蘇婭寧 楊慧娟 陳韜

摘 要：我國作為肉制品消費總量最高的國家，其中低脂凝膠類肉制品十分符合當今人們的消費觀念和健康的飲食理念。單純將脂肪含量降低勢必會影響肉制品品質(zhì)，因此，在保持產(chǎn)品品質(zhì)或?qū)Ξa(chǎn)品品質(zhì)影響較小的同時降低脂肪含量成為肉制品研究熱點。本文主要概述了脂肪替代及非熱加工技術(shù)的分類和特點，著重論述低脂凝膠類肉制品中碳水化合物類脂肪替代物，常見的幾種非熱加工技術(shù)對蛋白功能特性的影響和應(yīng)用，以及脂肪替代與非熱加工技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于低脂肉制品的研究進展，并對低脂凝膠肉制品的發(fā)展方向進行展望。

關(guān)鍵詞：脂肪替代;非熱加工;凝膠肉糜;共同作用

Progress in Fat Substitution and Modification in Low-Fat Gel-Type Meat Products

SU Yaning1， YANG Huijuan2， CHEN Tao1，*

（1.School of Food Science and Technology， Yunnan Agricultural University， Kunming 650000， China;

2.Institute of Standardization， China Metrology University， Hangzhou 310018， China）

Abstract： As the country has become the largest consumer of meat products， low-fat gel-type meat products highly conform to Chinese peoples consumption concept and the concept of health diet. Simply reducing the fat content is bound to affect the quality of meat products. Therefore， how to reduce the fat content while maintaining product quality or only slightly affecting product quality has become a research hotspot. This paper reviews the application of fat replacement and/or

non-thermal processing technologies in the production of low-fat gel-type meat products with special focus on carbohydrates available to replace fat in low-fat gel-type meat products and the impact of several common non-thermal processing technologies on protein functional properties. In addition， it discusses future directions for the development of low-fat

gel-type meat products.

Keywords： fat replacement; non-thermal processing; meat-batter gel; collaborative effect

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210517-135

中圖分類號：TS251.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2021）09-0051-07

引文格式：

蘇婭寧， 楊慧娟， 陳韜. 低脂凝膠類肉制品脂肪替代及改性的研究進展[J]. 肉類研究， 2021， 35（9）： 51-57. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210517-135.? ? http：//www.rlyj.net.cn

SU Yaning， YANG Huijuan， CHEN Tao. Progress in fat substitution and modification in low-fat gel-type meat products[J]. Meat Research， 2021， 35（9）： 51-57. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210517-135.? ? http：//www.rlyj.net.cn

隨著時代變遷，消費者的觀念和消費水平隨之改變，更加追求高品質(zhì)、營養(yǎng)均衡和安全的食品。肉及肉制品中蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)等為人體生長發(fā)育提供所需的營養(yǎng) [1-2]。脂肪不僅是人體熱量、能量和必需脂肪酸的主要來源，也賦予食品特殊的風味、良好的質(zhì)地以及感官特性，但高膽固醇、飽和脂肪酸的攝入會導(dǎo)致肥胖、高血壓、心血管疾病及某些癌癥[3-5]。研究表明，增強肉制品健康屬性，降低脂肪含量對消費者選擇肉制品有著積極影響[6]，這也推動越來越多學(xué)者對低脂肉制品關(guān)注和研究[7-8]。目前，乳化凝膠類肉制品通常含有8%～15%的動物脂肪，主要發(fā)揮改善質(zhì)構(gòu)、增加多汁性及風味等作用[9]。凝膠類肉制品因食用攜帶方便、味道鮮美以及高脂肪含量帶來的嫩滑口感等特點受到大眾喜愛。高脂肪含量肉制品的質(zhì)地、口感、風味等感官特性以及產(chǎn)品品質(zhì)較低脂肉制品更為明顯和突出，部分消費者并不愿意為改善營養(yǎng)價值而降低感官質(zhì)量[10]。因此，研究低脂凝膠類肉制品不能僅關(guān)注降低脂肪含量，還需保持與高脂產(chǎn)品相似的感官性質(zhì)，同時解決低脂導(dǎo)致的產(chǎn)品風味不足、質(zhì)構(gòu)松散等問題。目前，研究制備低脂凝膠類肉制品較多采用添加脂肪替代品或者使用非熱加工技術(shù)[11-12]，本文對脂肪替代及非熱加工技術(shù)對肉制品品質(zhì)的影響進行多方面闡述，以期為兩者結(jié)合應(yīng)用提供思路，也為開發(fā)新型營養(yǎng)低脂凝膠類肉制品提供參考。

1 脂肪替代改性

不同種類脂肪一般具有甘油三酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)，脂肪替代品需要能夠模擬脂肪功能，補償脂肪相關(guān)特性的損失，替代食物系統(tǒng)中的甘油三酯，降低其脂肪含量和能量[13]。

1.1 脂肪替代品分類和特點

脂肪替代品是一個廣義的術(shù)語，用于描述任何可用于部分或完全替代脂肪的物質(zhì)，可細分為：脂肪替代物、脂肪模擬物、復(fù)合型替代物[13]。這3 類脂肪替代品具體的種類及特點如表1所示。

1.2 脂肪替代物

不飽和脂肪酸含量高的健康植物油脂因與天然油脂物理、化學(xué)性質(zhì)不同，作為脂肪替代物時需使用不同的替代技術(shù)，如直接加入或提前乳化以達到一定的替代效果。而由脂質(zhì)、合成脂肪酸酯等物質(zhì)組成的大分子化合物，在替代過程中由于其酯鍵不易被脂肪酶催化水解，不參與能量代謝過程，因此能夠起到降低能量的

作用[16]。例如蔗糖聚酯是蔗糖六酯、蔗糖七酯和蔗糖八酯的油狀混合物，由6～8 個長鏈脂肪酸通過化學(xué)酯交換與蔗糖共價連接而成。因人體幾乎不吸收含有6 個脂肪酸的酯類，攝入蔗糖聚酯后不產(chǎn)生熱量，同時其理化性質(zhì)與天然油脂類似，因此，蔗糖聚酯完全適用于脂肪替代[11，15]。目前，蔗糖聚酯在蛋糕、甜點等食品中應(yīng)用較多，而在肉制品中應(yīng)用研究較少。

1.3 脂肪模擬物

脂肪模擬物是指經(jīng)物理或化學(xué)方法處理、充分吸收水分后形成水狀液體系，代替原油脂的油狀液體系，改善連續(xù)相結(jié)構(gòu)特性，模擬脂肪滑潤口感的一類脂肪替代品?？筛鶕?jù)乳液凝膠形成過程中選擇基質(zhì)的不同分為2 種：以碳水化合物為基質(zhì)的替代物和以蛋白質(zhì)為基質(zhì)的替代物[11]。

1.3.1 碳水化合物類脂肪模擬物及其應(yīng)用

以碳水化合物為基質(zhì)的脂肪模擬物是由重復(fù)的單糖（葡萄糖、半乳糖）及其衍生物組成的多聚體，在替代添加過程中通過與水分子結(jié)合形成網(wǎng)絡(luò)凝膠，截留吸收大量的水分，改善水相結(jié)構(gòu)特性，因此具有保水性和成膠性，能夠增加產(chǎn)品黏性。這類脂肪替代物不是其自身完全等量替代，而是通過其中大量的水分降低肉制品中的脂肪含量，并產(chǎn)生類似于脂肪的風味、流動性和口感[16]。與蛋白質(zhì)類脂肪模擬物相比，碳水化合物脂肪模擬物的成本效益更高[13]。目前，碳水化合物類脂肪模擬物主要有淀粉類、纖維基類和混合類，常見的包括改性淀粉、麥芽糊精、β-葡聚糖、纖維素、樹膠及親水膠體（如果膠）等（表2）。

膳食纖維是一類不易被消化酶水解的多糖類食物成分，能夠連通凝膠結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水通道，有效提高凝膠網(wǎng)絡(luò)的聚合度[30-31]。因其獨特的營養(yǎng)保健作用、較好的水合性能和持油性以及促進肉糜蛋白質(zhì)的乳化穩(wěn)定性等特點，作為碳水化合物類脂肪模擬物被廣泛運用。表3列舉了幾種常見膳食纖維脂肪替代物在低脂凝膠類肉制品中的應(yīng)用。

膳食纖維包含可溶性膳食纖維（如膠體類果膠、黃原膠等）和不溶性膳食纖維（如纖維素、半纖維素）等。膳食纖維中的親水基團與水結(jié)合，促進肌原纖維蛋白分子間的交互作用，形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Schemiele等[35]研究發(fā)現(xiàn)，將燕麥纖維添加到低脂（<10%）牛肉丸中，肉丸的乳化穩(wěn)定性、出品率顯著提高，且與高脂肉丸相似，色澤、硬度、多汁性等感官評分無顯著差異。汪倩[20]添加質(zhì)量分數(shù)3.09%的燕麥麩皮到豬肉丸中，其感官評價總分最高，脂肪含量減少50%，粗纖維、蛋白質(zhì)、水分含量增加。將1%納米纖維纖維素（cellulose nanofibrils，CNF）水溶液與其棕櫚油酸乳化液（cellulose nanofiber palm oil Pickering emulsion（CPOE），油、水體積比1∶1）分別替代乳化香腸中30%和50%的脂肪，結(jié)果表明，CPOE和CNF替代脂肪可降低香腸蒸煮損失，提高持水性，加入CNF后產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)得到明顯改善，與對照組全脂香腸相比，CNF的加入使香腸致密性更好，CPOE和CNF替代比例為30%的復(fù)配產(chǎn)品的感官評分最高[36]。親水膠體作為水溶性膳食纖維，具有優(yōu)越的增稠性、穩(wěn)定性、乳化性、持水性、凝膠性、成膜性等特性，黃原膠、卡拉膠、瓜爾膠、刺槐豆膠、果膠、海藻酸鈉等40多種親水膠體通常與淀粉或其他蛋白復(fù)配應(yīng)用于低脂肉制品，主要起凝膠保水、保護蛋白質(zhì)、增強分散體系穩(wěn)定性的作用。Poyato等[37]用葵花籽油和卡拉膠制備凝膠乳液，分別替代肉餅中25%、50%、75%和100%的豬肉脂肪，發(fā)現(xiàn)替代100%的豬肉脂肪時，產(chǎn)品總脂肪含量降低41%，不飽和脂肪酸含量增加74.5%，飽和脂肪酸（47%）和膽固醇含量（62%）顯著降低，且不會對成品感官產(chǎn)生負面影響。魔芋膠也具有類似脂肪的特性，與豬肉脂肪相比，魔芋膠在受熱時水分結(jié)合能力更好，魔芋膠經(jīng)粉碎后與豬背脂在硬度、耐嚼性、穿透力等方面差異較小，流變學(xué)分析結(jié)果表明KFG具有與豬背脂類似的熱流變行為[38]。綜上所述，膳食纖維促使蛋白質(zhì)間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，替代脂肪后肉制品表現(xiàn)出較好的凝膠特性，從而改善凝膠類肉制品的保水性、色澤、質(zhì)地等品質(zhì)，為低脂凝膠肉制品的研發(fā)提供了良好的替代策略。

1.3.2 蛋白質(zhì)類脂肪模擬物及其應(yīng)用

天然高分子蛋白經(jīng)加熱、微?；⒏咚偌羟屑夹g(shù)改性后，在不同因素（如pH值、溫度、離子強度等）影響下蛋白結(jié)構(gòu)展開，分子中疏水基團暴露，從而模擬脂肪。常見的蛋白質(zhì)類脂肪模擬物有大豆蛋白、乳清蛋白、小麥蛋白、膠原蛋白等。Ahmad等[39]在低脂水牛肉乳化香腸中添加0%、15%和25%的大豆分離蛋白后，與對照相比相同貯藏時間下低脂香腸的含水量、色澤及感官品質(zhì)顯著提高。蛋白還可作為基質(zhì)形成乳液凝膠來替代脂肪[40-41]，蛋白變性影響其凝膠性能，并進一步改變產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)、凝膠形成和保水性等[42]。

1.4 復(fù)合型脂肪替代物

單一基質(zhì)脂肪替代品難以全面滿足產(chǎn)品要求時，不同替代物按一定比例復(fù)配的復(fù)合型脂肪替代物可對其彌補[16]。復(fù)合型脂肪替代物主要為上述植物蛋白、膳食纖維、親水膠體、植物油脂和改性淀粉等組合物。周士琪等[43]將1%多糖-復(fù)乳凝膠（2 g卡拉膠、1%海帶水提多糖、0.3 g酪蛋白酸鈉）替代雞肉腸中的豬背脂，替代比例30%時雞肉腸的持油性顯著增加，乳化穩(wěn)定性提高，硬度和咀嚼性顯著升高（P<0.05），當替代比例達到60%以上時，感官評分接近對照組。Jiménez-Colmenero等[44]分別采用酪蛋白酸鈉、大豆分離蛋白、微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶乳化橄欖油形成的穩(wěn)定“水包油”乳液替代法蘭克福香腸中的豬背脂，香腸的脂肪含量降低了1.46%。不同復(fù)配物替代脂肪后的作用效果與其本身物性有關(guān)，有些對產(chǎn)品的色澤和組織結(jié)構(gòu)方面有改善作用，有些則會降低產(chǎn)品某方面的品質(zhì)。復(fù)合型脂肪替代物比例及種類多樣，替代物種類以及組合比例對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)、風味、可接受度等影響還需深入研究。

2 非熱加工技術(shù)

熱加工技術(shù)在食品加工過程中會誘發(fā)化學(xué)或物理變化，對產(chǎn)品感官品質(zhì)存在較大影響，熱效應(yīng)會破壞低分子化合物的共價結(jié)合，營養(yǎng)物質(zhì)中的熱敏感活性成分受熱破壞，某些成分在加熱條件下會產(chǎn)生對人體有害的成分，如致癌物質(zhì)丙烯酰胺[45]。因此，相較于熱加工技術(shù)，非熱加工技術(shù)不僅能夠減少營養(yǎng)物質(zhì)的流失和活性成分的降低，還能更好地保護熱敏性成分，提高食用品質(zhì)及安全性，為食品加工提供更好的技術(shù)手段。

蛋白質(zhì)功能特性是指在加工、貯藏、制備和銷售期間影響蛋白質(zhì)在食品體系中的物理和化學(xué)性質(zhì)，如溶解性、起泡性、乳化性、保水性、凝膠性等[46-49]。蛋白質(zhì)乳化性在凝膠肉糜中表現(xiàn)為蛋白質(zhì)分子迅速吸附在油滴表面形成界面蛋白膜，界面吸附蛋白質(zhì)包裹油滴，其極性親水性基團與外部水結(jié)合，形成穩(wěn)定乳液。持水性是蛋白質(zhì)與水分子間相互作用結(jié)合，將水分保留在蛋白質(zhì)組織中，影響肉及肉制品的質(zhì)地和口感。凝膠特性是蛋白質(zhì)的重要功能特性之一，蛋白質(zhì)間相互作用并有序聚集，達到膠凝點時形成初級凝膠網(wǎng)絡(luò)，再通過氫鍵穩(wěn)定形成三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)。表4中列出了幾種非熱加工技術(shù)對蛋白結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)的影響及其在低脂肉制品中的應(yīng)用。

2.1 超高壓技術(shù)

超高壓技術(shù)主要作用于蛋白質(zhì)氫鍵、疏水鍵等，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)伸展、聚集、變性、解離和凝膠化，影響蛋白質(zhì)的水合作用。白云等[54-55]研究超高壓（100、200、300 MPa）處理9 min對乳化腸品質(zhì)特性的影響，結(jié)果表明，壓力200 MPa時乳化腸的蒸煮損失最低，超高壓處理加強了蛋白質(zhì)-水的相互作用，改善了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及水分分布，提高了凝膠的保水性;此外，與未經(jīng)超高壓處理相比，經(jīng)100～300 MPa超高壓處理的低脂乳化腸中結(jié)合水和不易流動水比例增加，微觀結(jié)構(gòu)存在差異，說明超高壓處理改善了乳化腸的微觀結(jié)構(gòu)，提高了低脂乳化腸的保水性。Yang Huijuan等[12]也發(fā)現(xiàn)200 MPa超高壓處理20%低脂乳化腸的蒸煮損失、質(zhì)構(gòu)和感官特性與未經(jīng)高壓處理的30%脂肪含量乳化腸相似，表明超高壓技術(shù)有助于提高低脂乳化型香腸品質(zhì)。

2.2 超聲波技術(shù)

Li Ke等[56]研究不同超聲波（40 kHz、300 W）處理時間對雞胸肉肉糜凝膠性質(zhì)和持水力的影響，20 min超聲波處理能提高肉糜的持水力，且凝膠結(jié)構(gòu)緊湊;Li Ke等[57]還發(fā)現(xiàn)高強度超聲引起雞肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)變化并增加油滴周圍界面蛋白，有助于改善雞肌原纖維蛋白的乳化性能。超聲波通過破壞分子間作用力，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開和交聯(lián)，形成均勻、緊密的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改善凝膠類肉制品的功能特性;此外，超聲波的空化效應(yīng)也能夠改變蛋白質(zhì)粒徑以及二級結(jié)構(gòu)，提高蛋白質(zhì)溶解性和表面疏水性，影響蛋白質(zhì)的功能特性[58-59]。趙穎穎等[60]采用超聲波制備預(yù)乳化液替代豬背脂添加到法蘭克福香腸中，隨著替代比例的增大質(zhì)構(gòu)特性被顯著改善，自由水含量降低，結(jié)合水含量增加，香腸中乳化球體積小且填充均勻，表明超聲波處理提高了蛋白質(zhì)分子對水油的吸附和保持能力，從而改善低脂香腸品質(zhì)。

2.3 微波技術(shù)

微波處理技術(shù)主要用于各類低脂糕點零食的加工中，如低脂薯片[61-62]、低脂松餅[63]，而在低脂肉制品中微波處理應(yīng)用較少。但微波處理能夠顯著影響肉蛋白質(zhì)的功能特性，例如，曹洪偉[52]研究微波處理對魚糜加工過程中肌球蛋白的影響，5 W/g微波的交變電場破壞了肌球蛋白分子的二級結(jié)構(gòu)，α-螺旋含量減少，肌球蛋白分子粒徑逐漸增加，蛋白聚集加快，促進魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成。4 W/g微波處理80～200 s，雞胸肉糜的蒸煮損失顯著增加，持水性顯著下降，硬度、彈性、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)特性均隨加熱時間的延長逐漸增大[64]。因此，將微波技術(shù)應(yīng)用于低脂肉制品前景廣闊。

2.4 輻照技術(shù)

常用于殺菌的輻照技術(shù)也可通過改變蛋白質(zhì)分子構(gòu)象，破壞蛋白質(zhì)次級鍵、二硫鍵，使蛋白分子伸展、分子內(nèi)疏水基團暴露，降低蛋白質(zhì)界面張力，提高乳化特性。輻照對蛋白的改性與蛋白的種類、輻照方式和劑量有關(guān)。Li Chengliang等[53]研究不同輻照劑量對豬肉肌原纖維蛋白和肌漿蛋白乳化特性的影響，當輻照劑量增加到7 kGy時，肌漿蛋白羰基含量顯著增加、巰基含量顯著減少（P<0.05），乳化活性顯著降低，而MP的乳化活性僅在低輻射劑量（3 kGy）下顯著改善，5 kGy以上的輻照導(dǎo)致肌原纖維蛋白變性，β-折疊結(jié)構(gòu)聚集。

3 脂肪替代物與非熱加工技術(shù)結(jié)合在低脂凝膠類肉制品中的應(yīng)用

無論是脂肪替代還是非熱技工技術(shù)，均對低脂肉糜制品的品質(zhì)具有一定的改善作用，因此可將二者結(jié)合應(yīng)用于低脂肉制品。王嘉楠等[23]研究魔芋膠結(jié)合高壓處理對雞肉糜品質(zhì)特性的影響，結(jié)果表明，二者結(jié)合可以降低雞肉糜蒸煮損失率，提高保水性，改善雞肉糜制品的質(zhì)地和口感。王偉[65]研究超高壓與3 種分子質(zhì)量的海藻酸鈉對低脂豬肉糜凝膠特性的影響，結(jié)果表明，適當?shù)膲毫Γ?00～200 MPa）能顯著改善海藻酸鈉替代的低脂豬肉糜的凝膠質(zhì)構(gòu)，且高分子質(zhì)量海藻酸鈉的改善作用更顯著。同樣Chen Xing等[66]也發(fā)現(xiàn)200～400 MPa超高壓處理可以顯著提高海藻酸鈉-肌動球蛋白復(fù)合凝膠的活性巰基含量、表面疏水性和濁度，300 MPa、10 min條件下可形成具有致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和小孔洞的凝膠，說明超高壓處理提高復(fù)合凝膠持水性，并改善其凝膠特性。程珍珠[67]對超高壓和膳食纖維對魚糜凝膠品質(zhì)的綜合影響進行研究，發(fā)現(xiàn)大豆膳食纖維和聚葡萄糖可以有效提高魚糜凝膠的質(zhì)構(gòu)特性和持水性等，但是過量添加也會對凝膠品質(zhì)造成不利影響，而超高壓處理（400 MPa、10 min）一定程度上可以彌補膳食纖維帶來的一些不利影響。充分發(fā)揮非熱加工技術(shù)與脂肪替代品的協(xié)同作用為低脂凝膠類肉制品的加工方式提供了新思路。

4 結(jié) 語

低脂凝膠類肉制品降低脂肪含量后產(chǎn)品會出現(xiàn)出水出油、切片性降低、質(zhì)構(gòu)松散等常見問題，目前解決這類問題的方法中脂肪替代物的研究較多且成熟。脂肪替代物能夠減少脂肪含量，模擬脂肪的功能特性，特別是膳食纖維類替代物還具有一定的營養(yǎng)價值，非常符合當今健康消費的觀念。非熱加工技術(shù)對食品中營養(yǎng)成分破壞小，通過改變蛋白結(jié)構(gòu)和功能特性，進而改善低脂凝膠類肉制品的食用品質(zhì)，將其與脂肪替代物結(jié)合應(yīng)用于低脂凝膠類肉制品，有望成為未來健康低脂凝膠類肉制品品質(zhì)完善和開發(fā)的重要研究方向。

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