脂肪替代物在奶酪中的应用研究进展

唐立伟?周昱婧?周芷寒 刘景 韩梅

摘 要：奶酪被称为“奶黄金”，一直以来深受人们的喜爱。但面对人们日益增长的食品健康意识，现在人们对于食品安全的要求越来越高，奶酪的脂肪含量成为人们的担忧，减脂或低脂奶酪具有很大的市场前景，更受消费者的欢迎。然而，降低或减少食品的脂肪含量会影响其感官特性，使食物口感变差、风味降低。因此，添加脂肪替代物是一个很好的方法，介绍了脂肪替代物的主要分类及近年来脂肪替代物在奶酪中存在的问题、研究前景，旨在为扩大脂肪替代物在低脂奶酪中的应用提供理论参考依据。

关键词：脂肪替代物;奶酪;应用;研究进展

奶酪在我国的发展起步较晚，在国内被称为“奶黄金”，深受人们的喜爱。随着生活质量的不断提高，人们对健康越来越重视，低脂产品的出现使得低脂奶酪的商业化生产有了非常明显的进步。为确保低脂奶酪的质构和口感尽可能不发生变化，由此脂肪替代物相继问世。国内外越来越多的研究放在脂肪替代物上，以降低奶酪中的脂肪含量，达到降脂或减脂的作用，现在更有研究从单一的添加脂肪替代品向复合型脂肪替代品发展，其发展前景十分广阔。

1 脂肪替代物研究的必要性

脂肪是生命运转的必需品，为人体提供了每日热量和必需脂肪酸，是许多风味物质和脂溶性维生素的载体[1]，对食品的感官特性如：风味、口感、质地等，有着重要的作用。在食品加工过程中，脂肪不仅具有营养功效，更改善了食品的口感，使其口感润滑、风味独特;在结构上使食品具有更好的稳定性，形成特定的组织状态。

另外，脂肪作为重要的供能物质之一其能量系数为37.3 KJ/g，是碳水化合物和蛋白质能量系数的两倍[2]。但是有研究表明，过量的摄入脂肪，会使人体的健康受到威胁，可能出现各种疾病[3-4]。鉴于此，世界卫生组织（WHO）推荐脂肪每日摄入量应该为人们日常饮食的15%～30%，饱和脂肪的摄入量应当不超过10%，并且胆固醇的摄入量应控制在300 mg/d[5]。

由于人们不断追求更为健康的生活生活方式，对于低脂食品的需求越来越高，各类低脂肪含量、低卡路里的食品越来越多。常见的低脂产品如脱脂牛奶、低脂肉制品、低脂烘焙类食品等市场需求越来越大。深受消费者喜爱的奶酪制品，其深开发产品—减脂、低脂奶酪具有很大的市场潜力。但是，直接降低食品中的脂肪含量会导致口感变差、风味降低，严重影响感官特性，目前市售低脂奶酪产品的口味及质地较传统奶酪制品要差。为改善低脂食品的感官特性，满足消费者的口味需求，脂肪替代物别越来越多的应用于现代食品加工过程中。

含有脂肪替代物的低脂奶酪有以下3方面的优点：首先，使用脂肪替代物的食品不仅保持了食品的使用特性，而且在膳食营养方面有着突出的优势;其次，脂肪替代物优良的感官特性，使人们可以在不减少食品摄入量的前提下减少总热量的摄入，降低脂肪转化量，进而预防相关疾病;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、黏度以及風味等各方面与正常乳脂含量产品相仿。

低脂奶酪的商业化生产有了非常明显的进步，尤其是在发展中国家，低脂奶酪的市场有了大幅增长。低脂奶酪热量低，很多国家对低脂奶酪的需求都较高，例如美国膳食指建议从脂肪中获取的热量应控制在总热量的30%;瑞典则是建议每天摄入的脂肪量不超过30 g。人们的需求影响着市场，作为必然结果，人们也将更加地重视奶酪市场的战略发展[7]。而且，近年来脂肪替代物的发展速度也很快，已经有很多研究将脂肪替代品运用于奶酪中，但由于此类研究起步较晚，因此在应用方面还处于初始阶段，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还任重而道远，仍需大量的研究和探索。

2 脂肪替代物的分类

脂肪替代品、脂肪模拟品是脂肪替代物的两个方向。脂肪替代品是能够完全取代脂肪的一类代脂肪产品，其性质与脂肪相似，如大豆磷脂等，是以大分子脂质合成脂肪酸酯;脂肪模拟品是以其他高分子化合物模拟脂肪性状而合成的脂肪模拟物，不能完全取代脂肪，此类物质在生产和合成过程中含有一定的水分，所以在高温下易焦化。脂肪模拟品根据来源的不同主要可以分为两类：蛋白质基脂肪替代物，如乳清、大豆及胶原蛋白等;碳水化合物基脂肪替代物，如淀粉、面粉及食品胶等。另外，脂肪替代物正由单一组成向着复合组成的方向迈进[8]。

开发脂肪替代物应该满足以下3个条件：产生的热量应该低于被代替的脂肪;能够充分再现脂肪在食品中的各种性状;无毒副作用，不在体内积累，可以被人体完全排出体外[9]。

2.1 蛋白质基脂肪替代物

蛋白质基脂肪替代物主要以乳清、大豆及胶原蛋白等蛋白质为原料，通过热处理、酶解的方法，使其形成浓厚而紧凑的质地和连续的基质，且与脂肪的结构相似。另外，制备蛋白质基脂肪替代物的主要途径为微粒化处理和高剪切处理的联合应用[10]。经过处理后的脂肪替代品具有类似脂肪的口感和组织特性，持水性和乳化性都有所改善，但是在高温下不太稳定[11]。

2.1.1 乳清蛋白

美国研发的“Simpless”制品是最早被公认为以蛋白质为基质的脂肪替代物，是以乳清蛋白为主要原料研制的一种脂肪替代物，采用了微粒化技术，加之包含一些乳化剂、抗絮凝剂等成分，使得该产品具有良好的类似脂肪的质构和感官特性[12]。

César等人[13]通过向低脂再制干酪中添加不同量的WPC低甲氧基果胶复合凝聚物（WCC），并对产品感官评价、化学成分以及流变学等方面进行分析，实验结果显示WCC添加量为50%和75%时，再制干酪的各项指标最接近于全脂干酪。在Caciotta奶酪中添加牛乳蛋白基脂肪模拟物可以在成熟奶酪的油/水界面上减少可以水合点位，但是风味结合能力不如脂肪[14]。

2.1.2 胶原蛋白

胶原蛋白是一种多糖蛋白，它外观呈现白色纤维状，质地柔韧，含有少量的半乳糖及葡萄糖。胶原蛋白经过加热后可以转化为明胶，可作为脂肪替代物用于乳制品的生产，并且具有奶油般的质构，软性奶酪有着十分广阔的应用前景。研究显示胶原蛋白能够使产品的弹性和切片性增加，并且可以赋予产品柔嫩、有嚼劲的口感[15]。

美国Kraft以黄原胶、大豆、鸡蛋、牛乳蛋白和酪蛋白等为主要原料，经过组织化处理后形成了一种纤维状蛋白质，并混合胶体等其他物质，经过浓缩和均质，形成了形状规则的蛋白质和长度小于10 μm的黄原胶碎片[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认为具有无副作用、能被消化以及普及等特点，以木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉等为主;其他如膳食纤维、多糖、纤维素、半纤维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状的润滑感和黏稠度[14]，其通过原料的吸水性，保水特性，形成凝胶结构，从而模拟脂肪。

2.2.1 淀粉基脂肪替代物

淀粉基脂肪替代物是目前种类最多的一类脂肪替代物，有将近40种淀粉可作为为基质，且具有价廉、性能好的优点。目前该类脂肪替代物主要分为两类：修饰或者改性淀粉、低DE值麦芽糊精，后者使用更广泛。由于其具有较强的凝胶能力，能够较好地模拟脂肪的质地和口感，因此FDA对其安全性充分认可[17]。

使用抗性淀粉基脂肪替代物会造成干酪硬化;当水分含量为60%时，将采用功能性纤维制作的脂肪替代物用于干酪生产，其质量优良且稳定，同时具有良好的熔融性[18]。闫波[19]研究了玉米淀粉基脂肪替代物对低脂再制干酪的关键影响，并对低脂再制干酪的质构和感官指标进行评价。通过单因素和响应面实验确定了当玉米淀粉基脂肪替代物的添加量为4.1%时，产品的感官可接受性较高。Diamantino等人[20]研究发现，辛烯基琥珀酰化（OS）蜡质玉米淀粉改善了减脂米纳斯新鲜奶酪的整体质量。添加OS蜡质玉米淀粉（0.5 g/100 mL）会导致降脂奶酪水分含量和WHC增加，并且不影响其微观结构或蛋白质的水解。

2.2.2 纤维基脂肪替代物

β-葡聚糖具有低热量值，在人体消化器官中难以被消化和吸收，体现出免疫功能特效，此类纤维素基脂肪替代物具有较强的持水能力和增加黏度的特性，能够提供奶油状的口感，因此在低脂奶酪中广泛应用。

Volikakis[21]等人在低脂奶酪中添加了燕麦β-葡聚糖，发现使用用1.4%的β-葡聚糖替代奶酪中70%的脂肪时，能够改善奶酪的质构，但随着β-葡聚糖的不断加入，奶酪的风味有所下降。Bullens研究了微晶纤维素（MCC）在低脂奶酪中的应用[22]，作为新兴的脂肪替代物，目前研究不多。微晶纤维素是一种具有较低聚合度以及较大比表面积的短棒状或粉末状多空颗粒，在高剪切力的作用下分散，与水以氢键作用形成空间三维网络结构，拥有剪切变稀的特性，作为脂肪替代物加入食品中，不会黏连糊口。

另外，糊精、果胶等作为脂肪替代物一般也可以应用在乳制品当中。

2.3 脂肪基脂肪替代物

脂肪基质的脂肪替代物也称为脂肪类似物，以脂肪酸為基础酯化物，不参与能量代谢，几乎不产生热量，在低热量的条件下能够表现出脂肪的功能特性。目前在实际的生产过程中，主要通过将各种植物或者动物油脂在乳化剂的预乳化作用下制备脂肪基脂肪替代物[23]。应用于奶酪中的以脂肪为基质的脂肪替代物的研究并不是很多，以下介绍几种可以运用于乳制品中的脂肪基脂肪替代物。

1996年保洁公司生产的Olestra由FDA初步审核通过后，各种降低热量的油脂产品接踵而至。美国Nabisca公司和Pfizer公司联合研制出Salatrim（长、短链构造甘油三酯）产品商品名为“Benefat”，其热量仅为脂肪的55%左右（约20.9 KJ/g），属于低热量甘油三酯。这款产品能够应用于乳制品等很多食品之中。但是分子中的短链脂肪酸在高温条件下容易发生水解反应，因此不适用于需要高温处理的食品中[16]。Bubén等人[24]的研究显示，奶油奶酪中添加牛至和迷迭香精油可以延长该产品的保质期，在工业上可以考虑用精油替代天然抗氧化剂，保证产品的质量。

3 复合脂肪替代物的研究

目前复合型脂肪替代物的研究以及越来越多，有研究在Kashar奶酪中添加商业植物脂肪混合物，结果发现植物脂肪会影响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，同时增加了粘性，而弹性不受影响[25]。在Mozzarella中添加两种脂肪替代物：一种直链淀粉比例高的改性玉米淀和一种α-乳球蛋白（是角叉菜和黄原胶的混合物），结果是Mozzarella的水分含量和产品的柔软度得到提高[17]。C. Lobato-Callreos等人[26]研究发现，乳化的油菜籽油和乳清蛋白浓缩物的全部或部分替代乳脂与全脂乳脂干酪的结构有所不同，当乳清蛋白浓缩物占主导地位时，蛋白质基质的结构紧密而连续;当乳化的油菜籽油占主导地位时，可形成较松散的蛋白质基质，当两者混合时，奶酪的所有品质特征都有所提高。这对进一步了解不同成分对奶酪结构的相互作用有所帮助。Gokhan Kavas等人[27]发现，蛋白基脂肪模拟物Dairy –LOTM、SimplesseD-100、碳水化合物基脂肪模拟物PerfectamylgelM B和Sati-agelME4对减脂奶酪有不同影响。感官评价结果显示：用传统工艺生产的添加了各种脂肪替代物的减脂奶酪是可以被接受的，并且没有发现不良风味和苦味。在制备的低脂奶酪中，特别是添加了Dairy -LOTM、PerfectamylgelMB和Sati-agelME4的低脂奶酪比没有添加脂肪替代物的低脂奶酪具有更高的可接受性。

4 存在问题与前景展望

我国对于脂肪替代物的研究起步较晚，与国外的商品化脂肪替代物之间还有很大的距离。但相信通过相关工作者的不懈钻研，会有越来越多广泛的商品化脂肪替代物被研制出来。

首先，应用于奶酪中的蛋白质基脂肪替代物主要采用物理方法改性，种类比较局限，以动物蛋白为主。而植物蛋白具有价格低廉、营养丰富、不含胆固醇等特点，在今后的研究中，可以充分利用谷物和豆制产品加工废水残渣中的蛋白质;一些有特殊味道的豆类蛋白，如大豆蛋白，可以利用物理、化学或生物改性方法去除，达到去腥的效果，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，对于淀粉基脂肪替代物来说，迄今为止，国外已经有很多种淀粉基的脂肪替代物产品了，在国内虽然也有不少相关研究，但尚未大范围应用于实践中。目前研究最多的是淀粉水解制备的低DE值的麦芽糊精类脂肪替代物，此类产品的研制瓶颈是如何有效得到低DE值麦芽糊精，如何有效控制DE值，并不增加成本。另外，原料的单一性也是目前的研究短板，食品种类有局限性，所以寻求价廉物美、高产的原料成为新兴研究方向[29]。如果能够通过新技术改善碳水基脂肪替代物的加工性能，并强化其食品保质期和安全性，相信碳水化合物基的脂肪替代物在食品健康领域能够做出更大贡献。

近年来对于脂肪替代物的研究不仅考虑了产品质构和感官特性方面，还在注重风味的改善、产品的可接受性、微观结构特性以及机理方面上作出了努力，并取得了一些突破。例如，在研制产品过程中运用感官评价进行产品可接受性检验和描述性分析实验，使低脂产品与全脂产品具有相同的市场竞争力;应用微观结构研究和理化特性实验及成分分析使低脂产品拥有更好的理化特性和加工贮藏特性，以延长产品的货架期。国外有研究用超声功率牛奶的热稳定化改变了奶油干酪的铺展性、粘弹性及其热稳定性，发现在TS50 W、630 min及35 ℃下奶酪的质地和流变特性状态最佳[30]。

最后，面对人们日益增长的食品健康意识，对于食品的健康性要求越来越高，力求纯天然、无污染、绿色健康的食品。因此，应尽最可能采用天然、无化学改性的物质替代脂肪，既达到降脂的目的，又满足消费者对于绿色、天然的期望和要求。

参考文献

[1]Yong R L， Yeap F L. Identification and Quantification of Major Polyphenol in Apple Pomance[J].Food Chemistry，1997（5）：187-194.

[2]刘永，周家华.碳水化合物脂肪替代品的研究进展[J].食品科技，2002（2）：40-43.

[3]Anna G. Fat Substitutes Create New Issues[J].Journal of the American Oil Chemistry Society，1988（11）：1708-1712.

[4]Keenan D F， Resconi V C， Kerry J R， et al. Modelling the Influence of Inulin as a Fat Substitute in Comminuted Meat Products on Their Physico- Chemical Characteristics and eating Quality using a Mixture Design Approach[J].Meat Sci，2014，96（3）：1384-1394.

[5]Jmens C F， Carballo F， Cofrades S. Healthier Meat and Meat Products Their Role as Functional Foods[J].Meat Science，2001，59（1）：5-13.

[6]L MA， MA atl Drake. Rheology of Full-Fat and Low-Fat Cheddar Cheese as Related to Type of FAT Mimetics[J].J Food Sci，1997，62（4）：748-752.

[7]李猛，迟涛，方景泉.低脂干酪生产工艺[J].中国乳品工业，2008，36（8）：47-50.

[8]唐曉婷，刘骞，孔保华，韩建春.脂肪替代品的分类及在食品中应用的研究进展[J].食品工业，2014，35（05）：190-195.

[9]徐毅华，曲静然.淀粉基脂肪替代物的研究应用概况[J].粮食加工，2011，36（3）：46-48.

[10]Mallika E N， Prabhakar K， Reddy P M. Low fat meet products-An overview[J].Veterinary World，2009，2（9）：364-366.

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

[12]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.

[13]César R S， Comsuelo L C， Hugo E A， et al. Viscoelastic Properties and Overall Sensory Acceptability of Reduced-Fat Petit-Suisse Cheese Made by Replacing Milk Fat with Complex Coacervate[J].Dairy Science & Technology，2012（92）：383-398.

[14]徐聃，杜宇虹，孔保华.脂肪替代品在乳制品中的研究与应用进展[J].食品科学，2006（11）：28-32.

[15]赵锦妆，周梦舟，徐群英.脂肪替代物在食品中的研究进展[J].中国油脂，2017，42（11）：157-160.

[16]Sandoval C.O， Lobato C.C， Aguirre M.E. Microstructure and texture of yogurt as influenced by fat replacers[J].International Dairy Journal， 2004（14）：151-159.

[17]徐致远，郑小平，王荫榆.脂肪替代品在乳制品中的应用现状[J].乳业科学与技术，2008（4）：191-194.

[18]孙沛然，易翠平.脂肪替代物研究进展[J].中国食品添加剂，2010（2）：167-171.

[19]闫波.玉米淀粉基脂肪替代物低脂再制干酪的研究[J].中国乳品工业，2012，40（12）：33-36.

[20]Diamantino V R， Beraldo F A. Effect of octenyl succinylated starch as a fat mimetic on texture， microstructure and physicochemical properties of Minas fresh cheese[J].Food Science and Technology，2014（56）： 356-362.

[21]Volikakis P， Biliaderis C G， Vamvakas C， et al. Effects of a commercial oat-beta-glucan concentrate on the chemical， physico- chemical and sensory attributes of a low-fat white -brined cheese product[J].Food research international，2004，37（1）：83-94.

[22]荊晓飞，王寅，崔波.碳水化合物基脂肪替代物的研究现状综述[J].山东轻工业学院学报，2013，27（1）：20-22.

[23]Brewer M C. Reducing the fat content in ground beef without sacrificing quality：A review[J].Meat Science，2012（91）：385-395.

[24]Olmedo R H. Preservation of sensory and chemical properties in flavoured cheese perpared with cream cheese base using oregano and rosemary essential oils[J].Food Sci and Technology，2013（53）：409-417.

[25]N. Dinkci. Influence of a vegetable fat blend on the texture， microstructure and sensory properties of kashar cheese[J].Grasas Y Aceites，2011，62（3）：275-283.

[26]C. Lobato- Calleros. Microstructure and texture of white fresh cheese made with canola oil and whey protein concentrate in partial or total replacement of milk fat[J].Food Research International，2007（40）：529-537.

[27]LAProw， LEMetzger. Melt Analysis of Process Cheese Spreed or Product Using a Rapid Visco Analyzer[J].J Dairy Sci，2005，88（40）：1277-1287.

[28]杨杨，张玲玲，李永祥，等.蛋白质基质脂肪模拟物制备方法及其应用的研究进展[J].中国油脂，2017，42（5）：28-33.

[29]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.

[30]Almanza J L， Gutiérrez N. Modification of the texture and rheological properties of cream cheese using thermosonicated milk[J].Journal of Engineering，2016（168）：223-230.

基金项目：上海市属高校应用型本科试点专业建设项目（第六批），上海商学院《食品微生物检验学》重点课程建设。

作者简介：唐立伟（1982—），男，上海人，硕士，助教。研究方向：功能食品开发。

通讯作者：韩梅（1985—），女，山东青岛人，博士，讲师。研究方向：乳制品。