人類(lèi)發(fā)現肥皂已有4500年歷史,大規模人工生產(chǎn)也有200多年,肥皂對于人體衛生健康和社會(huì )文明發(fā)揮過(guò)重大貢獻。
然而,本文并非討論洗澡或洗衣的肥皂,而是關(guān)注存在于人體內部,五臟六腑之中發(fā)揮著(zhù)重大作用的“大量”肥皂。
也許有人要質(zhì)疑,人體哪來(lái)的肥皂?說(shuō)人體內有“大量肥皂”,是否過(guò)于夸張?
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(guān)。
人工制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(jìn)人體免疫力的提高,增強抵御疾病的能力、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(xué)委員會(huì )(SCF)專(zhuān)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范圍下,不存在安全問(wèn)題,不需要(注明)日允許攝入量數據(ADI)[2]。
1、人體內脂肪酸鹽(肥皂)的來(lái)源
當人們攝入的中性油脂,進(jìn)入到小腸開(kāi)始消化時(shí),油脂首先就碰到了一種特殊的肥皂—膽汁酸鹽。膽汁酸(Cholic acid)是一種含有24個(gè)碳原子的羧酸,其鈉鹽與肥皂一樣,屬于陰離子表面活性劑,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(μm)的油滴,在胰脂酶的作用下分解為脂肪酸、β-甘油酯、甘油,并被吸收進(jìn)入血液。
血液是一個(gè)電解質(zhì)溶液,脂肪酸遇到電解質(zhì)氯化鈉就會(huì )發(fā)生復分解反應,生成與通常洗衣皂類(lèi)似的脂肪酸鈉皂。
反應式如下:
式(1)
式(1)中,R為碳原子長(cháng)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(chǎn)物鹽酸(HCl)正是胃酸中消化液的主要成分。
2、為什么說(shuō)人體內有大量肥皂?
人體內究竟有多少肥皂?這是個(gè)有趣的問(wèn)題。一般體檢報告中沒(méi)有脂肪酸鹽的項目,但是我們可以通過(guò)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(yáng)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(zhì)溶液中,總電荷是平衡的,即陰、陽(yáng)離子的摩爾(當量)數應該是相等的。但血液內的陽(yáng)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(shuō),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(gè)什么概念?能否稱(chēng)為"大量"?
讓我們再來(lái)與洗衣液作一比較:洗衣時(shí)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(shuō)人體內含有“大量”的肥皂并非夸張之辭。
那么,人體為什么需要如此多的脂肪酸皂?或脂肪酸鹽類(lèi)對于健康生命究竟有什么價(jià)值?
3、脂肪酸鹽(肥皂)在人體內的功能
脂肪酸鈉鹽、鉀鹽屬于陰離子表面活性劑,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(yáng)離子。
離解式如下:
式 (2)
歸納起來(lái)人體內的脂肪酸鹽(肥皂)有兩大作用:
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(chǎn)生的有害廢物可想而知,沒(méi)有強有力的清潔機制,生命是難以維系的,而肥皂(脂肪酸鹽類(lèi))就是人體勤奮而高效的清道夫。
脂肪酸鹽將人體內部產(chǎn)生的有毒廢物分散、乳化到血液中輸送到腎臟,經(jīng)處理排出體外,從根本上預防減少炎癥、癌癥等疾病的發(fā)生。
對于令人生畏的血管硬化斑塊,肥皂分子能發(fā)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(dòng)脈粥樣硬化,心腦血管疾病發(fā)生的危險。
肥皂表面活性劑去除污垢的原理與下述輸送營(yíng)養物質(zhì)的機理類(lèi)同,可以參考下文示意圖。
脂肪酸鹽類(lèi)(肥皂)的另一重大作用是,向全身各處運輸營(yíng)養物質(zhì)。
人體循環(huán)系統是輸送營(yíng)養物質(zhì)的河流通道,但是只有河道沒(méi)有水運工具也是望洋興嘆。
肥皂等表面活性劑就是能將營(yíng)養物質(zhì)送到細胞里去的微型小船。
因為油脂不溶于水,不能像葡萄糖分子一樣直接溶入血液運輸;蛋白質(zhì)是兩性高分子化合物,在水中很容易聚集,在等電點(diǎn)處將發(fā)生沉淀,也不能穩定地分散在水中運輸。而且營(yíng)養物質(zhì)必需分散足夠微小,方能被遍布全身的細胞所吸收。
這就需要用表面活性劑打造成無(wú)數微米級的小船,將油脂、蛋白質(zhì)等營(yíng)養物乳化、分散、分裝后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(lèi)“微型船”,單分子乳化體和雙分子乳化體的機理示意圖:
如圖1,綠色部分表示甘油三酯微滴,直徑約為0.1-10μm,由于人體脂肪熔點(diǎn)為28℃,所以體溫下是液態(tài),其中溶解有膽固醇及維生素等微量油溶性營(yíng)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),在其外圍由于靜電吸引分布著(zhù)Na?、K?等陽(yáng)離子,如此構成穩定的乳化液,從而實(shí)現運輸。
蛋白質(zhì)雖然可以在水中分散,但有很強的聚集性,越接近等電點(diǎn)時(shí)聚集性越強甚至發(fā)生沉淀,所以蛋白質(zhì)仍然需要表面活性劑發(fā)揮分散劑作用,才能在水(血液)中穩定分散并順利輸送。如下圖2:
圖2 油酸鈉(皂)蛋白質(zhì)分散圖
其原理與油脂乳化(圖1)大體相同。不同之處在于,由于蛋白質(zhì)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。
4、討論
迄今為止油脂界、醫界(包括我之前的文章)都將磷脂作為人體內主要的甚至是唯一表面活性劑,這很可能是個(gè)誤解。
比如醫學(xué)資料中常見(jiàn)的載脂蛋白(apolipoprotein)模型(見(jiàn)圖3)[5],就有許多值得商榷之處。
4.1 該模型將磷脂視為主要表面活性劑是不恰當的,脂肪酸鹽類(lèi)(肥皂)才是人體、血液中決定性的表面活性劑,其理由如下:
4.1.1 脂肪酸皂屬于離子型表面活性劑、其表面活性比磷脂、糖酯、β?單甘油酯等酯類(lèi)表面活性劑要強許多倍。
4.1.2 磷脂的HLB值為10,屬于油包水(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(yōu)良的水包油(O/W)型乳化劑,能夠穩定地乳化油脂和蛋白質(zhì)等營(yíng)養物質(zhì)。
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?jì)H為0.74-1.39 mmol/L[5]。也就是,說(shuō)血液中的脂肪酸鈉、鉀皂的當量濃度是磷脂的當量濃度的40多倍。
因此,無(wú)論從表面活性性能和數量?jì)煞矫鎭?lái)看,脂肪酸皂都是人體更為適合的主表面活性劑,而磷脂、糖酯、單甘油酯等油包水型(W/O)乳化劑,只起到重要的協(xié)同輔助作用。
4.2 載脂蛋白(apolipoprotein)理論,認為是蛋白質(zhì)將油脂“載入”血液中,實(shí)現了運輸,故有“載脂蛋白”之稱(chēng)。
顯然這是不合理的,如前所述,蛋白質(zhì)自身并不穩定尚需脂肪酸皂來(lái)保駕護航,怎能“承載”油脂之重?
4.3 該模型圖(圖3)中,將乳化粒子內部的油脂(甘油三酯)描繪成固態(tài)物質(zhì),也是沒(méi)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(diǎn)為28℃,在體溫下呈液態(tài),膽固醇熔點(diǎn)雖高,但并不游離存在,而是溶解于油脂之中。
綜上述,脂肪酸鹽(肥皂)是油脂最重要也是最簡(jiǎn)單的衍生物,對健康生命的活力有著(zhù)重大的作用。這再次證明油脂對于生命的及其重要性。
此外,從反應式(1)還可以證明食鹽(氯化鈉)對于健康的重要性。缺乏NaCl人體將不能產(chǎn)生足夠的攸關(guān)健康的表面活性劑(脂肪酸鈉皂),與此同時(shí),也不能產(chǎn)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。

黃學(xué)章先生簡(jiǎn)介
黃學(xué)章,教授級高級工程師,原重慶油脂化學(xué)廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng),重慶日化公司副總經(jīng)理兼總工程師,中國日化協(xié)會(huì )理事,四川省洗滌用品學(xué)會(huì )副理事長(cháng),重慶日化學(xué)會(huì )理事長(cháng),發(fā)表論文80余篇。無(wú)錫輕工業(yè)學(xué)院(現江南大學(xué))食品工程系油脂專(zhuān)業(yè)1961屆畢業(yè),業(yè)余作家,著(zhù)有長(cháng)篇小說(shuō)《幽靈書(shū)生》、《古瓶今釀》詩(shī)詞集,散文等。郵箱:huangxuezhang2022@163.com