚油酸含量大大超过亚麻酸，比如，豆油、花生油、葵花籽油、玉米油、芝麻油含有的亚油酸分别为51.7、37.9、63.2、56.4、45.6%，而亚麻酸只含有6.7、0.4、4.5、0.6、0.8%，造成亚麻酸摄入严重不足，引发心脑血管等许多疾病。而亚麻油含有比较均衡的比例，其中，亚油酸为37.1%，亚麻酸为35.9%，明显地优于上述几种主要食用油，成为一种经济实用的深海鱼油前体。世界卫生组织和世界粮农组织提出，亚油酸：亚麻酸＝（5－10）:1,我国为（4－6）:1,日本为4:1,美国 为2.3:1。网上多认为4：1比较合适。具体来说，就是在食用油中补充亚麻油最方便，或者吃亚麻籽。还有另外一种算法，即按照个人食谱（食用油暂除外），先计算出每天所食的三种脂肪酸的具体含量，然后再根据每天食用油20-25克以及三种脂肪酸的比例进行计算，求出应该选择食用油的种类和数量。由于每个人的食谱千差万别，每个人要进行耐心和具体的计算，找出适合自己需要的大体比例。

6.反式脂肪酸。这里我们要涉及为什么这些年提倡植物油而心脑血管疾病反而增加的问题。顾名思义，所有含有反式双键的脂肪酸总称为反式脂肪酸。我国桐油中的桐油酸就是一个很典型的例子。它的学名是顺，反，反-9，11，13-十八碳三烯酸，具有三个双键并形成共轭体系。它被刷开时在空气中容易形成干硬的弹性膜，因而在油漆工业上是重要的原料。可见顺式与反式脂肪酸在性能上差别巨大。桐油是不能食用的。食用油中的不饱和脂肪酸都具有顺式构型。后者由于流动性大，在加工食品中不太方便且缺乏香气。上个世纪八十年代，工业上将植物油加氢，将部分双键氢化以提高熔点，可以用于工业产品如肥皂，提高性能，同时用于食品中，使食品更香更脆，但却产生了意想不到的危害。由于在加氢反应过程中，除了部分变成了饱和脂肪酸，还有的部分双键变成反式，这些反式脂肪酸大量地加入食品，比如，人造奶油、起酥油等。它们广泛地用于油炸食品（方便面、炸薯条等），烘焙食品（面包、饼干、桃酥等），巧克力中的代可可脂，咖啡伴侣中的植脂末，冷冻食品（汤圆等），糖果、沙拉酱、花生酱等，尤其那些口感很好的食品就要小心了。血管中的粥样斑块沉积过程复杂，主要由反式脂肪酸、饱和脂肪酸、氧化胆固醇、纤维蛋白等组成。反式脂肪酸会提高低密度脂蛋白，而降低高密度脂蛋白，造成血管堵塞，对人类危害极大。

7.我们还要更详细地了解脂肪酸的结构与熔点的关系。十八碳正构酸的熔点是70°C。根据相当严格的饱和脂肪酸低标准摄入的计算，每天大体上就已经达到18克，稍微放松一点，就很容易超过。所以根本不需要特别地摄入饱和脂肪酸。美国的修改意见里仍然强调要控制饱和脂肪酸的摄入量。当分子引入双键后，熔点显著降低。油酸（一个双键）、亚油酸（两个双键）、亚麻酸（三个双键）的熔点分别是13.4、-5、-11°C。可以预料它们在血管中的流动性大大增加，而凝固性和沉积性大大降低。下面进一步讨论食用油在高温下的变化。植物油一般含有7-20%的饱和脂肪酸，以及80-90%的单不饱和和多不饱和脂肪酸，这些不饱和脂肪酸含有的双键在高温下会发生构型上的转化，即由顺式变为反式以及聚合反应等等，产生许多对人体有害的物质。比如反式油酸的熔点是45.5°C，比顺式油酸的熔点高许多。聚合物同样大大增加熔点。而更重要的是这些改变了结构的脂肪酸的性质不符合人体的需求。科学家已经证实反式脂肪酸是造成心脑血管疾病的元凶之一。同时高温下容易产生许多苯并芘类强致癌化合物。双键越多，不饱和度越高且形成不封闭的共轭体系，它就越不稳定，在高温下越容易发生上述结构变化。在室温下如果长期放置，也会逐步发生结构变化，改变脂肪酸的性质。所谓的地中海饮食里最重要的一点就是橄榄油，它含有80%的单不饱和脂肪酸，比多不饱和脂肪酸相对要稳定一些，而且欧洲人不太喜欢高温煮菜，多以凉拌为主，保持了较好的稳定性。地中海饮食的另外一点就是海鱼，它提供了EPA和DHA。我国的茶油与橄榄油一样含有80%的单不饱和脂肪酸，因此可以与亚麻油配合作为食用油。另外，饱和脂肪酸在高温下也会发生支链化反应。这一点也要注意的。据研究亚麻酸要在70度以下才能稳定，所以最好把蔬菜在水里捞好后再加亚麻油凉拌比较合适，可以保持它的稳定性。所以我们主张，植物油使用温度在70摄氏度以下比较安全，尽量不采取煎、炸、炒、烤等高温烹饪方式，包括长时间煲汤也是不安全的，虽然它会满足人们对味觉口感上的依赖。最后我们还要谈到食用油总量的控制。一般来讲，炒一盘青菜（供两人吃）需要20毫升的油，如果抄两种蔬菜，再加上煎鱼、炸肉，就大大地超过人体需要量，长期下去，必然造成脂肪酸代谢过剩的许多疾病。上述的这些问题成了很多人吃了植物油反而增加了心脑血管病的原因之一，得了病还不知道原因何在的悲剧。所以人类应该建立起更加健康的味觉口感系统。这样才能吃出健康、文明和幸福。

8.总结。鉴于ω-3脂肪酸对于人体大脑的发育发展和心脑血管的健康具有重要的作用，一些发达国家在超市食品（面包、饼、点心等）中添加亚麻籽（Flax seed）、奇亚籽（Chia seed）,提倡深海鱼油，这三类食物是目前含较高的ω-3脂肪酸的食物。对于食用油，我们的意见是控制总量、合理比例、控温烹饪、科学食用。

参考文献；

1.《中国食物成分表》（第一册）（第2版）2009,中国疾病预防控制中心营养与食品安全所编著，杨月欣等主编。

2.《基础有机化学》（上册）,1980,北京大学邢其毅等编。

3.《合成脂肪酸化学及工艺学》（上册），1984，顾良荧主编。

致谢：王念庆同学提供奇亚籽信息，在此表示感谢。

2015.4.19

本文已发表在【化学通讯】2015.5.20，No.3，p67-68。

后记：2015.6.16日美国FDA宣布，人造反式脂肪酸（主要是氢化植物油）对公共健康构成威胁，要在3年内彻底消除食品体系中的人造反式脂肪酸，而且由于它的危害性，也不存在反式脂肪酸摄入量的安全标准，其建议是摄入越少越好。这一禁令预计将会减少冠心病的发生率。大约今年10月份美国要发布2015年美国居民膳食指南全文。
2015.6.20.笔者。