脂肪替代物在食品中的研究进展

赵锦妆，周梦舟，徐群英

(1.武汉轻工大学 食品科学与工程学院，武汉 430023； 2.湖北工业大学 生物工程与食品学院，武汉 430068)

脂肪替代物在食品中的研究进展

赵锦妆1，周梦舟2，徐群英1

(1.武汉轻工大学 食品科学与工程学院，武汉 430023； 2.湖北工业大学 生物工程与食品学院，武汉 430068)

近年来，由于脂肪摄入量过多所引起的肥胖症、高血压、动脉粥样硬化和冠心病等疾病的发病率逐年上涨，因此适度摄取脂肪成为食品研究的新趋势，通过使用不同的脂肪替代物可以在实现脂肪摄入量减少的同时确保脂肪的功能得到替换。综述了脂肪替代物的主要分类以及近年来脂肪替代物在食品中的研究进展，为选择安全合适的脂肪替代物指明方向。

脂肪替代物；脂肪；健康

在欧美等发达国家，油脂的摄入量已经占了膳食总能量的40%～50%，多不饱和脂肪酸为饱和脂肪酸的20%～50%，胆固醇摄入量约500 mg/d[1]，这种饮食习惯与发达地区人群患肥胖症、心血管疾病、中风、结石以及某些癌症息息相关。近年来，我国城乡居民的脂肪摄入量呈上升的趋势，脂肪提供的能量增加，城市的膳食脂肪供能比达到35%，大城市高达38%，大大超过了30%的高限；一类农村也已达29%，二、四类农村居民为27%，均与高限接近[2]。这样的膳食结构明显不合理，要保证人体的健康必须要形成合理膳食的消费观，合理控制脂肪的摄入。

但降低食品中脂肪含量会导致食物口感风味的改变，无法满足消费者的需要，因此使用低热量脂肪替代物是近年来降低脂肪含量的一种很好的途径。脂肪替代物能够部分甚至完全替代食物中的油脂，能够很好地保持食物的食用特性以及食品的风味，在不影响口感的同时降低各种因脂肪含量过高所引起的疾病发病率。因此，选择安全合适的脂肪替代物是近年来研究的一个主要方向。

1 脂肪替代物的分类

1.1 蛋白质基脂肪替代物

蛋白质基脂肪替代物是以天然高分子蛋白质为原料,通过热处理、酶解等方法处理制得的具有良好功能特性的脂肪替代物，这些天然高分子蛋白质原料有鸡蛋、牛乳、乳清、大豆、明胶以及小麦谷蛋白等。经过处理的脂肪替代物可具有类似脂肪的口感和组织特性，适用于各种食品，对持水性及乳化性质有所改善，但在高温下不太稳定[3]。

Dairylo是经特殊加工的乳清蛋白浓缩物，主要是β-乳球蛋白聚集体，仅含有16.7 kJ/g热量，具有类似乳脂的口感和质构，与水相作用能力较强，稳定性好，可改善食品组织，应用于多种低脂低热量食品中[4]。

Liao等[5]研究了基于大豆的低热量饮食，研究结果表明大豆蛋白与水可以形成分散液体，在一定条件下可形成凝胶，形成的凝胶产物具有类似脂肪的口感，可以显著降低血清总胆固醇浓度且能显著降低身体脂肪的百分比，可用于低脂肉制品中。

胶原蛋白主要从猪皮中提取，是一种多糖蛋白，呈白色纤维状，质地柔韧，含有少量半乳糖和葡萄糖。胶原蛋白经加热可转化成明胶，可作为脂肪替代物用于奶油生产，能产生奶油般的质构。添加10%～15%的胶原蛋白能明显增强产品的弹性和切片性，赋予制品以咬劲，口感柔嫩[6]。

在低脂肪早餐香肠中用乳清蛋白浓缩物代替脂肪,可以生产出令消费者接受、口感质构良好的产品。乳清蛋白可以吸收脂肪，并能十分容易地结合风味化学物质，同时使用乳清蛋白浓缩物类似的脂肪替代物可以使低脂肉制品的成本节省10%～20%[7]。

1.2 脂肪基脂肪替代物

脂肪基脂肪替代物也称为脂肪类似物，不仅具有脂肪的功能特性和加工特性，还具有较低热量的优点。目前主要通过不同的植物油脂或动物油脂与乳化剂进行预乳化作用，进行脂肪基脂肪替代物的制备。

通过聚赤藓糖醇与大豆油甲酯酯交换合成一种新型脂肪替代物，该脂肪替代物在理化性质等方面与蔗糖长碳链脂肪酸聚酯(Olestra)[8]类似，加入食品中，能够起到降低脂肪含量的作用，同时对食品的口感没有很大的影响。将其部分或全部替代脂肪应用到面包中，不会影响面包本身的品质，同时还能应用到其他烘焙食品当中[9]。

从1996年宝洁公司生产的Olestra被FDA初步审核通过以来，在可降低热量的油脂产品方面，各种产品相继问世，如宝洁公司生产的Caprenin，因其功能特性与椰子油相似，因此主要应用在软糖和糖果的外涂层上。还有美国Nabisca公司和Pfizer公司共同研制生产的Salatrim，属于低热量的甘油三酯，可以应用在糖果、乳制品、休闲食品、肉制品等产品中[10]。

Olestra是采用中、长碳链饱和或不饱和脂肪酸与蔗糖酯化反应制得的脂肪替代物[11]，可以100%取代食品中的油脂，但因为其本身结构的原因，难以被脂肪酶水解，所以不能被吸收代谢，因此不会产生热量[12]。但Olestra对消化道有潜在的不良影响，如引起腹痛等，同时也会影响一些维生素和营养素的吸收，存在着安全性的问题。目前，Olestra经常应用在含盐或辛辣的薯片、膨化食品、苏打点心等休闲小食品以及休闲食品的油炸用油等中。

Caprenin是甘油与辛酸、癸酸、二十二烷基酸发生酯交换反应生成的，在小肠内难以微粒化，在体内几乎不被吸收，达到了降低热量的目的，所以Caprenin 的热值仅为20.9 kJ/g，约是普通脂肪热值的一半，是一种很好的脂肪基脂肪替代物。因Caprenin 的功能性质与可可脂相似,所以适合应用于软点心和糖果表面的巧克力涂层或软质糖果甜的包裹物中，而不适用于煎炸食品当中。除此之外，Caprenin还可以与葡聚糖进行混合使用，用于生产低热量和低脂的巧克力[13]。

Salatrim属于低热量的甘油三酯。Salatrim的热值是普通脂肪热值的55%，所以也是一类很好的脂肪基脂肪替代物，主要应用于甜味食品如糖果中，同时还应用于烘烤食品中的夹馅以及乳制品当中。值得注意的是，Salatrim无法应用于油炸用油。

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认为无副作用、能被消化，以及使用最为广泛的一类脂肪替代物。以碳水化合物为原料的脂肪替代物能够改善水相的结构特征，所形成的三维网状结构凝胶能将大量的水截留，这些被截留的水具有较好的流动性，从而使脂肪替代物在质感和口感上很像脂肪，能产生奶油状的润滑感和黏稠度[14]。

美国的粮食加工公司生产的玉米麦芽糊精Mahrin M040，属于玉米淀粉的一种，其戊糖及五碳以上的糖占98%，在热水中能完全溶解[15]，冷却后形成热不可逆胶体，无异味，口感细腻润滑，热值较低，仅为16.8 kJ/g。该玉米麦芽糊精可应用在人造黄油、冷冻糕点等食品中，同时在乳制品中可替代50%的脂肪，是一种安全广泛的脂肪替代物[16]。

米粉或米淀粉为基质的脂肪替代物是利用高温α-淀粉酶对米粉或米淀粉进行轻度水解获到的，其DE值在2～3之间。这种脂肪替代物中最主要成分是麦芽糊精，能够形成特异性的凝胶[17]，从而使之获得类似脂肪的口感。米淀粉脂肪替代物具有较好的持水性、冻融稳定性、透明度、凝沉稳定性和吸湿性,加入到低脂蛋黄酱中，可以增加蛋黄酱的黏性和涂抹性，同时也增加了蛋黄酱的口感和风味，即在达到低脂标准的同时对口感也有一定的保证[18]。

果胶是一种高相对分子质量的碳水化合物，在食品中使用可以提高黏度，常被用作增稠剂。在食品中作为脂肪替代物使用的果胶主要有卡拉胶、黄原胶、阿拉伯树胶、瓜尔豆胶、刺槐豆胶等。Joellee和Romanchik研究了一种新型果胶，即黄秋葵胶，发现在冷冻甜点中添加黄秋葵胶可以使产品的融化速度变慢，这表明黄秋葵胶在食品中添加使用，不但可以起到降低热量的作用，还可以作为一种新型的稳定剂[19]。果胶作为脂肪替代物一般应用在色拉调味品、甜味品、烘焙制品、乳制品当中。

2 脂肪替代物在食品中的应用

2.1 脂肪替代物在肉制品中的应用

Tabarestani等[20]为了获得低脂汉堡的优化配方，研究了不同混合物的脂肪替代物对汉堡品质的影响，即添加大豆粉、豌豆粉和小麦淀粉对低脂汉堡配方的优化。实验证明大豆粉与小麦淀粉的组合能提高烹饪产量，并且在混合配方中加入豌豆粉能改善质地性质。

Namir等[21]对番茄渣中的纤维果胶应用于低脂牛肉汉堡中进行了研究实验。在牛肉汉堡中添加不同脂肪替代水平的番茄纤维果胶，能减少烹饪损失和减少汉堡直径的缩小。实验证明脂肪替代水平为12.5%和25%的番茄纤维果胶的样品具有最高的接受性。添加番茄纤维果胶不仅可以降低生产成本而不影响产品的功能和感官性质，还能起到降低脂肪含量的作用。

Luo等[22]通过将淀粉醚化和α-淀粉酶水解后以10%和20%比例作为脂肪替代物应用于香肠中，使香肠具有良好口感、持水性、乳化稳定性，同时降低食物热量。

钱敏等[23]采用麦芽糊精、变性淀粉、大豆分离蛋白、单硬脂酸甘油酯(单甘酯)取代广式腊肠中的肥肉，探讨不同的脂肪替代物对广式腊肠风味及质构的影响。实验结果表明,添加的脂肪替代物对产品口感上没有太大影响的同时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应用

张铁华等[24]研究了乳清浓缩蛋白和乳清分离蛋白作为脂肪替代物的粒径分布和粒径分布的稳定性，并分析其对低脂液态奶黏度、流变性、感官品质的影响。将乳清蛋白经过加热改性形成的凝胶进行破碎，得到的处于舌头感官阈值之下的微细粒子，食用时会产生类似脂肪的稠度和滑腻感，从而可用作脂肪替代物，模拟脂肪的口感，用于低脂肪产品的研发。

刘婷婷等[25]研究了玉米蛋白脂肪替代物替代奶油生产冰淇淋。蛋白质基脂肪替代物具有良好的乳化和滞水作用，能够使冰淇淋中的水分分布更加均匀，防止冰晶的形成，从而使产品的口感更加细腻，同时也能够提高产品的膨胀率和抗融性。

Akin等[26]研究了脂肪替代物对低脂肪的Beyaz奶酪结构和感官性质的影响，低脂肪的Beyaz奶酪使用了以下原料制造：羊奶，Simplesse(一种蛋白质基脂肪替代物)，Maltrin(一种碳水化合物基脂肪替代物)以及两种脂肪替代物的混合物。实验证明使用了Simplesse生产的奶酪比没有添加脂肪替代物的奶酪，在感官上有更高的评价。

2.3 脂肪替代物在烘焙制品中的应用

陈凤莲等[27]研究了小麦麸皮脂肪替代物对面包面团弹性、黏附性、内聚性等质构特性的影响，因小麦麸皮脂肪替代物具有较强的吸湿性、持水性、持油性、起泡能力、乳化能力以及乳化稳定性，添加进面包面团当中作为脂肪替代物可以起到很好的降脂作用，同时对面包的口感和结构没有太大的影响。

马宗会等[28]以聚赤藓糖醇和大豆油脂肪酸甲酯为原料，通过碱催化酯交换反应制备一种新型脂肪替代物，将其应用在面包的烘焙上，并对烘焙出的面包进行感官评定。实验结果表明面包的品质不受脂肪替代物的影响，即达到降脂作用的同时对面包的口感和结构无明显影响。

王俊芳等[29]研究发现将变性淀粉作为脂肪替代物替代蛋糕中30%的油脂，对蛋糕的口感无影响，而外形、色彩、组织结构方面效果较好，能够被广泛接受。

Ibrahim[30]用玉米淀粉和小麦淀粉为原料制备抗性淀粉，并作为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对蛋糕感官性质以及淀粉消化率和保质期的影响，实验表明抗性淀粉的使用不会改变蛋糕的味道并能改善其感官特性。

3 展 望

近几年来，随着科学技术的不断发展，人们生活水平的不断提高，注重健康饮食的意识越来越强，脂肪替代物的应用也越来越广泛。制备出更加廉价、安全、高效的脂肪替代物势在必行。目前，脂肪替代物在食品中的应用已经能够达到预期的口感和感官指标，但是脂肪替代物的种类较少。因此，今后的研究方向应该不断探寻新的脂肪替代物，同时保证产品的质构和风味。脂肪替代物在未来的食品工业中有着广阔的应用前景。

[1] 王兴国, 金青哲, 刘元法. 油料科学原理[M]. 北京：中国轻工业出版社, 2011：288.

[2] 何宇纳, 翟凤英, 王志宏, 等. 中国居民膳食能量、蛋白质、脂肪的来源构成及变化[J]. 营养学报, 2005, 27(5):358-365.

[3] 屠用利. 食品中的脂肪替代物[J]. 食品工业, 2000(3):17-19.

[4] 杨铭铎, 史一平. 脂肪代用品制备技术的研究进展[J]. 黑龙江科学, 2015(3):4-8.

[5] LIAO F H, SHIEH M J, YANG S C. Effectiveness of a soy-based compared with a traditional low-calorie diet on weight loss and lipid levels in overweight adults[J]. Rev Nutr, 2007, 23(7/8):551-556.

[6] 李玉美, 卢蓉蓉, 许时婴. 蛋白质为基质的脂肪替代品研究现状及其应用[J]. 中国乳品工业, 2005, 33(8):34-37.

[7] WANG S T, FLIGNER K, MANGINO M E. Formulation of a palatable low-fat sausage using whey protein concentrate[J]. Milchwissenschaft, 2006, 61(1):79-83.

[8] ZHU J, XIANG X S, WANG X, et al. Influence of Olestra on human dietary energy intake[J]. Mod Preventive Med, 2015(12):18.

[9] 张淑芬. 新型脂肪替代物的制备方法：CN201410600371.3[P]. 2016-06-01.

[10] 励建荣, 梁新乐, 顾振宇, 等. 油脂取代物的研究进展[J]. 食品与发酵工业, 2000, 26(5):79-85.

[11] 朱婧, 向雪松, 王鑫. 蔗糖聚酯对人体膳食能量摄入的影响[J]. 现代预防医学, 2015, 42(12):2156-2158.

[12] ALLGOOD G S, MCAVOY D C, WOLTERING D M. Environmental assessment of a new food ingredient, the fat replacer olestra[J]. Environm Toxicol Chem, 1997, 16(3):586-600.

[13] 马莺, 王明丽. 脂肪代用品的产品及生产[J]. 中国油脂, 1999, 24(6):47-49.

[14] 陈颖, 姚惠源. 淀粉基质的脂肪模拟物及在冰淇淋中的应用现状[J]. 粮油加工与食品机械, 2004(10):64-65.

[15] 师丽丽, 杨天奎, 牟英. 淀粉基脂肪替代物原料研究进展[J]. 粮食与油脂, 2012(11):43-45.

[16] 邢明, 刘英. 以淀粉为基质的脂肪替代品的研究[J]. 粮食科技与经济, 2010, 35(5):50-52.

[17] 杨玉玲, 游远, 陈银基. 米淀粉为基质的脂肪替代品中麦芽糊精结构研究[J]. 中国粮油学报, 2013, 28(5):6-10.

[18] 刘婧婷. 大米淀粉基脂肪替代物的制备技术及性质研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨商业大学, 2013.

[19] 孙沛然, 易翠平. 脂肪替代物研究进展[J]. 中国食品添加剂, 2011(2):167-171.

[20] TABARESTANI H S, TEHRANI M M. Optimization of physicochemical properties of low-fat hamburger formulation using blend of soy flour, split-pea flour and wheat starch as part of fat replacer system[J]. J Food Process Pres, 2014, 38(1):278-288.

[21] NAMIR M, SILIHA H. Fiber pectin from tomato pomace: characteristics, functional properties and application in low-fat beef burger[J]. J Food Meas Charact, 2015, 9(3):305-312.

[22] LUO Z, XU Z. Characteristics and application of enzyme-modified carboxymethyl starch in sausages[J]. Lebensm-Wiss Technol, 2011, 44(10):1993-1998.

[23] 钱敏, 白卫东, 刘晓艳. 脂肪替代物对广式腊肠性能的影响[J]. 食品与发酵工业, 2016, 42(3):125-130.

[24] 张铁华, 姜楠, 刘迪茹. 乳清蛋白基质脂肪替代物的制备及其在低脂液态奶中的应用效果[J]. 吉林大学学报, 2015, 45(3):1024-1028.

[25] 刘婷婷, 李敏, 张薇. 玉米蛋白油脂模拟品替代奶油在冰淇淋中的应用[J]. 食品工业, 2013(10):117-120.

[26] AKIN M S, KIRMACI Z. Influence of fat replacers on the chemical, textural and sensory properties of low-fat Beyaz pickled cheese produced from ewe’s milk[J]. Int J Dairy Technol, 2015, 68(1):127-134.

[27] 陈凤莲, 于晶. 脂肪模拟品对面团质构特性的影响及低脂型面包的工艺优化[J]. 粮食加工, 2015(6):19-22.

[28] 马宗会, 郑敏英, 郑磊. 一种新型脂肪替代物的制备及应用[J]. 中国食品添加剂, 2013(1):198-202.

[29] 王俊芳, 刘来亭, 蔡凤英. 变性淀粉用作油脂替代物工艺条件的确定[J]. 粮食科技与经济, 2002, 27(3):35-37.

[30] IBRAHIM O S. Influence of corn and millet starches as fat substitutes on cake quality[J]. Int J Food Sci Nutr, 2016, 5(5): 352-360.

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

国家重点研发计划(2016YFD0400701-05)；湖北省技术创新专项重大项目(2016ABA085)

赵锦妆(1993)，女，硕士研究生，研究方向为食品科学(E-mail)350091495@qq.com。

徐群英，高级实验师(E-mail)xqunying@126.com。