脂肪
発見
20世紀初頭までに、タンパク質と炭水化物は必要な食品成分だと知られていたが、脂肪酸は炭水化物から合成できるので優れたエネルギー源ではあるが、必要不可欠ではないと考えられていた。20世紀初頭の技術では食物から脂肪を完全に抽出できず、脂肪を除去してラットに与える実験では、実際には脂肪が残留していた。1912年にトマス・バー・オズボーンとラファイエット・メンデルはそうした技術によってラットでの脂肪は不要だと確認し、1920年代までに必要不可欠ではないので必要最小限は非常に少なくすべきとの見解を示し、同時代の研究者は多くはこの見解に従った。オズボーンは全米科学アカデミーのメンバーで食物タンパク質で国際的に著名なアメリカの生化学者であり、メンデルはアメリカ栄養研究所の初代所長など、両者は国際的にも権威的に他にも数々の地位を占めていたためである。
1929年には、ミネソタ大学のジョージ・オズワルド・バー(George Oswald Burr)が ω-6系の多価不飽和脂肪酸であるリノール酸のラットでの欠乏症を確認し、必須栄養素だと報告された。この見解は栄養研究所の見解と対立したので疑義されたが、数年を経て追試が行われ受け入れられていった。また1931年にジョージ・オズワルド・バーは、ω-3系のαリノレン酸がラットで合成されなかったことを報告し、これも必須脂肪酸だと結論した。しかし、欠乏症実験にてリノール酸と競合する結果が確認されるため、長い間αリノレン酸でも確実だとみなされなかった。
1960年までにはカルフォルニア大学ロサンゼルス校のジム・ミードが、リノール酸がアラキドン酸に変換されることを確認した。1964年にはカロリンスカ研究所で、アラキドン酸がプロスタグランジンに変換されたことが確認された。
1960年代のアメリカでの食事調査は、飽和脂肪酸の摂取が血中コレステロールの濃度を上昇させ、植物油と魚油が低下させることを明らかにし、その後の食事指導は総脂肪量を減らすのではなく、飽和脂肪酸の代わりに不飽和脂肪酸を摂取することが重要だとし、不飽和脂肪酸の摂取量が増加した結果1970-1980年代にはアメリカ人の虚血性心疾患の発生率を低下させた。
だが、脂肪の細かい区別を周知させることは難しいのではと考えた栄養学者たちは、脂肪がよくないという単純なメッセージを生み出した。アメリカ農務省の意図とは、アメリカにて低脂肪食にすることで必然的に飽和脂肪酸の摂取量を減らすということであった。
1976年には、Cuthbertonが粉ミルクの必要成分としてリノール酸のみが必須だと主張したが、Crawfordは異議を唱え、1978年には世界保健機関(WHO)と国際連合食糧農業機関(FAO)が、脂肪に関する専門部会でαリノレン酸の必須性を確定した。1982年に、ラルフ・ホルマンが、αリノレン酸の摂取が増加すると、血中のDHAが増加することを確認しヒトでαリノレン酸が必須だと裏付けた。
1994年の世界保健機関による、「人間栄養学における脂肪と油」（Fats and oils in human nutrition）では、トランス脂肪酸による飽和脂肪酸に似た影響が報告された。2003年にはトランス脂肪酸を1%未満にすべきとした。
脂肪酸の比率よりも、飽和脂肪酸の摂取量の方が重要という科学的な検証によって、2015年のアメリカの食生活指針は、以前に示した脂肪を30%に控えるという指針を撤廃した。
生体での利用
脂肪のカロリーは9kcal/gであり、炭水化物、タンパク質の4kcal/gよりも単位重量あたりの熱量が大きく、哺乳類をはじめとして動物の栄養の摂取や貯蔵方法として多く利用されている。
食物から摂取したり、体内で炭水化物から合成された脂肪は肝臓や脂肪組織に貯蔵される。脂肪からエネルギーを得るときには、モノグリセリド（かつてはグリセリンとされていた）と脂肪酸に加水分解してから、脂肪酸をβ酸化代謝によりさらにアセチルCoAに分解する。
安静時や強度の低い運動時には脂肪の方が糖よりも多く使われている。血糖やグリコーゲンは利用しやすいが貯蔵量は多くはないので安静時などではあまり多くは使われず、強度の高い運動時などに糖が優先的に使われるようになる。
エネルギーの貯蔵と生存
成人では基礎代謝量は1日およそ1600キロカロリーであるが、栄養摂取量が減少すると1200キロカロリーに落ち、延命を図ろうとする生理的反応が起こる。栄養が欠乏するとまず脂肪が分解され、その後に使用していない筋肉がエネルギー源として利用される。
これにより、水分の補給があれば絶食状態で1-2ヶ月程度生存でき、この限界を越えれば餓死に至る。ただし、肥満の人（脂肪の貯蓄の多い人）はこれより長く生存できる。痩せた人（脂肪の貯蓄の少ない人）はこれより短めで死に至ると考えられる。餓死は体内の脂肪を使い切った後に起こるものであり、（水分の補給があれば）肥満状態の人間が餓死することはない。肥満の場合、まずは脂肪を使い切る期間を経た上で餓死に向かう。脂肪量によっては3-4ヶ月以上かかることもある。水だけで3ヶ月以上生存するというのは信じ難いかも知れないが、同じ哺乳類である熊などは脂肪を蓄えた状態で冬眠して数ヶ月すごすので決して無理な数字ではない。
仮に、体重70kg、体脂肪率20%とし、脂肪のカロリーを9kcal/g、低下した基礎代謝を1200kcal/日とすると、70 kg x 0.2（体脂肪率）x 9 kcal/g / 1200 kcal/日 = 105日、となり3ヶ月半ほど生存することができる。ただしあくまで生存が可能であるというだけで、健康な状態を維持することは不可能に近い。
化学
化学では常温で固体の油脂をいう。純粋な脂肪は無味無臭無色であるが、天然のものは不純物が溶けているために色が付いている。脂肪と水酸化カリウムや水酸化ナトリウムとを反応させると加水分解により高級脂肪酸塩（石鹸）が得られる。この反応をケン化（鹸化）という。脂肪族化合物とは、有機化合物のうち炭素原子の環状配列をもたないものをいう。脂肪中に含まれるので名づけられた。鎖式化合物ともいう。