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脂肪酸（英語：fatty acid）是具有一條脂肪族鏈（aliphatic chain）的羧酸，該鏈可飽和或不飽和；亦即脂肪酸是由碳氫組成的烴類基團連結羧基所構成[1]。大多數天然脂肪酸骨架屬無分支鏈，由4到28個偶數個碳原子組成。
飽和脂肪酸（saturated fatty acid）：烴類基團是全由單鍵構成的烷烴基。
單(元)不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid）：烴類基團是包含一個碳-碳雙鍵的烯烴基。天然脂肪的雙鍵均為順式（cis，雙鍵兩側的基團偏向一個方向），未加工食品所含的天然油脂裡的脂肪酸大部分是順式結構。至於天然形成的反式脂肪 -- 主要存在於例如牛和羊一類的反芻動物的脂肪和乳汁裡頭。
多(元)不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid）：烴類基團是包含多個碳-碳雙鍵的烯烴基。
飽和脂肪酸為是指結構上沒有雙鍵的脂肪或脂肪酸鏈，長鏈飽和脂肪酸性質穩定，且脂肪酸的飽和程度越高，碳鏈越長(中鏈MCT飽和脂肪酸不同)，燃點越高,而動物性食物中以長鏈飽和脂肪酸為主，所以常溫下呈固態。多數動物油都含有較高比例的飽和脂肪酸組成，相較於天然不飽和脂肪酸較高的植物油而言，被認為過量攝取更容易導致人的心血管方面疾病，但亦有眾多研究指出飽和脂肪酸與心血管疾病的風險兩者間並無直接的關係，一般人非常容易過量攝取飽和脂肪酸，因此建議少吃。[2][3][4]
是指至少含有一個雙鍵的脂肪或脂肪酸鏈。當雙鍵形成時，一對氫原子會被消除，因而與碳原子相結合的氫原子未達到最大值，即「不飽和」。在細胞的新陳代謝中，不飽和脂肪所產生的能量相比飽和脂肪較少。細胞結構所含脂肪的不飽和程度越高（雙鍵數量越多），越容易受外來自由基破壞，其過氧化的可能性越高[來源請求]。這時需要抗氧化物來防止這一情況的發生。
含有兩個雙鍵以上的則稱為多元不飽和脂肪酸，包含亞油酸、亞麻油酸和花生四烯酸；由於雙鍵較多，更容易發生氧化反應，相對不穩定、不耐熱，因此不適合用於高溫烹調，而且必須要小心保存。
多元不飽和脂肪酸中的ω-3脂肪酸是現代飲食容易缺乏的，充足的ω-3脂肪酸攝取可以保護血管，減少心血管疾病、糖尿病甚至癌症及不孕的風險、也可以幫助腦部發育，一般人吃魚油補充的DHA、EPA就是ω-3脂肪酸，另一個重要的則是ALA；含ω-3脂肪酸的植物性油脂包括亞麻油、紫蘇及海藻油；另外若給予蛋雞高ω-3脂肪酸的食物，雞蛋也會有較高的ω-3脂肪酸。
大多數的天然不飽和脂肪酸都是順式的，植物油中較多。因為高溫之下容易變質，保存不當也很容易酸敗，性質不穩定。但較不易引起人體的心血管疾病。
也是不飽和脂肪酸的一種，利用氫化的過程將順式的結構改變之後，成為反式脂肪酸，可變成半固體或固體狀，較容易運送，也使性質較穩定，不易變質。
反式脂肪酸因為穩定性較天然不飽和脂肪酸高，被大量應用於食品上。因早期食品都只標示飽和脂肪酸含量，但通常飽和脂肪酸含量低者，反式脂肪酸含量就會偏高。
研究卻發現其比飽和脂肪酸更容易導致心血管方面疾病，對人體害處很大，消滅人造反式脂肪對健康有利已經是共識；因此許多油品加工業者改用不會產生或只會產生少量反式脂肪的製程，多國法規也要求食品中的油脂標示必需標出容易導致心血管方面疾病的「飽和脂肪酸」和「反式脂肪酸」。
另外自然存在的共軛亞油酸也是屬於反式脂肪，但在食品標示上並沒有將其歸類於反式脂肪，因為並沒有那麼高的健康風險。
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