第五节 油料中油脂的形成和转化
一、油脂在油料种子中的形成
油脂与蛋白质和碳水化合物一样，是细胞的重要组成部分，并且与碳水化合物一起成为细胞呼吸作用所需的主要物质。每一个活的生物细胞通常都含有少量的油分和类脂物。细胞内的油分于代谢过程中形成，并以油滴形式积累起来。它常常直接产生于细胞质内，通过细胞学研究可以清楚地得以证实，首先在果实和种子的细胞内出现淀粉，然后淀粉在叶绿体和白色体内经过某些变化转化为油或脂。
正在成熟的植物种子中，油脂的形成是由于单糖（例如葡萄糖）通过连续不断地产生甘油、饱和与不饱和的脂肪酸，并通过其在脂肪酶作用下化合成油脂分子。生物体内脂肪酶作用具有可逆性，即如果生理条件有利于合成时，脂肪酶就促使甘油和脂肪酸合成油，当条件改变时，脂肪酶就导致油分子分解成碳水化合物。
油的形成和积累过程从盛花期（子房膨大时）开始，一直进行到种子或果实完全成熟为止。也就是说种子或果实内油脂形成过程是从种子或果实开始发育约一个半至两个星期之后开始的，并一直继续到它们完全成熟为止。油脂的质量在整个合成过程中并非恒定，而会发生很大变化，每种植物的种子在最初几天或甚至最初几星期积累着大量游离的脂肪酸，在种子未成熟时游离脂肪酸的含量很高，到完全成熟时则逐渐降低到最低限度。如罂粟于开花后2周时其种子油的酸值为5.2mg/g（以KOH计），8周时为3.4mg/g（以KOH计）。
通过对植物成熟种子的观察，得到油脂形成的过程如图2-17所示。
图2-17 油脂形成过程
从图2-17可以看出，油脂总是由葡萄糖形成，首先葡萄糖通过连续不断的还原反应，转化成甘油和脂肪酸，而甘油和脂肪酸在脂肪酶的作用下，合成油脂。但此图中关于饱和酸形成不饱和酸的过程存在异议。
后来，通过进一步的验证得出了较为正确的概念，许多植物在油脂形成的过程中，饱和酸和不饱和酸是同时产生的，这时种子的活组织中剧烈地进行着复杂的氧化还原反应，这些反应导致更多或更少地形成某一种植物所特有的各种饱和度的脂肪酸。因此，修改后的油脂形成过程如图2-18所示。
图2-18 修改后的油脂形成过程
甘油、脂肪酸和甘油三酯的生物合成途径如下：
（1）甘油的合成 一般认为，甘油是来自糖酵解的中间产物，即糖类经糖酵解过程，形成磷酸二羟丙酮，磷酸二羟丙酮经甘油三磷酸脱氢酶还原为L-α—磷酸甘油，L-α—磷酸甘油即可给脂类提供重要组成成分甘油，如图2-19所示。
图2-19 磷酸甘油的生物合成
（2）脂肪酸的合成 乙酰辅酶A是给脂肪酸提供必需碳原子的重要原料，它是作物呼吸过程中由碳水化合物（糖）形成的。乙酰辅酶A可形成丙二酰辅酶A，如图2-20所示。
图2-20 丙二酰辅酶A的生物合成
乙酰辅酶A可与丙二酰辅酶A缩合，进一步的反应包括反复利用丙二酰辅酶A，使碳链增长。每当丙二酰辅酶A进行缩合时，上次被固定的二氧化碳分子就被解离下来，二氧化碳实际上起到了催化剂作用。这样，一个二碳单位就会由丙二酰辅酶A加到丁酰辅酶A上去。如此不断进行，就会形成一个长碳链脂肪酸，如图2-21所示。
图2-21 长碳链脂肪酸的生物合成
中等长度的脂肪酸形成以后，在作物体内一般不积累，它们将迅速转化为最终产物——软脂酸和油酸。
（3）甘油三酯的合成 脂肪酸合成后，能迅速与α—磷酸甘油相作用形成甘油三酯（即脂肪），沉积于细胞中。当甘油与脂肪酸作用后，辅酶A（或ADP）才被分解下来，磷酸甘油中的磷酸也被除去。
甘油三酯是在磷酸甘油上结合三个活性脂肪酸形成的。其合成过程如图2-22所示。
植物体内油脂的形成和积累与外界环境也有着密切的关系，无论在自然条件或栽培条件下，植物都经常处于和气候、土壤、自然环境或耕作条件的相互联系中。这种相互作用体现在植物体内的化学作用和植物体内进行着的一切生理过程中，并且影响着植物的解剖结构和形态特征。
贮藏期间可观察到在种子中缓慢进行着的化学成分改变的过程，这些变化反映在油脂的数量和品质上。因此，油料作物的种子应存放在防潮的地方或关闭但通风良好的室内，散放或用袋装，并堆成垛，不妥善和粗放的贮藏会使种子受到严重的败坏和损失。
图2-22 甘油三酯的生物合成
二、油脂在动物组织中的分布及影向因素
当猪、牛、羊等喂养到可以获得经济效益的屠宰重量时，脂肪组织在它们身体的许多部位聚集，主要包括皮下脂肪（处在表皮下，肌肉表面之上）和肌肉脂肪（处于肌肉之间），也有相当数量储存在腹腔和其他位置中。脂肪在不同位置的分布随着动物的种类、品种和成熟程度的不同而变化。
在商品学中，根据动物脂肪蓄积部位的不同可分为：板油（肾周围脂肪）、花油（网膜及肠系膜脂肪）、膘油（皮下脂肪）和杂碎油（其他内脏和骨髓脂肪）等。
对于牛、羊、猪，从表皮、肌肉间到肌肉内部、深腹和肾上脂肪的硬度是逐步增加。因此，从这些地方获得的脂肪熬制油脂，油脂产品将会更加稳定，而且具有较好的风味稳定性。
肉类油脂的脂肪酸组成受到许多因素的影响，最为显著的是饲料。饲料对猪油和牛油的脂肪酸组成的影响见表2-9。
表2-9 用不同饲料喂饲的猪油和牛油的脂肪酸含量 单位：%
续表
注：①饲料含牛油3%或大豆油。
②对照饲料以玉米大豆为基料，卡诺拉油饲料含卡诺拉油20%。
③对照组是高能的玉米棉籽饼食物，菜籽饲料中含20%的菜籽和20%的玉米。
反刍动物易于将食物油脂中的不饱和脂肪酸结合到储积脂肪中。此表解释了饲喂含不饱和脂肪酸的油脂对增加猪肉不饱和酸的影响。典型的猪脂中含有相当多的棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸及少量肉豆蔻酸、棕榈烯酸、亚麻酸和花生四烯酸等。研究表明：喂饲含大豆油的饲料使猪背部的脂肪含有较高的亚油酸含量，油脂组成的变化尽管使猪的躯体外观变软，但不会在加工中产生任何问题。
一般来说，反刍动物与猪相比，饱和脂肪酸含量高，亚油酸含量较低。因而，牛油、羊油比猪油硬。因为喂饲不饱和脂肪酸含量高的油脂对反刍动物的脂肪组成有直接的影响，所以有必要防止瘤胃微生物作用使脂质中不饱和脂肪酸变成饱和脂肪酸。
除喂饲外还有许多因素影响动物油脂的组成，这些因素包括遗传和性别等。