生活在如今的社會,恐怕每一個人都聽說過甘油。甘油是一種有點粘稠像植物油那樣的液體,用舌頭舔一舔,甜甜的,所以人們把它稱為甘油。在這里甘就是甜,但甘字的“歷史”比甜字悠久,甜字就是用舌頭一舔,感覺到的味道是甘。歷史上有甘草、甘蔗等名詞,其中甘都是甜的意思,甘油這個名稱看上去也很“古雅”,但其實是一個近代才有的名稱。古人并不知道有這樣一種物質,近代歐洲人才發(fā)現(xiàn),傳到中國后,把Glycerine這個詞連意帶音翻譯成甘油。 甘油不是油 甘油是甜的不假,可是并不是油。在我們的日常生活中,油往往分這樣兩類。一類屬于脂肪,稱油脂,動物和植物體內都有脂肪,另一類是烴類化合物,如地下開采出來的石油,從石油中經(jīng)過化工提煉出來的汽油、煤油、柴油以及潤滑油、凡士林等等。這些油都有一個很顯著的特點,那就是油與油親,油與水就不親。也就是說,不管是什么油,往往都能夠相互融合,而油和水就難以融合。甘油與各種油無論是油脂還是汽、煤、柴油都不容易相互融合,但是,與水卻完全相溶,可以任何比例混合成溶液。所以,甘油在本質上不是油,只是外表上看起來像油。 從化學結構上說,甘油與酒精倒是一類的。酒精的化學名稱是乙醇,它的分子式是CH3CH2OH,在它的分子里有一個OH基。甘油的化學名稱是丙三醇(甘油是商品名,或者說丙三醇是“學名”,甘油是俗稱,二者通用,人們常?;煺f,本文也如此,這是要說明的),它的分子式是CH2OH-CHOH-CH2OH。在它的分子里有三個OH基。其分子的模樣如下圖所示 OH基團有很大的極性(極性就是一端帶正電荷另一端帶負電荷),在這一點上,醇與水(H2O)有類似的地方。丙三醇中的OH基有三個之多,在丙三醇分子輪廓外的大多數(shù)范圍中,都是這種極性的電荷環(huán)境。在分子之間,一個分子的氧原子可以與另一個分子的氫原子相互吸引,形成所謂分子間的“氫鍵”。這樣分子間就有較大的相互作用,各個分子牽扯在一起,單個分子不容易離開,所以,它們的沸點就會比差不多大小的其他分子組成的物質高得多。丙三醇就有很高的沸點(達290.9℃),液態(tài)的丙三醇也比較粘稠。做一個比較,與丙三醇分子大小相差不很大而不能形成氫鍵的分子如環(huán)己烷、己烷等分子的沸點,就分別只有81℃和69℃。水是很小的分子,但是因為有氫鍵,所以沸點很高,與水分子大小相似的甲烷,其沸點僅為-161.5℃。 也正因為丙三醇在結構上有與水相似之處,所以,丙三醇與水之間的溶解度非常大,大到可以互溶。如果空氣中有水分子,空氣中的水分子也能夠被丙三醇表面的分子所吸引,溶解到丙三醇液體中去,這就是甘油的吸濕作用。同樣的原理,如果物質中含有丙三醇也含有水,那么,這些水分子也不容易離開這個物質,這就是丙三醇的保濕作用。甘油里摻了水,就不再那么粘稠,流動性好了許多。這是因為與丙三醇分子相比,水分子是很小的,在這里就好象潤滑劑一樣。 “油”中出甘油 我們說甘油不是油,但是在植物油脂和動物油脂的形成過程中卻都有甘油的參與,而在不久以前,絕大多數(shù)甘油都通過油脂的水解來制備。所謂油脂(包括植物油脂和動物油脂),其實都是脂肪酸的甘油酯。脂肪酸的羧基上有OH基,丙三醇上也有OH基,有一定的條件下,這兩個分子上的OH基之間會失去一分子水(H2O)而通過一個O原子連接在一起,這種產物在化學上稱為“酯”。如果甘油的三個OH基都與脂肪酸形成了酯,那便是脂肪酸的甘油三酯,油脂實際上絕大多數(shù)都是這種甘油三酯。這個名稱是不是很熟悉?對了,我們在醫(yī)院檢查身體,驗血報告單上所示的許多指標中,就有一項“甘油三酯”,那是檢查我們血液中所含有的油脂含量(往往稱為“血脂”)。 在一定的條件下(比如在堿性條件下),油脂會水解,生成脂肪酸和甘油。如果是在堿性的條件下,那么脂肪酸就與堿反應生成脂肪酸鹽。從油脂而得到脂肪酸和脂肪酸鹽的一端是長長的碳鏈,外側主要是碳氫鍵,其結構上與油差不多,能夠與油相親,另一端是酸根,極性很大,與水相親。這種兩端分別與油和與水相親的分子可以建立起油和水之間的“橋梁”,把油和水的表面交融起來,所以稱為表面活性劑。表面活性劑在我們家里就可以用以幫助洗滌,把衣物表面的油污分散到水里。上面所說的脂肪酸鹽就是我們日常所使用的肥皂的主要成分。在很長的一段時間里,洗滌所用的肥皂就是用油脂和氫氧化鈉反應制造的,而反應的另一個產品就是甘油。這也是過去商品甘油的主要來源。甘油不是油,卻來自油脂。當然,現(xiàn)在人們可以用其他化學方法從丙烯等石油產品中制備甘油。 人體內的甘油 油脂的水解反應,在我們人體內也一直在進行著,不過,催化這個反應的,主要是由胰臟分泌的脂肪酶。我們攝入的食品中的油脂,經(jīng)過胃的碾磨和膽汁的分散,在十二指腸內,油脂已經(jīng)被分散成很小的油滴,經(jīng)脂肪酶的催化,也就水解成了脂肪酸和甘油。這些脂肪酸和甘油分別在小腸被吸收進血液中,進人我們的體內。所以,甘油對我們人類是沒有毒性的,我們能夠直接吸收甘油。甘油在我們體內已經(jīng)存在了不知多少萬年,只是我們自己不知道罷了。 當然,生物體內含有甘油成分的不僅僅是油脂。眾所周知,生物體的基本單位是細胞,構成細胞膜的基本支架是以磷脂為主要成分的雙分子層。構成細胞膜的大部分磷脂是甘油磷脂,所謂甘油磷脂也是以甘油為骨架,連接上了不同的脂肪酸和磷酸。作為食物被攝入的這些甘油磷脂,也在我們的小腸內被水解成甘油、脂肪酸和磷酸,并且被吸收到我們的體內。 我們吸收了甘油有什么用處呢?最重要的用途,一個就是重新與適當?shù)闹舅岷铣蔀橹荆硪粋€是與適當?shù)闹舅?、磷酸重新合成為甘油磷脂。這里的脂肪酸可能是攝入的,也可能是人體自行合成的。這樣重新合成的脂肪就是我們自己身上的脂肪,合成的甘油磷脂是自己的甘油磷脂,組成了自己身上細胞的細胞膜。 這樣,不管我們吃的是什么植物或動物,不管是它們身上哪里的脂肪,不管是它們哪里的細胞的細胞膜,在我們的胃腸里統(tǒng)統(tǒng)化成了甘油、脂肪酸、磷酸這些小的化學部件。這些部件被吸收進體內后,按照我們自己的方式重新組裝成我們自己的脂肪、自己的細胞膜。絕不會吃豬膘長豬膘、吃牛肉長牛肉的。 當然,也有一些甘油會參與我們體內其他的生物化學過程,例如,經(jīng)過較為復雜的過程合成為葡萄糖,也可以直接被氧化而放出熱量等等。總之,甘油是我們身體內起著重要作用的化學物質。 (未完待續(xù)) |
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