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萬惡之源──反式脂肪究竟壞在哪?

更新日期:2月 11

責任編輯/胡芳瑜

核稿編輯/王子維


  你知道嗎?減肥不能只看卡路里,吃下相同熱量的脂肪,「它」可能會讓你更容易發胖!

  你知道嗎?脂肪是人類必須營養素之一,但「它」可會增加你得到冠狀動脈疾病的風險!

  你知道嗎?「它」竟然會增加壞的膽固醇、減少好的膽固醇?膽固醇還有好壞之分?

  它、它、它……到底是何方神聖?正是惡名昭彰、罄竹難書的「反式脂肪」!儘管它的罪名眾所皆知,卻仍舊於我們的日常生活中無所不在,不論是金黃酥脆的薯條、香噴噴油亮亮的麵包、知名廠牌的起司餅乾,仔細看看營養標示,很可能都有反式脂肪潛藏其中!反式脂肪究竟能不能吃?它的真面目是什麼?又到底壞在哪裡呢?就讓我們繼續看下去……

反式脂肪是什麼?

  在揭開反式脂肪的真面目之前,讓我們先來複習脂肪是什麼。脂肪在生物體中主要

負責能量的儲存,比起葡萄糖,每公克脂肪能夠釋放更多能量,是人類必須營養素(包括醣類、蛋白質、脂肪、維生素、礦物質、水等)之一,約占人體每日熱量來源的20~30%[1]。此外,脂肪還能形成皮下脂肪以維持體溫、在內臟之間形成保護緩衝層以及維持細胞和組織的運作。因此,如何選擇健康的脂肪就顯得格外重要。

  化學組成上,脂肪由1單位甘油和3單位脂肪酸脫水化合而成,因此又稱為三酸甘油酯。其中,脂肪酸的骨架是一大串碳原子,碳原子之間如果全部是由單鍵連接,我們稱之為飽和脂肪酸。之所以稱作「飽和」,是因為在全部用單鍵連接的狀況下,脂肪酸中的碳原子們能和最大量的氫原子結合。反之,如果其中一些碳原子是由雙鍵連接,這些碳原子就無法和最大量的氫原子結合,因而稱為不飽和脂肪酸。根據其中具有單個或是多個碳-碳雙鍵,又可細分為單元不飽和脂肪酸和多元不飽和脂肪酸。

  接著就來到了重點──不飽和脂肪酸的順式與反式。碳-碳單鍵就像是兩顆貢丸叉在一根筷子的兩端,碳原子(貢丸)各自都可以繞著軸(筷子)旋轉。碳-碳雙鍵則像是在兩顆貢丸之間再多插一根筷子,這下子碳原子就無法自由旋轉了。此時,兩個碳上連接的長碳鏈擺在哪裡,就成了決定分子性質的關鍵。以雙鍵為軸,如果兩個長碳鏈擺在平面上的同側,稱為順式;如果在平面上的異側,稱為反式。

  熔點是研究脂肪時的一項重要性質。飽和脂肪酸全由碳-碳單鍵構成,單鍵可隨意旋轉,因此整個結構傾向以完全延伸的狀態存在。這類分子比較容易堆疊,使得固態晶格較為緊密,所以熔點較高。相較之下,順式不飽和脂肪酸由於具有碳-碳雙鍵,無法自由旋轉,而較不易堆疊,使得晶格較不緊密,熔點比飽和脂肪酸要低。脂肪的熔點高低主要便是決定於其結構中飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的比例。植物性脂肪通常含有較高比例不飽和脂肪酸,故熔點較低,在常溫下大部分是液態,例如食品中常用的橄欖油、大豆油、葵花籽油;動物性脂肪通常含有較高比例飽和脂肪酸,故其熔點較高,在常溫下多呈固體狀,例如白色不透明的豬油。而在不飽和脂肪酸中,順式、反式也會影響熔點高低。順式結構的兩條長碳鏈在同側,不利堆積,故熔點較低;反式結構的兩條長碳鏈在異側,較接近線性結構故較易堆積,熔點較高。

  由於雙鍵的反應活性較高,含有較高比例不飽和脂肪酸的油脂在空氣中比較容易被氧化,不僅不耐長時間高溫烹調,更可能會分解出具異味的小分子揮發性物質,對味覺和人體健康都有不良的影響[2]。因此,一般會建議將植物性脂肪存放於陰涼處,避免因光線照射或高溫加速反應。而工業上,為了提高這些脂肪的穩定度,會利用氫氣和金屬觸媒將它們部分「氫化」──強迫將雙鍵打開、接上氫原子,形成飽和度較高的脂肪。這類油品被稱為氫化脂肪,存放壽命長、濃稠度適中,常見於商業化的烘焙及酥炸食品。之所以是「部分」氫化而非「完全」氫化,是因為完全氫化的脂肪固體性太強,質地過硬不利使用。然而,由於氫化反應是可逆的,在不完全氫化的狀況下,一些已經被氫化的脂肪酸可能會「脫氫」──脫掉部分氫原子形成雙鍵──而變回不飽和脂肪酸。如果此時長碳鏈接在碳-碳雙鍵異側……嘿嘿,反式脂肪就誕生了。

  事實上,反式脂肪也存在於天然環境中。在牛、羊等反芻動物的瘤胃中,有一群能夠催化氫化反應的細菌,還有一些來自其他氧化反應的氫氣。從飼料分解出的順式不飽和脂肪酸中,有些可能會被氫氣氫化、異構化(在順式、反式間轉換),而生成反式脂肪酸。天然反式脂肪和人造反式脂肪之間有些差異,但目前的研究顯示兩者對人體血脂的影響差別不大[3]。

  說了這麼多……反式脂肪到底壞在哪???

反式脂肪可能會讓你更容易發胖!

  2007年,一群研究者將42隻公猴子分為兩組,一組攝取含有順式不飽和脂肪酸的飲食,另一組則食用同樣脂肪量但換成反式不飽和脂肪酸的飲食。這些脂肪約占猴子們能量攝取的8%,劑量約相當於人類每天吃一份速食全餐,研究者並盡可能控制總熱量攝取,避免因為飲食過度而增重。六年後,驚人的差異出現了:食用反式脂肪的猴子們體重明顯增加較多,且主要都肥在腹內脂肪!比起食用順式脂肪的猴子,牠們的腹內脂肪囤積量多出33% [1]。由此可知,就算總卡路里攝取量正常,如果飲食中含有較多反式脂肪,依然會發胖!

  除此之外,研究者發現在食用反式脂肪的猴子肌肉中,特定胰島素受體的激發會出現問題,由此推知反式脂肪也和「胰島素抗性(Insulin Resistance)」有關[4]。什麼是「胰島素抗性」?當肌肉、脂肪、肝臟內的細胞無法和胰島素好好反應,也無法正常地從血液中取出葡萄糖,此現象就稱為胰島素抗性。遇到這種狀況,你的胰腺會製造更多胰島素來幫助葡萄糖進入細胞。如果你的胰腺能製造足夠胰島素對付胰島素抗性,那很好,血糖仍能維持在正常量;如果你的胰腺應付不來,導致多餘的葡萄糖全待在血液中,長期下來很可能就會發展成第二型糖尿病(Type 2 Diabetes)。

  然而,這個在猴子上發現的驚人成果,是否能套用在人體上呢?目前已有相關研究顯示高量反式脂肪飲食會增加過重和糖尿病風險,但反式脂肪究竟如何影響人體健康,危害程度又有多大,猶待更多研究。

流言追追追──反式脂肪需要花51天才能消化?

  「國外研究:大麥克反式脂肪人體需51天消化」「漢堡反式脂肪多!人體得花51天才消化」2015年11月,多家台灣知名新聞台接連報導這個聳人聽聞的消息,反式脂肪究竟是何方神聖,人體竟需要花51天才能消化?面對此一流言,加州大學舊金山分校醫學院林慶順教授著文澄清,51天之說源於一位整骨師自身的「研究和經驗」,沒有任何嚴謹的實驗結果或期刊審核支持[5]。事實上,不論是反式脂肪或順式脂肪,進入小腸後都會被分解成脂肪酸,而後經吸收穿越腸壁,接著部分脂肪酸經由肝門靜脈進入肝臟,部分由乳糜管進入淋巴系統再注入血液。供給身體能量時,會分解為二氧化碳和水,再排出體外。若有多餘,則以脂肪的形式儲存。以上消化與代謝過程,順式和反式相同,並無51天的差異。

  既然在身體內的運作毫無差異,反式脂肪如何造成健康危機呢?關鍵在於:研究顯示反式脂肪會提升壞的膽固醇、降低好的膽固醇[6,7]。等等……膽固醇居然還分好人壞人?膽固醇本身倒無好壞之分,大家口中的好膽固醇、壞膽固醇,指的其實是「攜帶膽固醇的脂蛋白」──HDL(High-Density Lipoprotein)和LDL(Low-Density Lipoprotein)。脂蛋白是由多種蛋白質組成的複雜粒子,負責將脂質分子運送到人體各處,每個脂蛋白約可同時運送數百個脂質分子。這些脂蛋白又細分為五個子群,並依據其密度命名。其中,HDL又稱作高密度脂蛋白,負責將脂質分子(包括膽固醇、磷脂質、三酸甘油酯等)從細胞處移出。相對的,LDL的中文名稱是低密度脂蛋白,負責將脂質分子運送到細胞處。

  這裡舉個大家都會相當有感的例子來介紹HDL及LDL──動脈粥狀硬化(atherosclerosis)。動脈粥狀硬化是一種發生在血管內的疾病,當粥狀斑塊附著在血管壁並長期累積,可能會逐漸硬化並使動脈內腔愈來愈窄,造成充氧血的輸送量愈來愈不足,最終可能導致非常嚴重的臨床症狀,諸如心血管疾病、中風、甚至死亡。而這些粥狀斑塊的主要成分是脂肪、膽固醇、鈣和其他血管內會有的物質。接著來到了重點:研究發現,較高的HDL濃度和較低程度的粥狀斑塊累積息息相關 [8]。因著能夠將脂質分子從動脈壁移除,並從而避免動脈粥狀硬化的特性,HDL經常被稱為「好的膽固醇」。反之,過多的LDL和粥狀斑塊的增生、硬化有關,而被稱作「壞的膽固醇」。

  雖然被稱作「壞膽固醇」,LDL其實仍是人體內養分輸送不可或缺的物質。此外,關於反式脂肪提升LDL、降低HDL的機制以及對人體健康的影響,其實仍存在不少爭議和需要釐清的細節,近年來許多相關研究也帶給我們不同的觀點。人體如此複雜,將所有物質對健康的影響研究透徹更是不可能的任務,我們能做的是盡所能探索,並就有限的認知選擇對健康最好的可能。

如何吃得健康?

  根據世界衛生組織的報導,高反式脂肪飲食的缺點包括較高的死亡風險、較高的心血管疾病風險、LDL增加以及HDL減少,反式脂肪對人體的好處則──完全沒有。因此,WHO建議反式脂肪的攝取量應在總能量攝取的1%以下,以每日攝取2000大卡的人為例,每天反式脂肪的攝取量應少於2.2 g[9]。而實際狀況又是如何呢?2010年的數據顯示全球每人平均有1.4%的能量攝取來自反式脂肪,而且整體來說愈年輕的族群攝取量愈高[10]。

  避免過量攝取的最佳方法,就是避免吃下含有大量反式脂肪的食物。工業產生之反式脂肪的主要來源是部分氫化的植物油,常見於人造奶油、酥油、餅乾及派等烘焙食品,許多路邊攤和餐廳販賣的烘焙和油炸食品都可能含有工業產生的反式脂肪。然而,這些食物其實可以不要使用反式脂肪烹調!因此我們平時應仔細檢閱食物標籤,避免食用含有反式脂肪的食品,烹調時避免使用氫化油,平常少吃油炸和高脂肪食物,若需要外食,盡量選擇低脂烹調的食物,例如透過蒸煮、烘烤調理的菜色。如此一來,就算你幾天後就忘了反式脂肪倒底壞在哪,還是能拒這位萬惡之源於門外,活得更健康!

看完這篇文章後,你應該會知道:

  1. 反式脂肪的結構&特性

  2. 食用反式脂肪比起順式脂肪,更容易發胖

  3. 反式脂肪會提升LDL、降低HDL

  4. 減少反式脂肪攝取的生活守則

參考資料:

[1] 王英偉、黃青真、周怡姿、潘文涵、許文音、彭巧珍、周少鼎(民107)。每日飲食指南手冊。台北市:衛生福利部國民健康署。

[2] 油理油趣─淺談食油的化學

http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=48723

[3] Brouwer IA. Effect of trans-fatty acid intake on blood lipids and lipoproteins: a systematic review and meta-regression analysis. World Health Organization 2016.

https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/246109/9789241510608-eng.pdf?sequence=1&isAllowed=y

[4] Kavanagh, K., Jones, K. L., Sawyer, J., Kelley, K., Carr, J. J., Wagner, J. D., & Rudel, L. L. (2007). Trans fat diet induces abdominal obesity and changes in insulin sensitivity in monkeys. Obesity, 15(7), 1675-1684.

[5] 反式脂肪不易排出體外?

https://professorlin.com/2018/07/20/%E5%8F%8D%E5%BC%8F%E8%84%82%E8%82%AA%E4%B8%8D%E6%98%93%E6%8E%92%E5%87%BA%E9%AB%94%E5%A4%96/

[6] Brouwer, I. A., Wanders, A. J., & Katan, M. B. (2010). Effect of animal and industrial trans fatty acids on HDL and LDL cholesterol levels in humans–a quantitative review. PloS one, 5(3), e9434.

[7] Sébédio, J.L. and Christie, W.W. Metabolism of trans fatty acid isomers. In: Trans Fatty Acids in Human Nutrition (2nd edition), pp. 186-187 (F. Destaillats, J.L. Sébédio, F. Dionisi and J.-M. Chardigny (eds.), Oily Press, Bridgwater) 2009

[8] Assmann, G., & Gotto Jr, A. M. (2004). HDL cholesterol and protective factors in atherosclerosis. Circulation, 109(23_suppl_1), III-8.

[9] WHO Replace Trans Fat – Frequently Asked Questions

https://www.who.int/docs/default-source/documents/replace-transfats/replace-trans-fat-faqs.pdf?Status=Temp&sfvrsn=956d171f_6

[10] Micha R, Khatibzadeh S, Shi P, Fahimi S, Lim S, Andrews KG, et al. Global, regional, and national consumption levels of dietary fats and oils in 1990 and 2010: a systematic analysis including 266 country-specific nutrition surveys. BMJ. 2014;348:g2272.

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