脂肪替代物在奶酪中的應(yīng)用研究進(jìn)展

唐立偉?周昱婧?周芷寒 劉景 韓梅

摘 要：奶酪被稱為“奶黃金”，一直以來深受人們的喜愛。但面對人們?nèi)找嬖鲩L的食品健康意識，現(xiàn)在人們對于食品安全的要求越來越高，奶酪的脂肪含量成為人們的擔(dān)憂，減脂或低脂奶酪具有很大的市場前景，更受消費者的歡迎。然而，降低或減少食品的脂肪含量會影響其感官特性，使食物口感變差、風(fēng)味降低。因此，添加脂肪替代物是一個很好的方法，介紹了脂肪替代物的主要分類及近年來脂肪替代物在奶酪中存在的問題、研究前景，旨在為擴(kuò)大脂肪替代物在低脂奶酪中的應(yīng)用提供理論參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：脂肪替代物;奶酪;應(yīng)用;研究進(jìn)展

奶酪在我國的發(fā)展起步較晚，在國內(nèi)被稱為“奶黃金”，深受人們的喜愛。隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們對健康越來越重視，低脂產(chǎn)品的出現(xiàn)使得低脂奶酪的商業(yè)化生產(chǎn)有了非常明顯的進(jìn)步。為確保低脂奶酪的質(zhì)構(gòu)和口感盡可能不發(fā)生變化，由此脂肪替代物相繼問世。國內(nèi)外越來越多的研究放在脂肪替代物上，以降低奶酪中的脂肪含量，達(dá)到降脂或減脂的作用，現(xiàn)在更有研究從單一的添加脂肪替代品向復(fù)合型脂肪替代品發(fā)展，其發(fā)展前景十分廣闊。

1 脂肪替代物研究的必要性

脂肪是生命運轉(zhuǎn)的必需品，為人體提供了每日熱量和必需脂肪酸，是許多風(fēng)味物質(zhì)和脂溶性維生素的載體[1]，對食品的感官特性如：風(fēng)味、口感、質(zhì)地等，有著重要的作用。在食品加工過程中，脂肪不僅具有營養(yǎng)功效，更改善了食品的口感，使其口感潤滑、風(fēng)味獨特;在結(jié)構(gòu)上使食品具有更好的穩(wěn)定性，形成特定的組織狀態(tài)。

另外，脂肪作為重要的供能物質(zhì)之一其能量系數(shù)為37.3 KJ/g，是碳水化合物和蛋白質(zhì)能量系數(shù)的兩倍[2]。但是有研究表明，過量的攝入脂肪，會使人體的健康受到威脅，可能出現(xiàn)各種疾病[3-4]。鑒于此，世界衛(wèi)生組織（WHO）推薦脂肪每日攝入量應(yīng)該為人們?nèi)粘ｏ嬍车?5%～30%，飽和脂肪的攝入量應(yīng)當(dāng)不超過10%，并且膽固醇的攝入量應(yīng)控制在300 mg/d[5]。

由于人們不斷追求更為健康的生活生活方式，對于低脂食品的需求越來越高，各類低脂肪含量、低卡路里的食品越來越多。常見的低脂產(chǎn)品如脫脂牛奶、低脂肉制品、低脂烘焙類食品等市場需求越來越大。深受消費者喜愛的奶酪制品，其深開發(fā)產(chǎn)品—減脂、低脂奶酪具有很大的市場潛力。但是，直接降低食品中的脂肪含量會導(dǎo)致口感變差、風(fēng)味降低，嚴(yán)重影響感官特性，目前市售低脂奶酪產(chǎn)品的口味及質(zhì)地較傳統(tǒng)奶酪制品要差。為改善低脂食品的感官特性，滿足消費者的口味需求，脂肪替代物別越來越多的應(yīng)用于現(xiàn)代食品加工過程中。

含有脂肪替代物的低脂奶酪有以下3方面的優(yōu)點：首先，使用脂肪替代物的食品不僅保持了食品的使用特性，而且在膳食營養(yǎng)方面有著突出的優(yōu)勢;其次，脂肪替代物優(yōu)良的感官特性，使人們可以在不減少食品攝入量的前提下減少總熱量的攝入，降低脂肪轉(zhuǎn)化量，進(jìn)而預(yù)防相關(guān)疾病;最后，使用脂肪替代物可以使奶酪具有可接受性[6]，保持奶酪制品的感官特性，使其硬度、黏度以及風(fēng)味等各方面與正常乳脂含量產(chǎn)品相仿。

低脂奶酪的商業(yè)化生產(chǎn)有了非常明顯的進(jìn)步，尤其是在發(fā)展中國家，低脂奶酪的市場有了大幅增長。低脂奶酪熱量低，很多國家對低脂奶酪的需求都較高，例如美國膳食指建議從脂肪中獲取的熱量應(yīng)控制在總熱量的30%;瑞典則是建議每天攝入的脂肪量不超過30 g。人們的需求影響著市場，作為必然結(jié)果，人們也將更加地重視奶酪市場的戰(zhàn)略發(fā)展[7]。而且，近年來脂肪替代物的發(fā)展速度也很快，已經(jīng)有很多研究將脂肪替代品運用于奶酪中，但由于此類研究起步較晚，因此在應(yīng)用方面還處于初始階段，所以要完完全全替代脂肪在奶酪中的功能特性和感官特性還任重而道遠(yuǎn)，仍需大量的研究和探索。

2 脂肪替代物的分類

脂肪替代品、脂肪模擬品是脂肪替代物的兩個方向。脂肪替代品是能夠完全取代脂肪的一類代脂肪產(chǎn)品，其性質(zhì)與脂肪相似，如大豆磷脂等，是以大分子脂質(zhì)合成脂肪酸酯;脂肪模擬品是以其他高分子化合物模擬脂肪性狀而合成的脂肪模擬物，不能完全取代脂肪，此類物質(zhì)在生產(chǎn)和合成過程中含有一定的水分，所以在高溫下易焦化。脂肪模擬品根據(jù)來源的不同主要可以分為兩類：蛋白質(zhì)基脂肪替代物，如乳清、大豆及膠原蛋白等;碳水化合物基脂肪替代物，如淀粉、面粉及食品膠等。另外，脂肪替代物正由單一組成向著復(fù)合組成的方向邁進(jìn)[8]。

開發(fā)脂肪替代物應(yīng)該滿足以下3個條件：產(chǎn)生的熱量應(yīng)該低于被代替的脂肪;能夠充分再現(xiàn)脂肪在食品中的各種性狀;無毒副作用，不在體內(nèi)積累，可以被人體完全排出體外[9]。

2.1 蛋白質(zhì)基脂肪替代物

蛋白質(zhì)基脂肪替代物主要以乳清、大豆及膠原蛋白等蛋白質(zhì)為原料，通過熱處理、酶解的方法，使其形成濃厚而緊湊的質(zhì)地和連續(xù)的基質(zhì)，且與脂肪的結(jié)構(gòu)相似。另外，制備蛋白質(zhì)基脂肪替代物的主要途徑為微?；幚砗透呒羟刑幚淼穆?lián)合應(yīng)用[10]。經(jīng)過處理后的脂肪替代品具有類似脂肪的口感和組織特性，持水性和乳化性都有所改善，但是在高溫下不太穩(wěn)定[11]。

2.1.1 乳清蛋白

美國研發(fā)的“Simpless”制品是最早被公認(rèn)為以蛋白質(zhì)為基質(zhì)的脂肪替代物，是以乳清蛋白為主要原料研制的一種脂肪替代物，采用了微粒化技術(shù)，加之包含一些乳化劑、抗絮凝劑等成分，使得該產(chǎn)品具有良好的類似脂肪的質(zhì)構(gòu)和感官特性[12]。

César等人[13]通過向低脂再制干酪中添加不同量的WPC低甲氧基果膠復(fù)合凝聚物（WCC），并對產(chǎn)品感官評價、化學(xué)成分以及流變學(xué)等方面進(jìn)行分析，實驗結(jié)果顯示W(wǎng)CC添加量為50%和75%時，再制干酪的各項指標(biāo)最接近于全脂干酪。在Caciotta奶酪中添加牛乳蛋白基脂肪模擬物可以在成熟奶酪的油/水界面上減少可以水合點位，但是風(fēng)味結(jié)合能力不如脂肪[14]。

2.1.2 膠原蛋白

膠原蛋白是一種多糖蛋白，它外觀呈現(xiàn)白色纖維狀，質(zhì)地柔韌，含有少量的半乳糖及葡萄糖。膠原蛋白經(jīng)過加熱后可以轉(zhuǎn)化為明膠，可作為脂肪替代物用于乳制品的生產(chǎn)，并且具有奶油般的質(zhì)構(gòu)，軟性奶酪有著十分廣闊的應(yīng)用前景。研究顯示膠原蛋白能夠使產(chǎn)品的彈性和切片性增加，并且可以賦予產(chǎn)品柔嫩、有嚼勁的口感[15]。

美國Kraft以黃原膠、大豆、雞蛋、牛乳蛋白和酪蛋白等為主要原料，經(jīng)過組織化處理后形成了一種纖維狀蛋白質(zhì)，并混合膠體等其他物質(zhì)，經(jīng)過濃縮和均質(zhì)，形成了形狀規(guī)則的蛋白質(zhì)和長度小于10 μm的黃原膠碎片[16]。

2.2 碳水化合物基脂肪替代物

碳水化合物基脂肪替代物在脂肪替代物中被公認(rèn)為具有無副作用、能被消化以及普及等特點，以木薯淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等為主;其他如膳食纖維、多糖、纖維素、半纖維素也常用于脂肪替代物。碳水化合物基脂肪替代物具有奶油狀的潤滑感和黏稠度[14]，其通過原料的吸水性，保水特性，形成凝膠結(jié)構(gòu)，從而模擬脂肪。

2.2.1 淀粉基脂肪替代物

淀粉基脂肪替代物是目前種類最多的一類脂肪替代物，有將近40種淀粉可作為為基質(zhì)，且具有價廉、性能好的優(yōu)點。目前該類脂肪替代物主要分為兩類：修飾或者改性淀粉、低DE值麥芽糊精，后者使用更廣泛。由于其具有較強(qiáng)的凝膠能力，能夠較好地模擬脂肪的質(zhì)地和口感，因此FDA對其安全性充分認(rèn)可[17]。

使用抗性淀粉基脂肪替代物會造成干酪硬化;當(dāng)水分含量為60%時，將采用功能性纖維制作的脂肪替代物用于干酪生產(chǎn)，其質(zhì)量優(yōu)良且穩(wěn)定，同時具有良好的熔融性[18]。閆波[19]研究了玉米淀粉基脂肪替代物對低脂再制干酪的關(guān)鍵影響，并對低脂再制干酪的質(zhì)構(gòu)和感官指標(biāo)進(jìn)行評價。通過單因素和響應(yīng)面實驗確定了當(dāng)玉米淀粉基脂肪替代物的添加量為4.1%時，產(chǎn)品的感官可接受性較高。Diamantino等人[20]研究發(fā)現(xiàn)，辛烯基琥珀?；∣S）蠟質(zhì)玉米淀粉改善了減脂米納斯新鮮奶酪的整體質(zhì)量。添加OS蠟質(zhì)玉米淀粉（0.5 g/100 mL）會導(dǎo)致降脂奶酪水分含量和WHC增加，并且不影響其微觀結(jié)構(gòu)或蛋白質(zhì)的水解。

2.2.2 纖維基脂肪替代物

β-葡聚糖具有低熱量值，在人體消化器官中難以被消化和吸收，體現(xiàn)出免疫功能特效，此類纖維素基脂肪替代物具有較強(qiáng)的持水能力和增加黏度的特性，能夠提供奶油狀的口感，因此在低脂奶酪中廣泛應(yīng)用。

Volikakis[21]等人在低脂奶酪中添加了燕麥β-葡聚糖，發(fā)現(xiàn)使用用1.4%的β-葡聚糖替代奶酪中70%的脂肪時，能夠改善奶酪的質(zhì)構(gòu)，但隨著β-葡聚糖的不斷加入，奶酪的風(fēng)味有所下降。Bullens研究了微晶纖維素（MCC）在低脂奶酪中的應(yīng)用[22]，作為新興的脂肪替代物，目前研究不多。微晶纖維素是一種具有較低聚合度以及較大比表面積的短棒狀或粉末狀多空顆粒，在高剪切力的作用下分散，與水以氫鍵作用形成空間三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，擁有剪切變稀的特性，作為脂肪替代物加入食品中，不會黏連糊口。

另外，糊精、果膠等作為脂肪替代物一般也可以應(yīng)用在乳制品當(dāng)中。

2.3 脂肪基脂肪替代物

脂肪基質(zhì)的脂肪替代物也稱為脂肪類似物，以脂肪酸為基礎(chǔ)酯化物，不參與能量代謝，幾乎不產(chǎn)生熱量，在低熱量的條件下能夠表現(xiàn)出脂肪的功能特性。目前在實際的生產(chǎn)過程中，主要通過將各種植物或者動物油脂在乳化劑的預(yù)乳化作用下制備脂肪基脂肪替代物[23]。應(yīng)用于奶酪中的以脂肪為基質(zhì)的脂肪替代物的研究并不是很多，以下介紹幾種可以運用于乳制品中的脂肪基脂肪替代物。

1996年保潔公司生產(chǎn)的Olestra由FDA初步審核通過后，各種降低熱量的油脂產(chǎn)品接踵而至。美國Nabisca公司和Pfizer公司聯(lián)合研制出Salatrim（長、短鏈構(gòu)造甘油三酯）產(chǎn)品商品名為“Benefat”，其熱量僅為脂肪的55%左右（約20.9 KJ/g），屬于低熱量甘油三酯。這款產(chǎn)品能夠應(yīng)用于乳制品等很多食品之中。但是分子中的短鏈脂肪酸在高溫條件下容易發(fā)生水解反應(yīng)，因此不適用于需要高溫處理的食品中[16]。Bubén等人[24]的研究顯示，奶油奶酪中添加牛至和迷迭香精油可以延長該產(chǎn)品的保質(zhì)期，在工業(yè)上可以考慮用精油替代天然抗氧化劑，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 復(fù)合脂肪替代物的研究

目前復(fù)合型脂肪替代物的研究以及越來越多，有研究在Kashar奶酪中添加商業(yè)植物脂肪混合物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)植物脂肪會影響奶酪的大部分感官特性，植物脂肪的使用降低了奶酪的可溶性、硬度、咀嚼性等，同時增加了粘性，而彈性不受影響[25]。在Mozzarella中添加兩種脂肪替代物：一種直鏈淀粉比例高的改性玉米淀和一種α-乳球蛋白（是角叉菜和黃原膠的混合物），結(jié)果是Mozzarella的水分含量和產(chǎn)品的柔軟度得到提高[17]。C. Lobato-Callreos等人[26]研究發(fā)現(xiàn)，乳化的油菜籽油和乳清蛋白濃縮物的全部或部分替代乳脂與全脂乳脂干酪的結(jié)構(gòu)有所不同，當(dāng)乳清蛋白濃縮物占主導(dǎo)地位時，蛋白質(zhì)基質(zhì)的結(jié)構(gòu)緊密而連續(xù);當(dāng)乳化的油菜籽油占主導(dǎo)地位時，可形成較松散的蛋白質(zhì)基質(zhì)，當(dāng)兩者混合時，奶酪的所有品質(zhì)特征都有所提高。這對進(jìn)一步了解不同成分對奶酪結(jié)構(gòu)的相互作用有所幫助。Gokhan Kavas等人[27]發(fā)現(xiàn)，蛋白基脂肪模擬物Dairy –LOTM、SimplesseD-100、碳水化合物基脂肪模擬物PerfectamylgelM B和Sati-agelME4對減脂奶酪有不同影響。感官評價結(jié)果顯示：用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的添加了各種脂肪替代物的減脂奶酪是可以被接受的，并且沒有發(fā)現(xiàn)不良風(fēng)味和苦味。在制備的低脂奶酪中，特別是添加了Dairy -LOTM、PerfectamylgelMB和Sati-agelME4的低脂奶酪比沒有添加脂肪替代物的低脂奶酪具有更高的可接受性。

4 存在問題與前景展望

我國對于脂肪替代物的研究起步較晚，與國外的商品化脂肪替代物之間還有很大的距離。但相信通過相關(guān)工作者的不懈鉆研，會有越來越多廣泛的商品化脂肪替代物被研制出來。

首先，應(yīng)用于奶酪中的蛋白質(zhì)基脂肪替代物主要采用物理方法改性，種類比較局限，以動物蛋白為主。而植物蛋白具有價格低廉、營養(yǎng)豐富、不含膽固醇等特點，在今后的研究中，可以充分利用谷物和豆制產(chǎn)品加工廢水殘渣中的蛋白質(zhì);一些有特殊味道的豆類蛋白，如大豆蛋白，可以利用物理、化學(xué)或生物改性方法去除，達(dá)到去腥的效果，增加食物的可接受程度[28]。

其次，碳水化合物基脂肪替代物存在一定的加工缺陷，對于淀粉基脂肪替代物來說，迄今為止，國外已經(jīng)有很多種淀粉基的脂肪替代物產(chǎn)品了，在國內(nèi)雖然也有不少相關(guān)研究，但尚未大范圍應(yīng)用于實踐中。目前研究最多的是淀粉水解制備的低DE值的麥芽糊精類脂肪替代物，此類產(chǎn)品的研制瓶頸是如何有效得到低DE值麥芽糊精，如何有效控制DE值，并不增加成本。另外，原料的單一性也是目前的研究短板，食品種類有局限性，所以尋求價廉物美、高產(chǎn)的原料成為新興研究方向[29]。如果能夠通過新技術(shù)改善碳水基脂肪替代物的加工性能，并強(qiáng)化其食品保質(zhì)期和安全性，相信碳水化合物基的脂肪替代物在食品健康領(lǐng)域能夠做出更大貢獻(xiàn)。

近年來對于脂肪替代物的研究不僅考慮了產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)和感官特性方面，還在注重風(fēng)味的改善、產(chǎn)品的可接受性、微觀結(jié)構(gòu)特性以及機(jī)理方面上作出了努力，并取得了一些突破。例如，在研制產(chǎn)品過程中運用感官評價進(jìn)行產(chǎn)品可接受性檢驗和描述性分析實驗，使低脂產(chǎn)品與全脂產(chǎn)品具有相同的市場競爭力;應(yīng)用微觀結(jié)構(gòu)研究和理化特性實驗及成分分析使低脂產(chǎn)品擁有更好的理化特性和加工貯藏特性，以延長產(chǎn)品的貨架期。國外有研究用超聲功率牛奶的熱穩(wěn)定化改變了奶油干酪的鋪展性、粘彈性及其熱穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)在TS50 W、630 min及35 ℃下奶酪的質(zhì)地和流變特性狀態(tài)最佳[30]。

最后，面對人們?nèi)找嬖鲩L的食品健康意識，對于食品的健康性要求越來越高，力求純天然、無污染、綠色健康的食品。因此，應(yīng)盡最可能采用天然、無化學(xué)改性的物質(zhì)替代脂肪，既達(dá)到降脂的目的，又滿足消費者對于綠色、天然的期望和要求。

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基金項目：上海市屬高校應(yīng)用型本科試點專業(yè)建設(shè)項目（第六批），上海商學(xué)院《食品微生物檢驗學(xué)》重點課程建設(shè)。

作者簡介：唐立偉（1982—），男，上海人，碩士，助教。研究方向：功能食品開發(fā)。

通訊作者：韓梅（1985—），女，山東青島人，博士，講師。研究方向：乳制品。