脂質是身體能量的主要來源之一,也是維持正常生理功能的重要營養素。飲食中有 95%以上的脂質為三酸甘油酯 (又稱為中性脂肪),剩下的 5% 主要是磷脂質(如:卵磷脂) 及固醇類 (如:膽固醇) 等。
脂質的主要功能
1. 儲存並提供熱量:脂質中的三酸甘油脂最主要的功能,就是儲存並提供身體所需的熱量。被人體消化吸收的三酸甘油脂,每公克可提供 9 大卡的熱量。
2. 保溫與保護人體器官:我們的脂肪組織一部分是內臟脂肪,這些脂肪就像護墊一樣包圍並保護內臟器官,防止其受傷;另一部分是皮下脂肪,位於皮膚之下保護身體並兼具保溫的功能。
3. 運送脂溶性維生素:食物中的三酸甘油脂能攜帶脂溶性維生素進入小腸並幫助他們吸收,包含維生素 A、D、E、K 等。
4. 維護細胞功能:卵磷脂與膽固醇是細胞膜的重要組成部分,肩負著細胞內外物質交換的重任。如果人每天所消耗的卵磷脂與膽固醇得不到補充,細胞就會處於營養缺乏狀態,失去活力。
5. 維護神經細胞與大腦細胞的運作:人體神經細胞與大腦細胞是由細胞薄膜包覆,磷脂不足會導致薄膜受損,造成智力減退,精神緊張。而磷脂中的膽鹼可形成乙醯膽鹼,作為各種神經細胞和大腦細胞間傳遞資訊的載體,可以於神經細胞和大腦細胞間有效地傳遞訊息。
6. 維持血管順暢:磷脂強大的乳化作用可乳化血管內沉積在血管壁上的膽固醇及脂類,形成乳白色液體,排出體外。
7. 製造賀爾蒙與膽汁的原料:膽固醇是製造腎上腺素荷爾蒙、性荷爾蒙與膽汁的重要原料,缺乏時,將影響內分泌功能與消化功能。。
8. 維生素 D 的先質: 皮膚中的膽固醇經陽光的紫外線照射後,可轉化成人體所需的維生素D。
脂質的分類
脂質可分為三大類,分別是簡單脂質、複合脂質與衍生脂質,其中簡單脂質中的三酸甘油脂、複合脂質中的磷脂質,以及衍生脂質中的膽固醇三者對人體的運作非常重要,以下做說明:
三酸甘油脂
三酸甘油脂俗稱油脂,是由一個甘油分子與 3 個脂肪酸分子所組成,三酸甘油酯是無極性的中性油脂,是人體內儲量最大、產生能量最多的物質,也是食用脂肪的主要成分,可以透過日常飲食攝取。
三酸甘油脂的特性,會因其成分中的脂肪酸差異而不同,如脂肪酸的飽和度、碳原子的多寡、連接碳原子的雙鍵位置等差異因素。一般我們將其分為飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸。
- 飽和脂肪酸是特性穩定的脂肪酸,多存在於溫體動物(豬油、牛油)與熱帶植物(椰子油、棕櫚油)中,因其穩定的特性,存放時間可以比較長,也適合高溫烹調。
- 飽和脂肪酸中的碳原子,都是以穩定的「單鍵」結合在一起,所以特性很穩定。
- 不飽和脂肪酸是特性不穩定的脂肪酸,多存在於變溫動物(如魚油)與一般植物(橄欖油、堅果油)中;因其特性不穩定,存放時間要盡可能縮短,更不要用高溫來烹調。尤其是 ω-3 不飽和脂肪酸,雖然是有益於人體的脂肪酸,但因其不穩定性較高,接觸空氣時間太長時很容易氧化,高溫烹調時更容易變質。
- 不飽和脂肪酸中有一些碳原子是以不穩定的「雙鍵」結合再一起,所以特性比較不穩定。
- 只有一個「雙鍵」我們稱之為單元不飽和脂肪酸;兩個或兩個以上的「雙鍵」我們稱之為多元不飽和脂肪酸。
- 不飽和脂肪酸的「雙鍵」越多,其特性越不安定,溶點也越低。
是指人體內不能自行合成,必需從食物中獲得的脂肪酸。只有兩種脂肪酸是人體必需且無法自行合成的,分別是亞麻油酸(一種 ω-6 不飽和脂肪酸)與 α-亞麻油酸(一種 ω-3 不飽和脂肪酸)。其它脂肪酸人體均可自行合成。
下表為包和脂肪酸與不飽和脂肪酸的整理:
反式脂肪酸
反式脂肪酸屬於一種不飽和脂肪酸,其來源有二:
- 天然存在的反式脂肪:牛、羊等反芻動物因為特殊的消化道細菌作用,會把牧草發酵合成部分的反式脂肪酸,此類反式脂肪酸不會人體健康造成傷害,常見於市售之天然的乳製品,例如天然奶油。
- 人造反式脂肪:不完全氫化油是飲食中之人造反式脂肪之主要來源,此類反式脂肪存在於氫化植物油、植物性乳化油以及人造奶油中,經常食用會增加罹患心血管疾病以及第二型糖尿病的風險。
磷脂質
人體含有許多不同形式得磷脂質。卵磷脂是常見的磷脂質,是為人體不可或缺的成分。
- 卵磷脂是細胞膜的主要成分,如果細胞缺乏卵磷脂,則不論在結構與發育上都會受到影響。
- 卵磷脂中的膽鹼是構成神經傳導物質乙醯膽鹼的重要成分,缺乏乙醯膽鹼時,會出現記憶力與注意力下滑等現象。
- 卵磷脂具有乳化效果,能幫助血管中的脂肪代謝,減少脂肪在血管內壁的滯留時間,降低動脈粥狀硬化的風險,故有「人體清道夫」之稱。
膽固醇
- 膽固醇是形成細胞膜、賀爾蒙、膽酸的重要成分,主要存在於動物性食品中,除了可以從飲食中攝取外,大多數的膽固醇是人體自行合成出來的。(從食物中獲取的膽固醇約占人體每日代謝量的 30%,人體自行合成的膽固醇約占每日代謝量的 70%。)
- 膽固醇是身體重要的成分,但當血液中的膽固醇過高,可能會提高心血管疾病風險,因為它們容易被氧化而形成氧化型低密度脂蛋白,導致動脈粥狀硬化,這是不得不注意的課題。
脂質的消化與吸收
食物的消化包含機械性消化(咀嚼與蠕動)與化學性消化(消化酶分解),主要功用是將食物中的大分子營養物分解為小分子。
口腔消化:
分泌之舌脂解酶 ,可消化乳汁中的脂肪酸。舌脂解酶的活性在嬰兒時期最為活躍,之後隨年齡增長而下降。以成人而言,口腔除了咀嚼消化外,幾乎不進行任何脂質的化學性消化。
胃的消化:
胃會分泌胃脂解酶,將少部分的三酸甘油脂分解成單酸甘油脂、雙酸甘油脂,以及游離脂肪酸後,隨著食物進入小腸。
小腸消化與吸收:
於小腸中,膽囊會分泌膽汁,胰臟會分泌胰脂解酶、膽固醇脂解酶、磷脂解酶,小腸本身也會分泌腸脂解酶,這些消化酶的會將脂質乳化分解成單酸甘油脂、部分甘油,游離脂肪酸、磷酸後,經由擴散作用或透過與特殊蛋白的結合的方式被小腸細胞吸收。
其中短鏈及中鏈脂肪酸 (少於 12 個碳原子的脂肪酸) 大多被小腸吸收後,再合成回三酸甘油脂的形式直接經由肝門靜脈進入肝臟進行代謝。
長鏈脂肪酸 (12 個碳原子以上的脂肪酸) 被小腸吸收後,再合成回三酸甘油脂的形式以乳糜微粒的形式經由小腸淋巴管、胸管、左鎖骨下靜脈進入血液循環系統。
[註解說明]:三酸甘油脂與磷脂類必需被分解,才能被小腸吸收。小腸吸收這些分解物後,會在合成變回三酸甘油脂與磷脂質的形式運送到下一個目的地。
[註解說明]:膽固醇無法被人體分解,所以整個消化吸收的過程都沒有被分解而直接被吸收並運送到下一個目的地。
脂質的運送與代謝
脂質的代謝,可在所有的體細胞內進行,而將脂肪酸、磷脂質、膽固醇運送到各體細胞的任務,則由「脂蛋白」負責。脂蛋白會將脂肪酸運送到各身體組織進行氧化產生或儲存熱量,並將卵磷脂、膽固醇等運送到各身體組織進行細胞組織的維護與修復,然後將代謝後的產物運回肝臟。
脂質的運送
- 脂蛋白的功能就是在血液中運送脂質分子,由於脂質不溶於水,因此無法在細胞外(如:血液中)自由輸送,必須靠脂蛋白顆粒來運送。依據脂蛋白的密度,從低密度到高度分,脂蛋白可分為 乳糜微粒、極低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)。
- 乳糜微粒:主要成分是從膳食中所攝取的三酸甘油脂,在腸道中分解、吸收、合成後送到身體組織,被脂肪水解酶分解後為身體組織所利用。
- 極低密度脂蛋白:主要成分是在肝臟中合成的三酸甘油脂、膽固醇與膽固醇脂。當極低密度脂蛋白離開肝臟後,脂蛋白脂酶會把三酸甘油脂帶離開極低密度脂蛋白,用來儲存或產生熱量。此時,極低密度脂蛋白只剩下膽固醇與膽固醇脂,因而轉變成低密度脂蛋白。
- 低密度脂蛋白:
- 低密度脂蛋白是膽固醇主要的運輸形式,會巡迴全身,將膽固醇帶到周邊組織。周邊組織的細胞表面具有低密度脂蛋白的接收器,會將低密度脂蛋白攝入細胞以供利用。
- 低密度脂蛋白與心血管疾病的發生有很大的關係,當人體的血管內皮細胞受傷時,低密度脂蛋白會進入受傷的細胞進行修復,部分低密度脂蛋白會被自由基氧化而變成氧化態低密度脂蛋白,此時體內的巨噬細胞便會來吞食氧化態低密度脂蛋白而變成泡沫細胞,堆積在血管壁上變成脂肪斑塊而導致動脈粥狀硬化,進而引發出各種心血管疾病。所以低密度脂蛋白的指數應該受到控制,不宜太高。
- 高密度脂蛋白:高密度脂蛋白可將周邊組織與血管壁的膽固醇運送回肝臟,幫助膽固醇的清除與代謝。血液中高密度脂蛋白指數上升,可以防止心血管疾病的發生。
下表為脂蛋白的種類與其組成:
脂肪酸氧化代謝
- 脂肪酸氧化可產生能量供給身體所需,所有的體細胞均能氧化脂肪酸以供給能量。
- 脂肪酸氧化需要葡萄糖,若缺乏葡萄糖,脂肪酸會因為氧化不完全而生成酮體,當酮體累積過多,會破壞身體的酸鹼平衡而引起酮酸中毒。(酮酸中毒的現象常常發生在糖尿病患血糖控制失調時造成大量酮體的產生。)
膽固醇代謝
在肝臟,膽固醇可轉化為膽汁酸,這是膽固醇在體內代謝的主要去路。 正常人每日合成約1g~1.5g的膽固醇,其中40%轉化成膽汁酸。 大部分膽汁酸會隨膽汁入腸道,經肝腸循環再利用,少部分膽汁酸會經糞便排出體外。
磷脂代謝
磷脂在生物體內可經各種磷脂酶的作用水解為甘油、脂肪酸、磷酸和各種氨基醇(如膽鹼、乙醇胺、絲氨酸)等代謝物被身體再利用。。
衛福部建議的脂質攝取量
- 膳食脂質攝取總量:佔總攝取熱量的 20% ~ 30%;
- 飽和脂肪酸攝取量:低於總攝取熱量的 10%;
- ω-6 不飽和脂肪酸攝取量:佔總攝取熱量的 4% ~ 8%;
- ω-3 不飽和脂肪酸攝取量:佔總攝取熱量的 0.6% ~ 1.2%;
- 反式脂肪攝取量:低於總攝取熱量的 1%。
參考資料
- 營養學, 3rd Edition, 新文京開發出版股份有先公司, 2019/08/01。
- 『食事でがんは防げる』 光文社、2004/04/23。
- 『栄養学原論』 南江堂、2009/01/20。
- Fat and fatty acid terminology, methods of analysis and fat digestion and metabolism: a background review paper
- A comprehensive classification system for lipids
- 「國人膳食營養素參考攝取量」第八版