天然油脂因来源不同，其组成不尽相同，有熔点较高的牛脂和一些动物脂，也有熔点较低的植物油。它们都是偶数碳长链脂肪酸与甘油成的酯，一般以14～22个碳原子的直链脂肪酸较为常见，其中十六碳、十八碳的脂肪酸最多。法国科学家贝特洛（Berthelot）证明了油脂的结构，通式为
式中，R、R′、R″代表脂肪酸的烃基。如果R、R′、R″完全相同，则称为单纯甘油酯，不同则称混合甘油酯。例如：
三硬脂酸甘油脂为单纯甘油酯，不具有旋光性质；α-硬脂酸-β-软脂酸-α′-油酸甘油脂属于混合甘油酯，而且由于三个烃基不相同，从而具有旋光特性。天然油脂大多是混合甘油酯的混合物，绝大多数是手性分子，而且其相对构型主要是L-型。重要的油脂组成见表14-2。
表14-2 常见油脂中的羧酸组成与含量
组成油脂的高级脂肪酸种类很多，从动物、植物、微生物油脂水解产物中分离出的脂肪酸已经有数百种，有饱和的，也有不饱和的。固态的油脂中烃基多为饱和的，以软脂酸分布最广，几乎存在于所有油脂中。液态的油脂中，烃基则多为不饱和的，以油酸、亚油酸和亚麻酸等十六和十八个碳的烯酸分布最广，而且在不饱和脂肪酸中双键多为顺式结构。
某些多烯脂肪酸具有重要的生理活性，被称为“血管清道夫”的二十碳五烯酸（EPA）有降低血脂、降低血清胆固醇含量、防止动脉粥样硬化等药理作用；二十二碳六烯酸（DHA）有“脑黄金”之称，它是大脑细胞形成和发育不可缺少的物质，DHA对促进智力、加强记忆功能、延缓大脑衰老等有重要作用，DHA只存在于鱼和贝类水生动物中，在鱼油中含量最高。
人体可以合成大多数脂肪酸，但少数不饱和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸不能在人体合成，花生四烯酸虽能在体内合成，但数量不能完全满足人体生命活动的需求，像这些人体不能合成或合成不足，必须从食物中摄取的不饱和脂肪酸，称为必需脂肪酸。油脂中常见的重要脂肪酸见表14-3。
表14-3 油脂中常见的饱和脂肪酸
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