大家知道构成生命的四大化学元素是碳、氢、氧、氮（C、H、O、N）。 这四种元素在生命物质 中的比例占到90%以上。主要由这四种元素构成的人体，也和其他生命形式一样，在维持生命的过程中需要不断摄入富含这四种化学元素的养分。

碳和碳链

如果说构建生命如同建造万里长城，那对于生命来说每一个碳原子就像是万里长城上的每一块砖。碳元素是非金属元素，原子序数为六，碳原子核外有六个电子，内层两个稳定电子，外层四个不稳定电子。

这四个电子容易与其他碳原子或其他原子的外层不稳定电子结合形成共价键，所以看起来碳原子好像有四个手臂。碳原子本身常常相互结合，形成长链或立体结构。长链结构是构成许多有机大分子的骨架。因为油脂分子主要只有碳链形式，所以我们在此只探讨链结构。

单键和双键

碳链往往是每个碳原子伸出两条手臂，分别握住两侧相邻的碳原子，碳碳单键相连，剩下的两条手臂分别握住一个氢。当然碳链也可以是碳碳双键相连，或单双键混合相连。

带有双键的碳链又简称为烯。有一个双键的碳链又称为一烯，两个双键称为二烯，以此类推。我们可以想象如果碳链的长短不同，链接方式不同，以及碳链上连接的其他元素不同，都会造成长链分子的化学性质不同。

从膳食营养的角度来说，人体需要的能量物质主要有三个来源那就是碳水化合物、蛋白质和脂肪。脂肪是这三种营养成分中化学结构最简单的一种。要想全面深入了解脂肪如何通过新陈代谢参与人体生命活动的过程，我们首先需要简单复习一下脂肪的化学结构。

总体来讲脂肪包括磷脂、胆固醇和甘油酸酯三大类。其中甘油酸酯是最简单基本的形式。磷脂和胆固醇是结构稍微复杂一些的脂肪。了解甘油酸酯的化学结构和特性之后，就很容易了解所有其它类脂肪的化学结构和特性。所以我们首先复习一下甘油酸酯的化学结构。

脂肪又叫油脂。一般在常温下处于液态的叫油，固态的叫脂。大家一定会说，这肯定是化学结构不同造成的。那么我们就一起来看看怎样的化学结构造成了这两种不同特性。

油脂的化学结构

前面提到的碳、氢、氧、氮（C、H、O、N）都是最简单的化学元素。而油脂的分子结构就要复杂多了。但是再复杂的东西也是由简单的成分组合而来的。所以我们可以从生活中最常见的有机物入手，比如酒。

（1）酒（醇）

酒的主要成分是乙醇，也就是酒精。它的分子是由C、H、O三种元素构成的（两个碳、六个氢和一个氧），结构式如下。

从它的结构式上可以看到，乙醇分子有两个碳原子相连，每个碳原子再伸出三个手臂分别握住五个-H和一个-OH。这个-OH在化学词汇里叫作氢氧基，又叫羟基。这个羟基是决定醇的化学性质的特征结构。简单来说，如果这个分子结构不变，只把-OH去掉，换成别的元素或分子，它就不是醇了。但如果把其中的任何一个或多个-H换成-OH，变成 下图，它还是叫醇。如果把碳的数量改变，它也是醇。

如此说来-OH是这个分子中具有决定性意义的部分。在化学词汇里我们叫这种具有决定性意义的结构部分为官能团。一个分子中如果具有某种官能团，它就具有某种特性。当然复杂的大分子可以同时具有两种或两种以上的官能团。对此我们今天不必探讨。

从刚才醇的分子结构式中我们可以看到乙醇有两个碳原子。那么一个碳原子的醇叫什么呢？对，就是大家都听说过的甲醇，俗称工业酒精，毒性很大。而十个碳原子的醇就叫癸醇。也就是说碳原子的数量是用天干来命名的。那么多于十个碳原子怎么办？简单的法子直接数数就行了。

除了甲醇，乙醇是结构最简单的醇。再往下是丙醇。如果把丙醇的三个碳原子上都加上-OH， 就叫丙三醇，俗称甘油。

丙三醇（甘油）

醇有很多不同的构成和特性。对于探讨油脂的化学结构，我们到此已经知道得足够多了。下面再来看看生活中另一个常见的有机物，醋。

（2）醋（酸）

醋的主要成分是乙酸，又称为醋酸。它和醇一样也是由C、H、O三种元素构成的，分子结构式为CH3COOH。

乙酸

既然叫乙酸，我们知道它的分子里有两个碳，另外还有两个氧和四个氢。实际上我们把-COOH叫作羧基，它也是一个官能团。所有带有羧基的长碳链有机物都叫羧酸。同样，一个碳的羧酸叫甲酸，三个碳的叫丙酸，十个碳的叫癸酸。当然还有很多不同结构和形式的羧酸，不一一列举。

从分子组成上看，乙酸与乙醇相比，好像只是少了氢，多了氧。事实上通过对醇的氧化就可以得到酸。

在生活中我们知道酒开瓶以后如果喝不完，要重新盖严。否则空气中氧气会使剩酒变酸。在工业中就可以利用醇的氧化来制备羧酸。当然具体过程比较复杂，不再赘述。

酒和醋，或者说醇和酸，虽然它们的分子式只是氢氧数目上略有不同，但两者化学性质却差异很大。造成这种差别的本质是因为分子中碳原子上连接着不同的官能团。 连着-OH的是醇，连着-COOH的是酸。而不同的官能团则是分子特性的决定性因素。

应该说明的是无论是酒还是醋，它们都是混合物。除了主要成分乙醇和乙酸外，还有其它物质存在，如醛、酮、醚、酯等等。而这些物质以一定比例存在是造成酒和醋具有一定风味和口感的物质基础。我们在这里主要讨论醇和酸，而不论其它。这一方面是因为它们是酒和醋的主要成分。另一方面也是因为我们今天最终要探讨的油脂在化学结构上就是由醇和酸两部分构成的。

（3）酯 （脂）

喜欢做菜的朋友都知道，如果想做鱼香风味的菜式，作料中一定要有酒和醋。因为所谓“香”是酒加醋的结果。如果只有酒或只有醋，是无法产“香”的。为什么呢？因为酒加醋，或者说醇加酸，可以生成酯。而短链的酯具有“香气”。在制作鱼香菜式时，酒中的乙醇和醋中的乙酸发生反应生成乙酸乙酯。

从化学结构上来说，酯是由醇加酸脱去一个水（H₂O）形成的。当然在工业制备中有不同的过程。对于所有的酯来说，它们的分子上都有一个或多个官能团-COOR， 叫作酯基。其中的R是代表碳氢结构，如-CH3。 作为“鱼香”的成分，乙酸乙酯是一个比较简单的分子。最简单的是甲酸甲酯，还可以有甲酸乙酯，丙酸丁酯等等。而我们今天想要探讨的油脂则叫做脂肪酸甘油酯。

酯基

（4）油脂（脂肪酸甘油酯）

从油脂的化学名称上看，它也叫某酸某酯。不过油脂比乙酸乙酯复杂一些，叫做脂肪酸甘油酯。既然是酯， 就是由醇和酸脱水而来。在这里酸是脂肪酸，醇是甘油。在前面讲醇的化学结构时我们知道甘油是丙三醇。而脂肪酸多为长碳链的羧酸。因为常见于脂肪中，所以叫脂肪酸。

我们常说的油脂都是这样的结构。如果把油脂分子进行水解，就会生成一个甘油和三个脂肪酸。所以油脂又称为甘油三酯或三甘酯。由于脂肪酸的不同，就会有特性不同的油脂。自然界里油脂可以是一个甘油链接三个相同的脂肪酸。当然也可以有两种甚至三种不同的脂肪酸。绝大多数碳链是偶数碳链，如12 碳，18碳。

下面简单介绍一下常见的脂肪酸和他们的主要膳食来源。

（4.1）首先，脂肪酸的碳链可以长短不一，它们多数在12碳和18碳之间，但也有少于10碳和多于20碳的脂肪酸。人们因此可以把它们分成长链、中链和短链脂肪酸。14碳以上叫长链，6碳以下叫短链，中间的叫做中链脂肪酸。

（4.1.1）短链脂肪酸的碳链长短不超过六个碳。常见的短链脂肪酸有乙酸、丙酸和丁酸。含有短链脂肪酸的甘油酯不多见。大家比较熟悉的只有奶油含有少量的丁酸和己酸。

乙酸        丙酸        丁酸

（4.1.2）中链脂肪酸的碳链含八到十二个碳原子。常见的中链脂肪酸有辛酸和葵酸。椰子油和棕榈仁油中甘油三酯都含有大量的中链脂肪酸。这样的三甘酯又被称为中链甘油三酯（MCT）。

辛酸

葵酸

（4.1.3）长链脂肪酸的碳链上至少有十四个碳原子。常见的长链脂肪酸有棕榈酸和硬脂酸。一般食用油脂中都或多或少地含有这两种脂肪酸。

棕榈酸

硬脂酸

（4.2）其次，脂肪酸的碳链可以完全是碳碳单键，也可以有一个或多个双键。人们由此将脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。所谓饱和是指碳链上碳碳全部以单键链接，无法再腾出手臂与其他元素或分子连接。而不饱和是指碳碳之间有双键存在。在一定的情况下，双键可能打开，变成两个单键。一个仍然碳碳单键相接，而另一个单键却好像腾出了一条手臂，可以与其他元素或分子连接。所以具有双键的脂肪酸叫做不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸又可以分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。顾名思义，有一个双键的脂肪酸叫单不饱和脂肪酸，有两个或多个双键的脂肪酸叫多不饱和脂肪酸。

（4.2.1）棕榈酸和硬脂酸都是饱和脂肪酸。它们在各种动物油脂中的含量都比较高。这就是为什么动物油脂多为固体的原因。

（4.2.2）常见的单不饱和脂肪酸有油酸。最常见的高油酸油脂是橄榄油和茶油。

油酸

（4.2.3）常见的多不饱和脂肪酸有亚油酸和亚麻酸。多数植物油例如玉米油和葵花油富含亚油酸。富含亚麻酸的植物油不多，常见的有亚麻油和紫苏油。

亚油酸

亚麻酸

（4.3）对于不饱和脂肪酸来说，其双键的多少固然影响其特性，而其双键在碳链上的位置也至关重要。自然界油脂中常见不饱和脂肪酸的双键大多数都在第三、第六和第九碳上。

人们又因此将不饱和脂肪酸分为ω-3（奥米伽三）、ω-6 、ω-9等等。

（4.3.1）常见的ω-3脂肪酸有亚麻酸、20碳5烯酸和22碳6烯酸。亚麻油和紫苏油富含亚麻酸。而20碳5烯酸和22碳6烯酸的主要膳食来源是鱼油。

20碳5烯酸

22碳6烯酸

（4.3.2）常见的ω-6有亚油酸、伽马亚麻酸和花生四烯酸。前面讲过多数植物油都含有一定的亚油酸。而伽马亚麻酸则相反，只有月见草油、黑加仑油和琉璃苣油等少数植物油是它的可靠来源。花生四烯酸的主要来源是动物油脂，比如蛋黄，奶油，猪油和牛油等等。

亚油酸

伽马亚麻酸

花生四烯酸

（4.3.3）常见的ω-9脂肪酸是油酸。我们已经知道它是橄榄油和茶油中主要脂肪酸。

油酸

(4.4) 必需脂肪酸是维持人体生命活动不可缺少但又不能在体内由其他物质合成的脂肪酸。真正的必需脂肪酸只有两个，那就是ω-3亚麻酸和ω-6亚油酸。有时ω-3和ω-6系列中的其它脂肪酸也被称为必需脂肪酸。尽管生物功能同样重要，但它们实际上都可以由ω-3亚麻酸和ω-6亚油酸在体内合成而来，所以不是绝对意义上的必需脂肪酸。