楊銘鐸，史一平

（1.哈爾濱商業(yè)大學中式快餐研究發(fā)展中心博士后科研基地，哈爾濱150076；2.哈爾濱商業(yè)大學食品工程學院，哈爾濱150076；3.黑龍江省食品科學與工程重點實驗室，哈爾濱150076）

脂肪代用品制備技術的研究進展

楊銘鐸，史一平

（1.哈爾濱商業(yè)大學中式快餐研究發(fā)展中心博士后科研基地，哈爾濱150076；
2.哈爾濱商業(yè)大學食品工程學院，哈爾濱150076；3.黑龍江省食品科學與工程重點實驗室，哈爾濱150076）

近年來，多鹽多脂的飲食方式給人們的健康帶來了危害，低脂和無脂食品應運而生，得到了廣大學者的深度研究和探討。通過對近年來國內外對不同來源的脂肪替代品，如：碳水化合物類脂肪模擬物、蛋白質類脂肪模擬物、化學合成類脂肪模擬物、復合脂肪模擬物的制備技術和應用進行分析，指出未來研究生產安全、廉價、低熱值、耐高溫、適合添加于食品中，并可進行工業(yè)化生產的脂肪代用品的發(fā)展方向。

脂肪替代品；制備技術；應用

脂肪作為食物中的必要成分，不但能提供給食物潤滑的口感和獨特的香氣，也是人類生長和發(fā)育的主要供能物質，但是脂肪的過多攝入嚴重危害著人們的健康。有學者試圖完全去除食品中的脂肪，結果表明，不僅使食品口感風味較差，也影響了一些脂溶性維生素的吸收。脂肪代用品能夠在不影響食品的感官和脂肪的功能性條件下，降低食品中的脂肪。目前，脂肪代用品可以分為脂肪模擬品和脂肪替代品兩類。根據(jù)脂肪替代物的原料可以分為碳水化合物類、蛋白質類、化學合成類及復合脂肪模擬物。

1　碳水化合物類脂肪模擬物

碳水化合物類脂肪模擬品原理為在水相中形成凝膠而增加其黏度，改善了水相的結構特性，使體系產生類似脂肪的滑膩、渾濁、黏稠等特性［1］。碳水化合物型脂肪模擬品不能以1∶1比例替換食品配方中的脂肪，必須和脂肪酸型乳化劑、水等配合使用［2-5］，其中有些制品已被美國FDA批準為“公認安全物質”（GRAS），可用于食品生產。

1.1淀粉類

早在1987年，Harry研究了酶改性制備馬鈴薯淀粉糊精應用食品中，證明可以產生與奶油類似的潤滑性，與脂肪類似流變學性質，可作為脂肪代用品基料替代脂肪［6］。張春紅等［7］用催化劑（鹽酸）處理原淀粉，使淀粉分子由大分子變成小分子，通過淀粉分子內部糖苷鍵斷裂，使小分子脫離淀粉顆粒時，松散結構，從而形成光滑奶油狀組織結構［8］。而唐彥君等［9］采用耐高溫α-淀粉酶水解馬鈴薯淀粉，制備有凝膠特性的糊精，低DE值的脂肪模擬物。張斌等［10］同樣以馬鈴薯淀粉為原料，通過酶解法得到不同DE的酶解產物，并對DE值在2.0～4.1脂肪模擬物水溶性、持水性、凍融穩(wěn)定性、回生現(xiàn)象和表觀黏度進行測定。目前，已有專利介紹一種獨特改性淀粉Stellar，其具類似脂肪性質，可用于色拉調味料、肉和乳制品等［11］。

早在1992年汪禮揚［12］以木薯淀粉和馬鈴薯淀粉為原料，通過控制降解法得到低DE值的輕度變性淀粉。分別進行了性質測定，具有品質好、色澤淺、具有良好凝膠體系的油脂代用品。2007年郝曉敏等用玉米淀粉為原料，在高于糊化溫度條件下，用不同酸水解方法制取不同DE值淀粉水解產物。應用于人造奶油，進行食品流變學及感官評定研究，結果表明，所制得淀粉水解物可作為脂肪模擬物用于奶油中。王俊芳等［14］通過淀粉酶處理大米淀粉得到DE值為2～3變性淀粉、可切變的穩(wěn)定凝膠。程小續(xù)等［15］通過酶解大米制備低DE值麥芽糊精。都在蛋糕中應用，結果表明，當替代蛋糕中30%油脂，其結構特性可達到或超過對照產品品質，所制產品效果較好。

趙國華等［16］申請了葛根淀粉脂肪模擬物專利，利用葛根淀粉顆粒小、形成溶液黏度高等特性。通過化學改性，形成一種具有動物脂肪質地凝膠化產品，形成的涂抹性奶油與人造奶油相似。而楊玉玲等［17］利用α-淀粉酶水解秈米淀粉制備脂肪替代品。以上實驗表明，DE 2-3脂肪替代品替代脂肪制備肉腸具有良好質構和口感，感官指標和貯藏穩(wěn)定性等復合感官要求能被廣大消費者所接受；但DE為4麥芽糊精并不適于作為脂肪替代品。且發(fā)現(xiàn)采用α-1，4糖苷鍵內切酶，水解反應較均勻，所得產品溶解性能好，高聚合度分子數(shù)目較少，不易產生老化現(xiàn)象［18］。徐愛國等［19］采用干法，酸降解與酯化反應同時進行，通過在淀粉上接上少量硬脂酸基團，將制得產品配成20%～30%漿液，糊化后冷凍，形成一種本身具乳化性質類似脂肪質構光滑、呈有彈性的凝膠狀復合變性淀粉脂肪替代品，此品無論在口感還是性能上，都比單一水解淀粉更優(yōu)良，可應用于如低脂冰淇淋、色拉調味料、焙烤食品、奶酪、酸奶等食品［20］。

1.2纖維素類

不溶于水的纖維素粒子分散后形成膠體溶液，一定量的這種溶液可以代替水包油溶液，通過化學研磨、分子解聚、化學衍生等技術手段處理得到的直徑在0.2μm左右的顆粒［21］。

王秀軍等［22］以廉價小麥麩皮為原料，在制備小麥麩皮膳食纖維同時，通過簡單工藝控制淀粉水解程度，使小麥麩皮淀粉水解DE控制在6～10，再以酶解液為原料進行噴霧干燥，制備具有較好脂肪模擬性麥芽糊精。脂肪全部被替代的無脂冰淇淋在黏度、膨脹率和抗融性方面對冰淇淋都有一定改善作用，在質構和感官方面保留常規(guī)冰淇淋性質；而替代部分脂肪的低脂冰淇淋與常規(guī)冰淇淋呈現(xiàn)明顯差異。

Konukla研究β-葡聚糖在低脂Cheddar干酪中的應用，隨著脂肪替代量的增加，產品與低脂對照相比硬度、脆性、融流指數(shù)更低，所有干酪樣品的彈性和內聚性相近［23］。β-葡聚糖脂肪替代品典型結構是2～3個葡萄糖單位以1→4糖苷鍵連接，再與另一個β-葡聚糖以1→3鍵連接，然后重復這種結構。雖然β-葡聚糖主要用做填充劑，但它也能作為脂肪的部分替代品。β-葡聚糖能被人體部分消化和吸收，熱量值為1kcal/g。它主要用在烘烤食品、飲料、冷凍甜品和布丁中。但β-葡聚糖會引起小腸滲透壓力升高，導致輕微腹瀉，所以在食品中需限制其用量。

早在1999年NuriaGM等［24］研究了桃膳食纖維對低脂高膳食纖維香腸品質的影響膳食纖維模擬物對肉制品膠原蛋白等無影響，膳食纖維含量較高會導致產品pH下降，肉制品的質構及感官變化在模擬量較高時（29%）變化較為明顯。GALANAKISC M等［25］利用胡蘿卜膳食纖維制作脂肪模擬物應用于發(fā)酵肉腸中，并進行微生物和感觀評價。其結果為當添加量高于3%的胡蘿卜纖維會對香腸質構（硬度、多汁性）有明顯影響，且會加速脂肪分解的速度（p＜0.05），12%纖維添加量有助于游離脂肪酸的釋放，得到更好的脂肪替代的效果。

CampagnolPC B等［26］對非結晶纖維素凝膠的脂肪替代性進行了研究，結果表明75%～100%非結晶纖維素凝膠，添加50%以上的脂代物可明顯（p＜0.01）降低揮發(fā)性物質和膽固醇的含量。

GarciaM L等［27］對谷物纖維的脂肪替代性進行了研究，結果表明：1.5%谷物（小麥、燕麥）纖維，能夠獲得與傳統(tǒng)高脂產品相同的質構特點，感官評價接近于高脂產品。

1.3膠體類

Slendid是果膠的一種產品，其膠粒與脂肪球大小相近，且柔軟富有彈性。它還能使食品產生類似脂肪融化的現(xiàn)象［28］。其原理為：果膠是以α-（1→4）鍵結合的D-半乳糖醛酸為基本結構的多糖類物質，是一種凝膠體、增稠劑。而甲基化程度低于50%的果膠能形成柔軟、有彈性的凝膠。

卡拉膠可分為k型、λ型、τ型三種。τ型卡拉膠與變性木薯淀粉、變性馬鈴薯淀粉等混合，對系統(tǒng)黏度產生增效效果，λ型卡拉膠與之混合時對系統(tǒng)的黏度增加有限，而k型卡拉膠則不增加系統(tǒng)黏度。除果膠和卡拉膠外，黃原膠、瓜爾豆膠、槐豆膠等也是脂肪的良好替代品。

Ruiz-CapillasC等用魔芋膠脂肪替代物對干式發(fā)酵香腸的品質影響進行了研究，分別討論了重量損失、pH、持水力受脂肪減少量和儲藏時間等因素進行了研究，結果表明：魔芋膠模擬量的增加可有效降低熱量值，但對產品感官特征產生不良影響。

AyadiM A等［30］研究了角叉菜膠對香腸的影響，結果表明：角叉菜膠作為脂肪替代物能夠降低香腸乳狀性，增加持水能力、硬度和黏結性。

Campagno l PC B等［31］非結晶纖維素凝膠脂肪物不同模擬量對發(fā)酵香腸的影響進行了研究。結果表明：脂肪模擬量（25%、50%、75%、100%）添加50%以上的模擬物可明顯降低揮發(fā)性物質和膽固醇含量。

2　蛋白質類脂肪模擬物

蛋白質類脂肪模擬品是以雞蛋白、牛乳、乳精、大豆蛋白、動物膠質、小麥谷蛋白等高分子蛋白為原料，經加熱、微?；?、高剪切處理，使水結合特性和乳化特性發(fā)生改變，形成具有類似脂肪的口感和組織特性的凝膠。由于顆粒直徑在微米級且顆粒易于變軟，相互之間能夠滾動和壓縮，所以形成的物質具有類似脂肪的口感。蛋白質型脂肪模擬品的顆粒直徑不大于10μm，并且蛋白質的適度變性使其提供的口感類似于水包油型乳化體系食品中脂肪，故可應用于食品中。由于蛋白質的熱不穩(wěn)定性導致這類模擬品不能應用于需高溫處理（如油炸）的食品中，否則會使蛋白質熱凝固硬化，喪失滑膩口感，同時發(fā)生美拉德反應影響外觀，這就限制了其應用的范圍。

作為微粒化蛋白類油脂模擬品代表產品Simplesse以雞蛋蛋白和乳清蛋白為基質，于1988年由NutraSweet公司，利用微?；瘽饪s技術所得的產品，具有類似油脂潤滑細膩的口感，可應用于冷凍甜食、酸乳和干酪等乳制品中［32］?？梢栽谌闋钜褐蟹浅：玫哪M脂肪球，而且可以達到100%的脂肪替代量。因而此類產品的研發(fā)逐漸受到重視并相繼開發(fā)出多種類似產品如LITA、Avicel、StellarTM等［33］。

Dairylo是經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4kcal/g熱量，具有類似乳脂的口感和質構。與水相作用能力較強，穩(wěn)定性好，改善食品組織，可應用于多種低脂低熱食品中［34］。

Liao FH等［35］研究了大豆蛋白與水形成分散液體，結果表明大豆蛋白在一定條件下可形成凝膠，具有類似脂肪的潤滑性，可用于肉制品中。

李玉美等［36］研究了膠原蛋白，膠原蛋白主要是從豬肉皮中提取的白色纖維，質地柔軟，在加熱條件下形成的明膠可模擬脂肪的潤滑性，含有豐富的人體所需氨基酸，添加到香腸等肉類制品及肉糜制品中替代脂肪。而余靜等［37］將玉米醇溶蛋白作為脂肪替代物，玉米醇溶蛋白玉米蛋白的主要成分，具有很好的凝膠性能和較強的抗氧化性能。其中Lita就是以玉米分離的醇溶蛋白為原料，經微?；频玫闹咎娲?，組成蛋白質結構沒有變化，表面呈疏水性，熱穩(wěn)定性很好。盧蓉蓉［38］研究了以酶法水解的乳清蛋白為基質制備脂肪替代物，結果表明，制得的脂肪替代物添加到冰淇淋中替代中脂冰淇淋中25%的脂肪，各項感官指標最佳。

Meltem serdaroglu等［39］對添加乳清蛋白來改善脂肉丸的性質進行了研究。分別對肉丸的蛋白質、脂肪、水分、灰分和pH等成分進行了測定與分析。以蒸煮特性、肉汁性、色澤等作為感官性質評價指標。結果表明，添加乳清蛋白沒有影響肉丸中蛋白質與脂肪含量，同時乳清蛋白與脂肪的含量影響著肉丸的持油性。乳清蛋白的添加基本沒有影響肉丸的感官性質。同樣S.Y. Hus［40］比較了10種非肉類蛋白質來替代豬脂肪應用于低脂乳化肉丸的生產。結果表明，添加乳清濃縮蛋白比添加其他蛋白質易使肉丸有較大的蒸煮損失和較高的水分含量。添加大豆蛋白的制品具有一定的膠黏性和脆性，但是感官接受性有所降低。添加卵清蛋白粉的制品具有一定的脆性，但制品的色澤較差。添加明膠的制品具有一定的硬度、咀嚼性和彈性，但制品的色澤及質地性較差。添加脫脂奶粉的制品硬度較差，具有一定的咀嚼性和膠體性。但是該制品的色澤、外觀、口感、質地性、總體接受性比其他制品好。脂肪替代物Dairy-Lo是針對低脂冰淇淋開發(fā)的，它是以卵清蛋白為基質的脂肪替代物。加入可提高冰淇淋產品的彈性，即固態(tài)穩(wěn)定性。在漿料冷卻至老化溫度及以后的老化過程中，因脂肪替代物含有大量水分，水分子與穩(wěn)定劑結合，形成穩(wěn)固的三維網狀結構。

3　化學合成類脂肪模擬物

化學合成的脂肪模擬物主要通過化學合成，可以100%替代食品中的脂肪。比較代表性的蔗糖脂肪酸聚酯（O lestra）是P&G公司以O lean注冊的脂肪酸甘油聚酯的商品名。它是脂肪酸和蔗糖酯化產物，由蔗糖代替甘油和6個、7個或8個脂肪酸分子酯化而成。由于含脂肪酸較多，消化酶不能接近脂肪酸的支鏈，使大分子的O lestra不能被吸收，故不增加食品的熱量［41］。蔗糖聚酯也有著一定的副作用。蔗糖聚酯的不吸收性，會對腸道產生一定的影響，如腹痛和大便稀瀉；不僅會降低膽固醇的吸收率，也會降低脂溶性微生素等營養(yǎng)成分的吸收率［42］。

而另一種由非吸收性長鏈脂肪酸和兩條短鏈脂肪酸合成的脂肪替代物Benefat提供的熱量僅僅是普通甘油三酯的55%。感官試驗表明，在蛋糕中用Benfat對脂肪進行少量替換和半數(shù)替換，蛋糕含水性、外觀偏好程度、可壓縮性、黏結性、剪切力以及起泡度等方面沒有顯著差異［43］。

另一種化學合成的脂肪替代物共軛亞油酸（Conjugated linoleic acid，以下簡稱CLA），它是亞油酸的同分異構體，由一系列在碳9、11或10、12位具有雙鍵的亞油酸的位置和幾何異構體，是普遍存在于人和動物體內的營養(yǎng)物質。DianaMartin等［44］在研究CLA和橄欖油（OO）代替豬肉脂肪時發(fā)現(xiàn)，用CLA或者OO分別作為50%的脂肪替代物時，飽和脂肪酸的比率會下降，同時不飽和脂肪酸的比例上升。由它們的抗氧化作用，油脂氧化作用并沒有導致肉制品貨架期的降低?？梢宰鳛橹咎娲锏恼崽酋?，如蔗糖一酯、蔗糖二酯和蔗糖三酯其合成方法有如蔗糖聚酯。但與蔗糖聚酯的不消化性不同的是，蔗糖酯可以被腸道內的脂肪酶消化水解，但是這類化合物具有和脂肪相同的熱量，所以作為脂肪替代物使用時沒有顯著的優(yōu)勢［45］。

4　復合脂肪模擬物

目前復合型脂肪替代物得到了廣泛的研究。復合型脂肪替代物是由不同基質來源物質按照一定比例結合在一起協(xié)同發(fā)揮脂肪替代作用的混合物。常見的組成物包括植物蛋白、植物膠、植物油脂、改性淀粉、膳食纖維等。國外的研究機構曾用大豆、變性淀粉、瓊脂等研制出一種O/W型乳化液，用同等比例替代蛋黃醬、色拉佐料、三明治漿汁等制品中的大豆油，產品脂肪含量降低67%。

國內，2010年宗瑜等［46］用分離蛋白、復配親水膠等研制新型低脂白羽雞肉丸產品時發(fā)現(xiàn)，適量添加復配膠，可以起到膠連、黏結原料顆粒的作用，提高制品的硬度，但是加入過量復配膠時既不能很好地膠連、黏結原料顆粒，也不能提高產品的硬度，可能其本身的物性反而影響原料固有物性的表現(xiàn)。目前國外許多學者［47-52］采用植物油、魚油等優(yōu)質油脂復合其他組分降低或優(yōu)化香腸中脂肪的質量及結構，也取得了明顯效果。研究結果表明，復合脂肪替代物能很好地改善產品的膽固醇和飽和脂肪酸的量，提高不飽和酸的量，有效改善食品的營養(yǎng)性，為人們的合理膳食提供了保障。

有學者嘗試采用比如卵磷脂、蛋白、淀粉、菊糖粉、菊糖凝膠為基質的多種脂肪替代物及Simplesse在蛋糕、曲奇和面包等焙烤食品中進行應用研究［53，54］。W ekwete等探討鱷梨漿對低脂燕麥曲奇質構和風味的影響，結果表明，鱷梨漿替代50%黃油應用于低脂曲奇餅干具有較低的水分活度、較低的硬度和脆性［55］。Razavi［56］等考察瓜爾膠、黃原膠和淀粉替代脂肪應用于低脂芝麻醬，并探討了溫度及脂肪替代物對低脂芝麻醬的流變性的影響，通過Arrhenius方程求得的Ea值有很大影響。ChoiY S等［57］對向日葵籽油和米酒糟纖維混合對法蘭克福香腸理化性質、質構變化及感官特點的影響進行了研究，結果表明：混合脂肪替代物有效的改善了香腸的口感、乳化穩(wěn)定性、黏度，能夠達到脂肪替代的目的。

5　展望

近年來，脂肪代用品發(fā)展迅猛，但是還沒有一種能夠完全取代脂肪的脂肪代用品，脂肪代用品也沒有能夠進行工業(yè)化生產而廣泛應用于食品中。對于脂肪代用品也存在著一些爭議，比如，是否對腸道菌群有益、能否真正降低膽固醇的攝入以及脂肪代用品的穩(wěn)定性和成本。但是，脂肪代用品能夠滿足人們日益增長的對合理膳食的需求，研究生產安全、廉價、低熱值、耐高溫、適合添加于食品中并可以進行工業(yè)化生產的脂肪代用品迫在眉睫，對于我國的食品工業(yè)也有重大的意義。

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The p rogress o f preparation technology of fat substitutes

YANGMing-duo，SHIYi-ping
（1.Postdoctoral Research Base of The Chinese Fast Food Research and Development Center，Harbin University of Commerce，Harbin 150076，China；2.College of Food Science and Engineering，Harbin University ofCommerce，Harbin 150076，China；3.Key Laboratoryof Food Scienceand EngineeringofHeilongjiang Province，Harbin 150076，China）

W ith the improvementof people's living standards，the diet ideas have gotten widespread attention in recent years.The dietofmore saltand fat brings harm to people's health.Low-fat and fat-free foods come into being and get in-depth study and discussion by scholars.This article reviews the technology and application of differentsourcesof fatsubstitutes for preparation athomeand abroad in recentyears.

Fatsubstitutes；preparation technology；application

TS201

A

1674-8646（2015）03-0004-05

2015-01-19

黑龍江省青年科學基金項目（QC2011C093）；哈爾濱天通科技開發(fā)有限公司合作課題

楊銘鐸（1956-），男，教授，博士，博士研究生導師，從事傳統(tǒng)食品工業(yè)化技術研究。