脂肪替代品及其在肉制品中的应用

农业科学资料室 2019-05-16

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摘要：脂肪是三大营养素之一,在人体内发挥着重要的生理功能,但常摄入高脂肪膳食会对人体健康产生危害。脂肪替代品是一类被添加到低脂或无脂食品中,使它们具有与同类全脂食品相同或相近的感官效果,但所提供的能量降低的物质。阐述脂肪替代品的研究及其在肉制品中的应用现状,分析其中存在的问题,提出相应的解决对策,以期为脂肪替代品在肉制品中的进一步开发利用提供理论依据。

关键词：脂肪替代品;高能量;肉制品;应用

脂肪作为三大营养素之一,与我们的生活密不可分。它除了能赋予食品柔滑细腻的口感、良好的风味、松软的质地外,还在人体内发挥着重要的生理功能,如亚油酸、亚麻酸是人体必需的脂肪酸,有些脂肪酸是脂溶性维生素、前列腺素的载体。在日常烹饪中,油脂还是传热介质[1]。脂肪是三大营养素中含热量最高的,每千克脂肪可以提供39.7 kJ 热量,是碳水化合物、蛋白质的2～3倍[2]。大量科学实验表明,过量摄入脂肪会引发肥胖、糖尿病、心脑血管疾病等现代文明病。而完全去除食品中的脂肪又是不切实际的,因为那样会严重影响食品的风味、口感、质地,大多数消费者不愿以牺牲美食为代价而获得健康。如何既能减少食品中的油脂用量,又能使食品具有常规高脂食品同样的色、香、味,成为整个食品界亟待解决的问题。在这种背景下,脂肪替代品应运而生[3]。脂肪替代品是一类被添加到低脂或无脂食品中,使它们具有与同类全脂食品相同或相近的感官效果,但所提供的能量降低的物质[4]。

1 脂肪替代品的分类及应用

根据原料基质的不同,脂肪替代品可分为代脂肪、模拟脂肪两大类。两者的性能如表1所示。

表1 脂肪替代品的分类和性能

1.1 代脂肪

代脂肪是以脂肪酸为基准物,经酯化后得到的具有类似油脂的物理和化学性质的化合物。其增大的空间位阻效应使得脂肪酶很难接近酯键,无法被消化、吸收,不会产生热量。代脂肪由于没有摆脱对油脂的依赖,所以性质更接近油脂,可以完全或部分代替常规食用油脂。

1.1.1 蔗糖多酯

蔗糖多酯是蔗糖的多元醇基与脂肪酸的羧基发生酯化反应生成的己、庚、辛酯,即酯化度n=6～8的蔗糖酯。其骨架结构包括蔗糖和脂肪酸链。

蔗糖多酯进入人体后不被消化、吸收,不会产生热量,这是其作为脂肪替代品的理论依据,这一功能特性被研究人员用于治疗肥胖等疾病。Glueck等人[5]让40名肥胖患者每天吃40 g 蔗糖多酯代替普通油脂,40天后,体重平均减轻3.49 kg。临床实验证明,蔗糖多酯可以降低血浆中胆固醇及其代谢物的水平,但不影响人体内胆汁酸的排泄,且食用蔗糖多酯不会使血脂浓度和胆固醇浓度升高,对有高胆固醇和心脑血管疾病的人群无疑是一个福音。当然,蔗糖多酯的副作用也不可忽视：具有脂溶性,在人体内会将一些脂溶性维生素带出人体;具有不可吸收性,会在人体内形成渗透压,引起腹泻、肛瘘等疾病。

代表产品是由美国宝洁公司开发的Olestra(CAS121854-29-3)。美国食品与药物管理局(FDA)已于1996年1月25日批准Olestra作为一种新的食品添加剂，用于替代油炸食品中的脂肪。到目前为止,蔗糖多酯已被FDA批准用于咸味小吃、调味香料、色拉油、蛋黄酱、人造奶油、色拉调味料、冰激凌、花生酱等食品中代替脂肪[6]。

1.1.2 结构性脂肪

结构性脂肪主要包括短链脂肪酸(SCFA)、中等长度链脂肪酸(MCFA)和长链脂肪酸(LCFA)酯化的甘油酯,可以通过化学法、酶法及酯交换法合成。中等长度链脂肪酸(MCFA)在高温下非常稳定,不易被氧化,且在0 ℃条件下不凝固，能保持清澈并维持较低黏度,同时能为食品带来诱人的光泽、良好的风味。另外,MCTS可像脂肪酸一样直接被肠胃吸收,不需要脂肪酶的水解和胆汁的乳化,可以不经过淋巴系统而直接与血清蛋白结合,到达肝脏。MCTS很少贮积在脂肪组织中,可以作为体力劳动者、运动员的高能饮食中的脂肪组分。

1.1.3 短链和长链酰基甘油分子

短链和长链酰基甘油分子(Slartim)是一组构造三甘油酯的总称,至少有1个短链脂肪酸和1个长链脂肪酸酯化到甘油上,因为短链脂肪酸的热量比长链脂肪酸少得多,且硬脂酸不能完全被吸收,当其在胃肠道内被脂肪酶水解时,提供的热值仅为常规脂肪的55%左右。Slartim含有不同链长的脂肪酸,具有不同的物理和生理特性,如凝固点、硬度等,可以用于生产不同产品。

代表产品是由Nabisca公司和Pfizer公司联合研制开发的Benefat。该产品经过FDA认证,可以作为糖果、巧克力中脂肪的替代品。但由于Slartim含有大量短链脂肪酸,在高温下不稳定,所以不适合用于高温油炸食品。

1.2 模拟脂肪

模拟脂肪是以碳水化合物或蛋白质为基础原料,经过物理处理,使之具有水状液体系的物理特性,从而模拟出脂肪润滑细腻的口感特性,但是不能耐受高温[7]。

1.2.1 碳水化合物类

碳水化合物类脂肪替代品的原料主要包括淀粉和改性淀粉、亲水胶体(卡拉胶)、谷物纤维、麦芽糊精等。这类替代品与大量水结合,形成凝胶,使其具有类似脂肪的流动性、口感和质构,可代替脂肪并减少食品热量,热值一般为0～16.8 kJ/kg。乔丽娟等人[8]以籼米淀粉为原料,经过酶水解制取脂肪模拟物,并将得到的不同DE值的籼米淀粉基脂肪模拟物添加到乳化肠中进行研究。结果表明,籼米淀粉DE值为2.07的脂肪替代品与水以1 ∶2的质量比添加到乳化肠中可替代其中50%的脂肪而不影响其口感。李倩倩等人[9]将低M/G型海藻酸钠-结冷胶复合凝胶作为脂肪替代品添加到低脂鸡肉丸中,脂肪替代品控制在60%以内,可明显改善肉丸品质,同时降低肉丸的脂肪含量。

近年来,除了将单一的碳水化合物作为脂肪替代品外,还用碳水化合物复配制备脂肪替代品,以达到协同功效。如西南大学的翟小波[10]以变性淀粉9.37%、大豆分离蛋白6.56%、复配胶体0.88%为脂肪替代品,应用于低脂兔肉灌肠中,结果表明，复合脂肪替代品可改善低脂兔肉灌肠的品质,降低脂肪和热量,提高兔肉的蛋白质含量和营养价值。阿根廷研究人员对在肉馅中添加菊粉和牛血浆蛋白以降低肉馅中的脂肪含量进行了研究,结果表明,用菊粉和牛血浆蛋白作为脂肪替代品,肉馅脂肪含量降低了20%～35%,但肉馅的感官和理化指标并未受影响[11]。

碳水化合物类模拟脂肪虽然存在胶束感和淀粉煳味,且不能用于高温油炸食品和溶解油溶性风味物质,但被公认为是食用最安全的脂肪替代品。实验证明,除聚糊精外,所有碳水化合物类脂肪替代品都能完全被消化,故不会引起肛漏等不良反应。目前的代表产品是由美国农业部研发的Oatrim,它是由燕麦或其他谷物面粉的残留物经酶解获得,可用于乳制品、甜点、麦片中。

1.2.2 蛋白质类

蛋白质类脂肪替代品的原料主要包括牛奶蛋白、鸡蛋蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白、明胶和小麦蛋白等。其形成方式主要有两种:第一种是微粒化作用,即蛋白质受热凝聚,经过微粒化处理后，凝块形成细小球形的颗粒,其细度小于舌部的敏感范围;第二种是添加其他配料,通过乳化和分子间形成氢键而形成。

Angor等人[12]以卡拉胶、大豆蛋白为基质制备脂肪替代品,再辅以磷酸钠,添加到牛肉馅饼中,部分替代牛肉中的脂肪,并对加工前后牛肉的口感、质构、理化指标进行检测。结果显示,将卡拉胶、大豆蛋白脂肪替代品和磷酸钠按0.5%、1.5%和0.5%的比例添加,得到的牛肉馅饼质量最佳。卢蓉蓉等人[13]对以乳清蛋白为基质制备脂肪替代品的微粒化工艺进行了研究,粒径分布分析发现,微粒化处理后50%的颗粒在10 pm左右；超微结构分析发现,微粒化处理后的蛋白质凝胶表面变得光滑、柔软,可以模拟脂肪的特性。乳清蛋白脂肪替代品的最佳微粒化工艺条件为转速12 000 r/min,处理时间5 min。

蛋白质类模拟脂肪的缺点是会掩盖食品的某些风味,不能用于油炸食品,保存的时间较短且对此过敏的人群不能食用,但这类物质热值较低,且很安全,多被用于乳制品、色拉调味料、冷冻甜点心、人造奶油等中。目前的代表产品是由美国Natra-Sweet公司生产的Simplesse,它是由乳清蛋白和鸡蛋白浓缩物制成的,于1990年通过GRAS认证,可以用于冷冻点心制品,1994年被允许用于酸奶、涂抹干酪中。