脂肪替代物在食品中的研究進(jìn)展

趙錦妝，周夢(mèng)舟，徐群英

(1.武漢輕工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，武漢 430023； 2.湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，武漢 430068)

脂肪替代物在食品中的研究進(jìn)展

趙錦妝1，周夢(mèng)舟2，徐群英1

(1.武漢輕工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，武漢 430023； 2.湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，武漢 430068)

近年來(lái)，由于脂肪攝入量過(guò)多所引起的肥胖癥、高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病等疾病的發(fā)病率逐年上漲，因此適度攝取脂肪成為食品研究的新趨勢(shì)，通過(guò)使用不同的脂肪替代物可以在實(shí)現(xiàn)脂肪攝入量減少的同時(shí)確保脂肪的功能得到替換。綜述了脂肪替代物的主要分類(lèi)以及近年來(lái)脂肪替代物在食品中的研究進(jìn)展，為選擇安全合適的脂肪替代物指明方向。

脂肪替代物；脂肪；健康

在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，油脂的攝入量已經(jīng)占了膳食總能量的40%～50%，多不飽和脂肪酸為飽和脂肪酸的20%～50%，膽固醇攝入量約500 mg/d[1]，這種飲食習(xí)慣與發(fā)達(dá)地區(qū)人群患肥胖癥、心血管疾病、中風(fēng)、結(jié)石以及某些癌癥息息相關(guān)。近年來(lái)，我國(guó)城鄉(xiāng)居民的脂肪攝入量呈上升的趨勢(shì)，脂肪提供的能量增加，城市的膳食脂肪供能比達(dá)到35%，大城市高達(dá)38%，大大超過(guò)了30%的高限；一類(lèi)農(nóng)村也已達(dá)29%，二、四類(lèi)農(nóng)村居民為27%，均與高限接近[2]。這樣的膳食結(jié)構(gòu)明顯不合理，要保證人體的健康必須要形成合理膳食的消費(fèi)觀，合理控制脂肪的攝入。

但降低食品中脂肪含量會(huì)導(dǎo)致食物口感風(fēng)味的改變，無(wú)法滿足消費(fèi)者的需要，因此使用低熱量脂肪替代物是近年來(lái)降低脂肪含量的一種很好的途徑。脂肪替代物能夠部分甚至完全替代食物中的油脂，能夠很好地保持食物的食用特性以及食品的風(fēng)味，在不影響口感的同時(shí)降低各種因脂肪含量過(guò)高所引起的疾病發(fā)病率。因此，選擇安全合適的脂肪替代物是近年來(lái)研究的一個(gè)主要方向。

1 脂肪替代物的分類(lèi)

1.1 蛋白質(zhì)基脂肪替代物

蛋白質(zhì)基脂肪替代物是以天然高分子蛋白質(zhì)為原料,通過(guò)熱處理、酶解等方法處理制得的具有良好功能特性的脂肪替代物，這些天然高分子蛋白質(zhì)原料有雞蛋、牛乳、乳清、大豆、明膠以及小麥谷蛋白等。經(jīng)過(guò)處理的脂肪替代物可具有類(lèi)似脂肪的口感和組織特性，適用于各種食品，對(duì)持水性及乳化性質(zhì)有所改善，但在高溫下不太穩(wěn)定[3]。

Dairylo是經(jīng)特殊加工的乳清蛋白濃縮物，主要是β-乳球蛋白聚集體，僅含有16.7 kJ/g熱量，具有類(lèi)似乳脂的口感和質(zhì)構(gòu)，與水相作用能力較強(qiáng)，穩(wěn)定性好，可改善食品組織，應(yīng)用于多種低脂低熱量食品中[4]。

Liao等[5]研究了基于大豆的低熱量飲食，研究結(jié)果表明大豆蛋白與水可以形成分散液體，在一定條件下可形成凝膠，形成的凝膠產(chǎn)物具有類(lèi)似脂肪的口感，可以顯著降低血清總膽固醇濃度且能顯著降低身體脂肪的百分比，可用于低脂肉制品中。

膠原蛋白主要從豬皮中提取，是一種多糖蛋白，呈白色纖維狀，質(zhì)地柔韌，含有少量半乳糖和葡萄糖。膠原蛋白經(jīng)加熱可轉(zhuǎn)化成明膠，可作為脂肪替代物用于奶油生產(chǎn)，能產(chǎn)生奶油般的質(zhì)構(gòu)。添加10%～15%的膠原蛋白能明顯增強(qiáng)產(chǎn)品的彈性和切片性，賦予制品以咬勁，口感柔嫩[6]。

在低脂肪早餐香腸中用乳清蛋白濃縮物代替脂肪,可以生產(chǎn)出令消費(fèi)者接受、口感質(zhì)構(gòu)良好的產(chǎn)品。乳清蛋白可以吸收脂肪，并能十分容易地結(jié)合風(fēng)味化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)使用乳清蛋白濃縮物類(lèi)似的脂肪替代物可以使低脂肉制品的成本節(jié)省10%～20%[7]。

1.2 脂肪基脂肪替代物

脂肪基脂肪替代物也稱為脂肪類(lèi)似物，不僅具有脂肪的功能特性和加工特性，還具有較低熱量的優(yōu)點(diǎn)。目前主要通過(guò)不同的植物油脂或動(dòng)物油脂與乳化劑進(jìn)行預(yù)乳化作用，進(jìn)行脂肪基脂肪替代物的制備。

通過(guò)聚赤蘚糖醇與大豆油甲酯酯交換合成一種新型脂肪替代物，該脂肪替代物在理化性質(zhì)等方面與蔗糖長(zhǎng)碳鏈脂肪酸聚酯(Olestra)[8]類(lèi)似，加入食品中，能夠起到降低脂肪含量的作用，同時(shí)對(duì)食品的口感沒(méi)有很大的影響。將其部分或全部替代脂肪應(yīng)用到面包中，不會(huì)影響面包本身的品質(zhì)，同時(shí)還能應(yīng)用到其他烘焙食品當(dāng)中[9]。

從1996年寶潔公司生產(chǎn)的Olestra被FDA初步審核通過(guò)以來(lái)，在可降低熱量的油脂產(chǎn)品方面，各種產(chǎn)品相繼問(wèn)世，如寶潔公司生產(chǎn)的Caprenin，因其功能特性與椰子油相似，因此主要應(yīng)用在軟糖和糖果的外涂層上。還有美國(guó)Nabisca公司和Pfizer公司共同研制生產(chǎn)的Salatrim，屬于低熱量的甘油三酯，可以應(yīng)用在糖果、乳制品、休閑食品、肉制品等產(chǎn)品中[10]。

Olestra是采用中、長(zhǎng)碳鏈飽和或不飽和脂肪酸與蔗糖酯化反應(yīng)制得的脂肪替代物[11]，可以100%取代食品中的油脂，但因?yàn)槠浔旧斫Y(jié)構(gòu)的原因，難以被脂肪酶水解，所以不能被吸收代謝，因此不會(huì)產(chǎn)生熱量[12]。但Olestra對(duì)消化道有潛在的不良影響，如引起腹痛等，同時(shí)也會(huì)影響一些維生素和營(yíng)養(yǎng)素的吸收，存在著安全性的問(wèn)題。目前，Olestra經(jīng)常應(yīng)用在含鹽或辛辣的薯片、膨化食品、蘇打點(diǎn)心等休閑小食品以及休閑食品的油炸用油等中。

Caprenin是甘油與辛酸、癸酸、二十二烷基酸發(fā)生酯交換反應(yīng)生成的，在小腸內(nèi)難以微?；?，在體內(nèi)幾乎不被吸收，達(dá)到了降低熱量的目的，所以Caprenin 的熱值僅為20.9 kJ/g，約是普通脂肪熱值的一半，是一種很好的脂肪基脂肪替代物。因Caprenin 的功能性質(zhì)與可可脂相似,所以適合應(yīng)用于軟點(diǎn)心和糖果表面的巧克力涂層或軟質(zhì)糖果甜的包裹物中，而不適用于煎炸食品當(dāng)中。除此之外，Caprenin還可以與葡聚糖進(jìn)行混合使用，用于生產(chǎn)低熱量和低脂的巧克力[13]。

Salatrim屬于低熱量的甘油三酯。Salatrim的熱值是普通脂肪熱值的55%，所以也是一類(lèi)很好的脂肪基脂肪替代物，主要應(yīng)用于甜味食品如糖果中，同時(shí)還應(yīng)用于烘烤食品中的夾餡以及乳制品當(dāng)中。值得注意的是，Salatrim無(wú)法應(yīng)用于油炸用油。

1.3 碳水化合物基脂肪替代物

碳水化合物基脂肪替代物是被公認(rèn)為無(wú)副作用、能被消化，以及使用最為廣泛的一類(lèi)脂肪替代物。以碳水化合物為原料的脂肪替代物能夠改善水相的結(jié)構(gòu)特征，所形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)凝膠能將大量的水截留，這些被截留的水具有較好的流動(dòng)性，從而使脂肪替代物在質(zhì)感和口感上很像脂肪，能產(chǎn)生奶油狀的潤(rùn)滑感和黏稠度[14]。

美國(guó)的糧食加工公司生產(chǎn)的玉米麥芽糊精Mahrin M040，屬于玉米淀粉的一種，其戊糖及五碳以上的糖占98%，在熱水中能完全溶解[15]，冷卻后形成熱不可逆膠體，無(wú)異味，口感細(xì)膩潤(rùn)滑，熱值較低，僅為16.8 kJ/g。該玉米麥芽糊精可應(yīng)用在人造黃油、冷凍糕點(diǎn)等食品中，同時(shí)在乳制品中可替代50%的脂肪，是一種安全廣泛的脂肪替代物[16]。

米粉或米淀粉為基質(zhì)的脂肪替代物是利用高溫α-淀粉酶對(duì)米粉或米淀粉進(jìn)行輕度水解獲到的，其DE值在2～3之間。這種脂肪替代物中最主要成分是麥芽糊精，能夠形成特異性的凝膠[17]，從而使之獲得類(lèi)似脂肪的口感。米淀粉脂肪替代物具有較好的持水性、凍融穩(wěn)定性、透明度、凝沉穩(wěn)定性和吸濕性,加入到低脂蛋黃醬中，可以增加蛋黃醬的黏性和涂抹性，同時(shí)也增加了蛋黃醬的口感和風(fēng)味，即在達(dá)到低脂標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)對(duì)口感也有一定的保證[18]。

果膠是一種高相對(duì)分子質(zhì)量的碳水化合物，在食品中使用可以提高黏度，常被用作增稠劑。在食品中作為脂肪替代物使用的果膠主要有卡拉膠、黃原膠、阿拉伯樹(shù)膠、瓜爾豆膠、刺槐豆膠等。Joellee和Romanchik研究了一種新型果膠，即黃秋葵膠，發(fā)現(xiàn)在冷凍甜點(diǎn)中添加黃秋葵膠可以使產(chǎn)品的融化速度變慢，這表明黃秋葵膠在食品中添加使用，不但可以起到降低熱量的作用，還可以作為一種新型的穩(wěn)定劑[19]。果膠作為脂肪替代物一般應(yīng)用在色拉調(diào)味品、甜味品、烘焙制品、乳制品當(dāng)中。

2 脂肪替代物在食品中的應(yīng)用

2.1 脂肪替代物在肉制品中的應(yīng)用

Tabarestani等[20]為了獲得低脂漢堡的優(yōu)化配方，研究了不同混合物的脂肪替代物對(duì)漢堡品質(zhì)的影響，即添加大豆粉、豌豆粉和小麥淀粉對(duì)低脂漢堡配方的優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)證明大豆粉與小麥淀粉的組合能提高烹飪產(chǎn)量，并且在混合配方中加入豌豆粉能改善質(zhì)地性質(zhì)。

Namir等[21]對(duì)番茄渣中的纖維果膠應(yīng)用于低脂牛肉漢堡中進(jìn)行了研究實(shí)驗(yàn)。在牛肉漢堡中添加不同脂肪替代水平的番茄纖維果膠，能減少烹飪損失和減少漢堡直徑的縮小。實(shí)驗(yàn)證明脂肪替代水平為12.5%和25%的番茄纖維果膠的樣品具有最高的接受性。添加番茄纖維果膠不僅可以降低生產(chǎn)成本而不影響產(chǎn)品的功能和感官性質(zhì)，還能起到降低脂肪含量的作用。

Luo等[22]通過(guò)將淀粉醚化和α-淀粉酶水解后以10%和20%比例作為脂肪替代物應(yīng)用于香腸中，使香腸具有良好口感、持水性、乳化穩(wěn)定性，同時(shí)降低食物熱量。

錢(qián)敏等[23]采用麥芽糊精、變性淀粉、大豆分離蛋白、單硬脂酸甘油酯(單甘酯)取代廣式臘腸中的肥肉，探討不同的脂肪替代物對(duì)廣式臘腸風(fēng)味及質(zhì)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加的脂肪替代物對(duì)產(chǎn)品口感上沒(méi)有太大影響的同時(shí)能起到降低脂肪含量的作用。

2.2 脂肪替代物在乳制品中的應(yīng)用

張鐵華等[24]研究了乳清濃縮蛋白和乳清分離蛋白作為脂肪替代物的粒徑分布和粒徑分布的穩(wěn)定性，并分析其對(duì)低脂液態(tài)奶黏度、流變性、感官品質(zhì)的影響。將乳清蛋白經(jīng)過(guò)加熱改性形成的凝膠進(jìn)行破碎，得到的處于舌頭感官閾值之下的微細(xì)粒子，食用時(shí)會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似脂肪的稠度和滑膩感，從而可用作脂肪替代物，模擬脂肪的口感，用于低脂肪產(chǎn)品的研發(fā)。

劉婷婷等[25]研究了玉米蛋白脂肪替代物替代奶油生產(chǎn)冰淇淋。蛋白質(zhì)基脂肪替代物具有良好的乳化和滯水作用，能夠使冰淇淋中的水分分布更加均勻，防止冰晶的形成，從而使產(chǎn)品的口感更加細(xì)膩，同時(shí)也能夠提高產(chǎn)品的膨脹率和抗融性。

Akin等[26]研究了脂肪替代物對(duì)低脂肪的Beyaz奶酪結(jié)構(gòu)和感官性質(zhì)的影響，低脂肪的Beyaz奶酪使用了以下原料制造：羊奶，Simplesse(一種蛋白質(zhì)基脂肪替代物)，Maltrin(一種碳水化合物基脂肪替代物)以及兩種脂肪替代物的混合物。實(shí)驗(yàn)證明使用了Simplesse生產(chǎn)的奶酪比沒(méi)有添加脂肪替代物的奶酪，在感官上有更高的評(píng)價(jià)。

2.3 脂肪替代物在烘焙制品中的應(yīng)用

陳鳳蓮等[27]研究了小麥麩皮脂肪替代物對(duì)面包面團(tuán)彈性、黏附性、內(nèi)聚性等質(zhì)構(gòu)特性的影響，因小麥麩皮脂肪替代物具有較強(qiáng)的吸濕性、持水性、持油性、起泡能力、乳化能力以及乳化穩(wěn)定性，添加進(jìn)面包面團(tuán)當(dāng)中作為脂肪替代物可以起到很好的降脂作用，同時(shí)對(duì)面包的口感和結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的影響。

馬宗會(huì)等[28]以聚赤蘚糖醇和大豆油脂肪酸甲酯為原料，通過(guò)堿催化酯交換反應(yīng)制備一種新型脂肪替代物，將其應(yīng)用在面包的烘焙上，并對(duì)烘焙出的面包進(jìn)行感官評(píng)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明面包的品質(zhì)不受脂肪替代物的影響，即達(dá)到降脂作用的同時(shí)對(duì)面包的口感和結(jié)構(gòu)無(wú)明顯影響。

王俊芳等[29]研究發(fā)現(xiàn)將變性淀粉作為脂肪替代物替代蛋糕中30%的油脂，對(duì)蛋糕的口感無(wú)影響，而外形、色彩、組織結(jié)構(gòu)方面效果較好，能夠被廣泛接受。

Ibrahim[30]用玉米淀粉和小麥淀粉為原料制備抗性淀粉，并作為脂肪替代物按照一定的比例加入到蛋糕中，研究不同脂肪替代水平對(duì)蛋糕感官性質(zhì)以及淀粉消化率和保質(zhì)期的影響，實(shí)驗(yàn)表明抗性淀粉的使用不會(huì)改變蛋糕的味道并能改善其感官特性。

3 展 望

近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，注重健康飲食的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，脂肪替代物的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。制備出更加廉價(jià)、安全、高效的脂肪替代物勢(shì)在必行。目前，脂肪替代物在食品中的應(yīng)用已經(jīng)能夠達(dá)到預(yù)期的口感和感官指標(biāo)，但是脂肪替代物的種類(lèi)較少。因此，今后的研究方向應(yīng)該不斷探尋新的脂肪替代物，同時(shí)保證產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味。脂肪替代物在未來(lái)的食品工業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

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Progressinfatsubstitutesusedinfood

ZHAO Jinzhuang1，ZHOU Mengzhou2，XU Qunying1

(1.College of Food Science and Technology, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023,China; 2.College of Bioengineering and Food Science, Hubei University of Technology, Wuhan 430068,China)

In recent years, due to excessive intake of fat，the incidence rates of obesity, hypertension, atherosclerosis and coronary heart disease etc increase year by year. Therefore moderate intake of fat has become the new trend of food research，and a fat reduction can be achieved by using different fat substitutes to ensure the functionality of the replaced fat.The main classification of fat substitutes and the research progress in fat substitutes used in food in recent years were reviewed, in order to provide directions for selecting safe and appropriate fat substitutes.

fat substitutes; fat; health

TS201;R151

A

1003-7969(2017)11-0157-04

2017-03-17；

2017-07-17

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFD0400701-05)；湖北省技術(shù)創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)重大項(xiàng)目(2016ABA085)

趙錦妝(1993)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)(E-mail)350091495@qq.com。

徐群英，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師(E-mail)xqunying@126.com。