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脂肪酸鹽(肥皂),健康生命的活性劑
送交者: 蘇渝游士 2024年03月01日17:31:44 於 [五 味 齋] 發送悄悄話

脂肪酸鹽(肥皂),健康生命的活性劑

人類發現肥皂已有4500年歷史,大規模人工生產也有200多年,肥皂對於人體衛生健康和社會文明發揮過重大貢獻。

然而,本文並非討論洗澡或洗衣的肥皂,而是關注存在於人體內部,五臟六腑之中發揮着重大作用的“大量”肥皂。

也許有人要質疑,人體哪來的肥皂?說人體內有“大量肥皂”,是否過於誇張?

肥皂(脂肪酸鹽)是一種非常有效而溫和的表面活性劑,人體之所以能保持生機勃勃的活力,與肥皂的作用密切相關。

人工製造的普通肥皂就是一種可以服用的藥物和食品添加劑,具有幫助食物消化吸收、促進人體免疫力的提高,增強抵禦疾病的能力、降低膽固醇水平、以及減輕人體內的壓力和焦慮感等功效。[1]

1991年,歐洲食品安全局食品科學委員會(SCF)專家小組研究了食品添加劑脂肪酸鈉、鉀、鈣和鎂鹽的安全性,得出的結論是,在報告的用途和使用範圍下,不存在安全問題,不需要(註明)日允許攝入量數據(ADI)。[2]

15.1.人體內脂肪酸鹽(肥皂)的來源

當人們攝入的中性油脂,進入到小腸開始消化時,油脂首先就碰到了一種特殊的肥皂—膽汁酸鹽。膽汁酸(Cholic acid)是一種24個碳原子含有甾環的羧酸,其鈉鹽與肥皂一樣,屬於陰離子表面活性劑,具有很好的乳化、去污性能。

膽汁酸鈉將攝入的油脂乳化成幾微米的油滴,在胰脂酶的作用下分解為脂肪酸、β-甘油酯、甘油,並被吸收進入血液。

血液是一個電解質溶液,脂肪酸遇到電解質氯化鈉就會發生複分解反應,生成與通常洗衣皂類似的脂肪酸鈉皂。

式(1)中,R為碳原子長度和雙鍵數目不等的混合脂肪酸烴基,其中油酸等不飽和脂肪酸占大多數。副產物鹽酸(HCl)正是胃酸中消化液的主要成分。

15.2.人體血液中肥皂的濃度是洗衣液的20倍!

人體內究竟有多少肥皂?這是個有趣的問題。一般體檢報告中沒有脂肪酸鹽的項目,但是我們可以通過其他指標得出大致的推斷:

根據體檢報告,血液中的鈉離子(Na⁺)濃度正常值為140 mmol/L(取中間值,下同),鉀離子(K⁺)含量為4.5mmol/L,[3]兩者合計陽離子濃度為144.5 mmol/L,

血液中陰離子主要是氯離子(Cl⁻),濃度為101 mmol/L。[4]

在電解質溶液中,總電荷是平衡的,即陰、陽離子的摩爾(當量)數應該是相等的。

但血液內的陽離子卻比氯離子濃度要高43.5mmol/L (144.5 -101)。

這表明,血液中除了氯離子之外必然還存在其他陰離子。很顯然,氯離子之外的陰離子,主要就是“脂肪酸根陰離子”(RCOO⁻),即肥皂。

也就是說,血液中的脂肪酸鈉皂、鉀皂的濃度大約應為43.5 mmol/L左右。

這樣肥皂的濃度是個什麼概念?能否稱為"大量"?

讓我們再來與洗衣液作一比較:

洗衣時一般洗衣粉用量為水量的0.3%,濃縮洗衣粉配方中表面活性劑(烷基苯磺酸鈉)含量為30%,烷基苯磺酸鈉的分子量為348.48。

由此可以計算得洗衣液中的表面活性劑濃度大致為2.58 mmol/L。

因此,血液中表面活性劑(肥皂)的濃度竟然是洗衣液中的近20倍(43.5/ 2.58)!

所以,說人體內含有“大量”的肥皂並非誇張之辭。

那麼,人體為什麼需要如此多的脂肪酸皂?或脂肪酸鹽類對於健康生命究竟有什麼價值?

15.3.脂肪酸鹽(肥皂)在人體內的功能

脂肪酸鈉鹽、鉀鹽屬於陰離子表面活性劑,在水溶液中,離解為具有表面活性的脂肪酸根陰離子表面活性劑和相應的陽離子。

離解式如下:

歸納起來人體內的脂肪酸鹽(肥皂)有兩大功能:

15.3.1,清潔衛生祛病延年功能

清潔衛生是肥皂的強項和基本職能。人體機器連續運轉幾十年,產生的有害廢物可想而知,沒有有效的清潔機制,生命是難以維繫的,而肥皂(脂肪酸鹽類)就是人體勤奮而高效的清道夫。

脂肪酸鹽日夜不停地將人體內部產生的有毒廢物分散、乳化到血液中,通過血液輸送到腎臟,經處理排出體外,從整體上預防減少炎症、癌症等疾病的發生。

對於令中老年人擔憂的血管硬化斑塊,肥皂分子能發揮強大的滲透、去污力,將其乳化到血液中化解清除,保持血管的清潔和暢通,從而減少動脈粥樣硬化,心腦血管疾病發生的危險。

肥皂表面活性劑去除污垢的機理與下述輸送營養物質的機理類同,可以參考下文示意圖。

15.3.2向全身細胞輸送營養物質功能

脂肪酸鹽類(肥皂)的另一重大功能是,向全身各處運輸營養物質。

人體循環系統是輸送營養物質的河流通道,但是,只有河道沒有水運工具也是望洋興嘆。

肥皂等表面活性劑就是能將營養物質送到細胞里去的微型小船。

因為油脂不溶於水,不能像葡萄糖分子一樣直接溶入血液運輸;

蛋白質是兩性高分子化合物,在水中很容易聚集,在等電點處將發生沉澱,也不能穩定地分散在水中運輸。

再則,細胞的大小一般為5-200微米,所以營養物質必需分散足夠微小,才能像快遞員一樣送到細胞里去。

這就需要用表面活性劑製造無數微米級的小船,將油脂、蛋白質等營養物乳化、分散、分裝後才能隨血液輸送到人體各處。

以下是肥皂等表面活性劑形成的兩類“微型船”,單分子乳化體和雙分子乳化體的機理示意圖:

15.3.2.1肥皂、油脂(甘油三酯)單分子乳化液模型

如圖一,綠色部分表示甘油三酯微滴,直徑約為0.1-10μm,由於人體脂肪熔點為28℃,所以體溫下是液態,其中溶解有膽固醇及維生素等微量油溶性營養素。


油滴的外表面排列脂肪酸鹽陰離子,其疏水部分烴基浸入油相(滴),帶負電的羧基頭指向水(血液),在其外圍由於靜電吸引分布着Na⁺、K⁺等陽離子,如此構成穩定的乳化液,從而實現運輸。

15.3.2.2肥皂、蛋白質雙分子乳化液模型

蛋白質雖然可以在水中分散,但有很強的聚集性,越接近等電點時聚集性越強甚至發生沉澱,所以蛋白質仍然需要表面活性劑發揮分散劑作用,才能在水(血液)中穩定分散並順利輸送。如下圖二:


其原理與油脂乳化(圖一)大體相同。不同之處在於,由於蛋白質顆粒是親水表面,形成的肥皂陰離子表面吸附層,應該是雙分子膜。

15.4.討論

迄今為止油脂界、醫界都將磷脂作為人體內主要的甚至是唯一的成膜物質(表面活性劑),這很可能是個誤解。

比如醫學資料中常見的載脂蛋白(apolipoprotein)模型(見圖三)[6],就有許多值得商榷之處。


15.4.1,該模型將乳化粒的外殼表面活性劑,全部確定為磷脂是不恰當的。脂肪酸鹽類(肥皂)才是人體、血液中主要的表面活性劑,其理由如下:

15.4.1.1,脂肪酸皂屬於離子型表面活性劑、其表面活性比磷脂、糖酯、β⁻單甘油酯等酯類表面活性劑要強許多倍,

15.4.1.2,磷脂的HLB值為10,屬於油包水(W/O)型乳化劑,不足以在水(血液)中形成穩定的油脂乳化液。而肥皂的HLB值為18,水溶性比磷脂強得多,是優良的水包油(O/W)型乳化劑,能夠穩定地乳化油脂和蛋白質等營養物質。

15.4.1.3,最重要的理由是,如前所述,血液中的肥皂濃度高達43.5mmol/L。而血液中的磷含量僅為0.74-1.39 mmol/L[5]。也就是,說血液中的脂肪酸鈉、鉀皂的摩爾濃度是磷脂的摩爾濃度的40多倍。

因此,無論從表面活性性能和數量兩方面來看,脂肪酸皂都是人體更為實際的主表面活性劑,而磷脂、糖酯、單甘油酯等油包水型(W/O)乳化劑,起到重要的協同輔助作用。

15.4.2,載脂蛋白(apolipoprotein)理論,認為是蛋白質將不溶於水的油脂“載入”血液中,實現了運輸,故有“載脂蛋白”之稱。

顯然這是不合理的,如前所述,蛋白質自身在水中並不能穩定,尚需脂肪酸皂來乳化分散,怎能“承載”油脂入水?從圖三看來更像是在搭便車。

15.4.3,該模型圖(圖三)中,將乳化粒子內部的油脂(甘油三酯)描繪成固態物質,造成人們對甘油三酯的錯誤認識,也是沒有根據的。

人體油脂(不包括腦脂肪)中不飽和脂肪酸占大多數,含量為60%左右,熔點為28℃,在體溫下呈液態,膽固醇熔點雖高,但並不游離存在,而是溶解於油脂之中。

綜上述,脂肪酸鹽(肥皂)是油脂最重要也是最簡單的衍生物,對健康生命的活力有着重大的作用。這再次證明油脂對於生命的極其重要性。

此外,從反應式(1)還可以證明食鹽(氯化鈉)對於健康的重要性。缺乏NaCl人體將不能產生足夠的攸關健康的表面活性劑(脂肪酸鈉皂),與此同時,也不能產生足夠的胃酸,導致消化能力下降,將嚴重損害健康。因此所謂"低油,低鹽"飲食是不可取的。

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