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脂肪酸盐(肥皂),健康生命的活性剂


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脂肪酸盐(肥皂),健康生命的活性剂

人类发现肥皂已有4500年历史,大规模人工生产也有200多年,肥皂对于人体卫生健康和社会文明发挥过重大贡献。

然而,本文并非讨论洗澡或洗衣的肥皂,而是关注存在于人体内部,五脏六腑之中发挥着重大作用的“大量”肥皂。

也许有人要质疑,人体哪来的肥皂?说人体内有“大量肥皂”,是否过于夸张?

肥皂(脂肪酸盐)是一种非常有效而温和的表面活性剂,人体之所以能保持生机勃勃的活力,与肥皂的作用密切相关。

人工制造的普通肥皂就是一种可以服用的药物和食品添加剂,具有帮助食物消化吸收、促进人体免疫力的提高,增强抵御疾病的能力、降低胆固醇水平、以及减轻人体内的压力和焦虑感等功效。[1]

1991年,欧洲食品安全局食品科学委员会(SCF)专家小组研究了食品添加剂脂肪酸钠、钾、钙和镁盐的安全性,得出的结论是,在报告的用途和使用范围下,不存在安全问题,不需要(注明)日允许摄入量数据(ADI)。[2]

15.1.人体内脂肪酸盐(肥皂)的来源

当人们摄入的中性油脂,进入到小肠开始消化时,油脂首先就碰到了一种特殊的肥皂—胆汁酸盐。胆汁酸(Cholic acid)是一种24个碳原子含有甾环的羧酸,其钠盐与肥皂一样,属于阴离子表面活性剂,具有很好的乳化、去污性能。

胆汁酸钠将摄入的油脂乳化成几微米的油滴,在胰脂酶的作用下分解为脂肪酸、β-甘油酯、甘油,并被吸收进入血液。

血液是一个电解质溶液,脂肪酸遇到电解质氯化钠就会发生复分解反应,生成与通常洗衣皂类似的脂肪酸钠皂。

式(1)中,R为碳原子长度和双键数目不等的混合脂肪酸烃基,其中油酸等不饱和脂肪酸占大多数。副产物盐酸(HCl)正是胃酸中消化液的主要成分。

15.2.人体血液中肥皂的浓度是洗衣液的20倍!

人体内究竟有多少肥皂?这是个有趣的问题。一般体检报告中没有脂肪酸盐的项目,但是我们可以通过其他指标得出大致的推断:

根据体检报告,血液中的钠离子(Na?)浓度正常值为140 mmol/L(取中间值,下同),钾离子(K?)含量为4.5mmol/L,[3]两者合计阳离子浓度为144.5 mmol/L,

血液中阴离子主要是氯离子(Cl?),浓度为101 mmol/L。[4]

在电解质溶液中,总电荷是平衡的,即阴、阳离子的摩尔(当量)数应该是相等的。

但血液内的阳离子却比氯离子浓度要高43.5mmol/L (144.5 -101)。

这表明,血液中除了氯离子之外必然还存在其他阴离子。很显然,氯离子之外的阴离子,主要就是“脂肪酸根阴离子”(RCOO?),即肥皂。

也就是说,血液中的脂肪酸钠皂、钾皂的浓度大约应为43.5 mmol/L左右。

这样肥皂的浓度是个什么概念?能否称为"大量"?

让我们再来与洗衣液作一比较:

洗衣时一般洗衣粉用量为水量的0.3%,浓缩洗衣粉配方中表面活性剂(烷基苯磺酸钠)含量为30%,烷基苯磺酸钠的分子量为348.48。

由此可以计算得洗衣液中的表面活性剂浓度大致为2.58 mmol/L。

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

所以,说人体内含有“大量”的肥皂并非夸张之辞。

那么,人体为什么需要如此多的脂肪酸皂?或脂肪酸盐类对于健康生命究竟有什么价值?

15.3.脂肪酸盐(肥皂)在人体内的功能

脂肪酸钠盐、钾盐属于阴离子表面活性剂,在水溶液中,离解为具有表面活性的脂肪酸根阴离子表面活性剂和相应的阳离子。

离解式如下:

归纳起来人体内的脂肪酸盐(肥皂)有两大功能:

15.3.1,清洁卫生祛病延年功能

清洁卫生是肥皂的强项和基本职能。人体机器连续运转几十年,产生的有害废物可想而知,没有有效的清洁机制,生命是难以维系的,而肥皂(脂肪酸盐类)就是人体勤奋而高效的清道夫。

脂肪酸盐日夜不停地将人体内部产生的有毒废物分散、乳化到血液中,通过血液输送到肾脏,经处理排出体外,从整体上预防减少炎症、癌症等疾病的发生。

对于令中老年人担忧的血管硬化斑块,肥皂分子能发挥强大的渗透、去污力,将其乳化到血液中化解清除,保持血管的清洁和畅通,从而减少动脉粥样硬化,心脑血管疾病发生的危险。

肥皂表面活性剂去除污垢的机理与下述输送营养物质的机理类同,可以参考下文示意图。

15.3.2向全身细胞输送营养物质功能

脂肪酸盐类(肥皂)的另一重大功能是,向全身各处运输营养物质。

人体循环系统是输送营养物质的河流通道,但是,只有河道没有水运工具也是望洋兴叹。

肥皂等表面活性剂就是能将营养物质送到细胞里去的微型小船。

因为油脂不溶于水,不能像葡萄糖分子一样直接溶入血液运输;

蛋白质是两性高分子化合物,在水中很容易聚集,在等电点处将发生沉淀,也不能稳定地分散在水中运输。

再则,细胞的大小一般为5-200微米,所以营养物质必需分散足够微小,才能像快递员一样送到细胞里去。

这就需要用表面活性剂制造无数微米级的小船,将油脂、蛋白质等营养物乳化、分散、分装后才能随血液输送到人体各处。

以下是肥皂等表面活性剂形成的两类“微型船”,单分子乳化体和双分子乳化体的机理示意图:

15.3.2.1肥皂、油脂(甘油三酯)单分子乳化液模型

如图一,绿色部分表示甘油三酯微滴,直径约为0.1-10μm,由于人体脂肪熔点为28℃,所以体温下是液态,其中溶解有胆固醇及维生素等微量油溶性营养素。


油滴的外表面排列脂肪酸盐阴离子,其疏水部分烃基浸入油相(滴),带负电的羧基头指向水(血液),在其外围由于静电吸引分布着Na?、K?等阳离子,如此构成稳定的乳化液,从而实现运输。

15.3.2.2肥皂、蛋白质双分子乳化液模型

蛋白质虽然可以在水中分散,但有很强的聚集性,越接近等电点时聚集性越强甚至发生沉淀,所以蛋白质仍然需要表面活性剂发挥分散剂作用,才能在水(血液)中稳定分散并顺利输送。如下图二:


其原理与油脂乳化(图一)大体相同。不同之处在于,由于蛋白质颗粒是亲水表面,形成的肥皂阴离子表面吸附层,应该是双分子膜。

15.4.讨论

迄今为止油脂界、医界都将磷脂作为人体内主要的甚至是唯一的成膜物质(表面活性剂),这很可能是个误解。

比如医学资料中常见的载脂蛋白(apolipoprotein)模型(见图三)[6],就有许多值得商榷之处。


15.4.1,该模型将乳化粒的外壳表面活性剂,全部确定为磷脂是不恰当的。脂肪酸盐类(肥皂)才是人体、血液中主要的表面活性剂,其理由如下:

15.4.1.1,脂肪酸皂属于离子型表面活性剂、其表面活性比磷脂、糖酯、β?单甘油酯等酯类表面活性剂要强许多倍,

15.4.1.2,磷脂的HLB值为10,属于油包水(W/O)型乳化剂,不足以在水(血液)中形成稳定的油脂乳化液。而肥皂的HLB值为18,水溶性比磷脂强得多,是优良的水包油(O/W)型乳化剂,能够稳定地乳化油脂和蛋白质等营养物质。

15.4.1.3,最重要的理由是,如前所述,血液中的肥皂浓度高达43.5mmol/L。而血液中的磷含量仅为0.74-1.39 mmol/L[5]。也就是,说血液中的脂肪酸钠、钾皂的摩尔浓度是磷脂的摩尔浓度的40多倍。

因此,无论从表面活性性能和数量两方面来看,脂肪酸皂都是人体更为实际的主表面活性剂,而磷脂、糖酯、单甘油酯等油包水型(W/O)乳化剂,起到重要的协同辅助作用。

15.4.2,载脂蛋白(apolipoprotein)理论,认为是蛋白质将不溶于水的油脂“载入”血液中,实现了运输,故有“载脂蛋白”之称。

显然这是不合理的,如前所述,蛋白质自身在水中并不能稳定,尚需脂肪酸皂来乳化分散,怎能“承载”油脂入水?从图三看来更像是在搭便车。

15.4.3,该模型图(图三)中,将乳化粒子内部的油脂(甘油三酯)描绘成固态物质,造成人们对甘油三酯的错误认识,也是没有根据的。

人体油脂(不包括脑脂肪)中不饱和脂肪酸占大多数,含量为60%左右,熔点为28℃,在体温下呈液态,胆固醇熔点虽高,但并不游离存在,而是溶解于油脂之中。

综上述,脂肪酸盐(肥皂)是油脂最重要也是最简单的衍生物,对健康生命的活力有着重大的作用。这再次证明油脂对于生命的极其重要性。

此外,从反应式(1)还可以证明食盐(氯化钠)对于健康的重要性。缺乏NaCl人体将不能产生足够的攸关健康的表面活性剂(脂肪酸钠皂),与此同时,也不能产生足够的胃酸,导致消化能力下降,将严重损害健康。因此所谓"低油,低盐"饮食是不可取的。

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    图,反应式因无法上传,略

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