1.2　低脂食品的概念及其開發現狀

脂肪在食品加工過程以及產品的營養功效中都起著重要作用，它不僅賦予食品潤滑口感、獨特風味、特定組織狀態和良好穩定性，而且是人體必需脂肪酸的來源及脂溶性維生素的載體，同時食物中的脂肪可以提供能量，是人體獲得能量的重要來源之一。另外，脂肪不僅對食品的感官性質有重要影響，而且在保持自身風味的同時，也對其他香料的濃度、持久性和平衡產生一定的影響。

已有研究表明高脂肪膳食能夠引起肥胖以及心腦血管疾病的發生。鑒于這些問題，許多國際機構（其中包括WHO）推薦指出，每日膳食中由脂肪供給的能量應為總能量的15%～30%，并且膽固醇的攝入量應該限制在300mg/d以下。美國農業部在不斷增長的肥胖人群比例和與之相關的健康風險評估中，建議盡量降低日常飲食中的脂肪攝入量。但是，降低食品中的脂肪含量會對食品的感官性質產生影響，使產品口感粗糙、風味降低，從而影響了消費者對產品的接受性。因此，為了滿足消費者的需要，研究人員開發出脂肪替代品，使其在食品加工中具有廣泛的用途。首先，脂肪替代品能夠全部或者部分替代食物中的油脂，能夠很好地保持食物的食用特性；其次，脂肪替代品在人們食用過后，攝入的總能量始終處于低水平，使體內沒有多余的能量轉化成脂肪，能夠起到真正的瘦身、減肥的目的，進而預防多種疾病的發生。脂肪替代品通常可以根據它們的構成進行分類，主要包含：①蛋白質基質脂肪替代品，比如乳清蛋白、大豆蛋白以及膠原蛋白等；②碳水化合物基質脂肪替代品，比如淀粉、面粉以及食品膠等；③脂質基質的脂肪替代品，比如具有乳化作用的大豆卵磷脂等。目前，脂肪替代品正從單一組分向著復合成分的方向發展。

1.2.1　低脂食品的分類

低脂食品中的脂肪替代品是一種具有脂肪的物理性質和感官性質，能被人體消化和吸收，但提供低能量或者不提供能量的物質。通常情況下，脂肪替代品主要包括脂肪模擬物（能夠模擬一些脂肪特性，但不是全部的特性）、脂肪替代物（不產生能量或產生較少能量，同時對感官特性無影響）以及脂肪類似物（分子的物理性質類似于脂肪，但是含有少量或者不含有能量）。

1.2.1.1　基于脂肪模擬物的低脂食品

脂肪模擬物主要以蛋白質或碳水化合物為基質，添加在食品中以模擬脂肪的部分特性。蛋白質基質脂肪模擬物主要是通過物理、化學方法對底物蛋白質進行處理，通過改變其粒徑、乳化性及持水性等特點來制備模擬脂肪。但是，蛋白質通常會在高溫條件下發生變性，使得蛋白質基質脂肪模擬物在高溫煎炸食品中的應用受限；另外，蛋白質有可能結合一些風味物質，從而降低或者改變食物的風味。因此，蛋白質基質脂肪模擬物的添加具有更高的體系特異性，不僅僅與所使用蛋白質來源，更與食品配方中其他成分有關。

碳水化合物基質脂肪模擬物在使用過程中會形成凝膠，從而吸收大量水分，達到改善水相結構特性的目的，進而產生類似于脂肪的流動性和潤滑性。碳水化合物基質脂肪模擬物同樣不能用于高溫制品中，且其較高的持水量使得制品中的水分活度提高，縮短了貨架期。

1.2.1.2　基于脂肪替代物的低脂食品

脂肪替代物與主要模擬脂肪物理性狀的脂肪模擬物相比，更傾向于在減少能量攝入的情況下，保持食品原有的風味、口感、香氣、總體可接受性等感官性狀。脂肪替代物的制備主要以蛋白質或碳水化合物為主，同時結合多種其他物質，最終制成針對于不同制品的脂肪替代品，使得最終產物與全脂制品感官性質基本相同。但是，由于配方常常具有一對一的相應性，使脂肪替代物的應用受到了一些限制。

1.2.1.3　基于脂肪類似物的低脂食品

脂肪類似物，也稱為脂肪基質脂肪替代品。添加脂肪類似物的低脂食品在降低能量的同時得到了與全脂制品相似的理化性質，同時飽和脂肪酸含量降低，不飽和脂肪酸含量升高。脂肪類似物的代表產品為美國Procter & Gamble公司生產的蔗糖聚酯，它是由蔗糖與含有8～12個碳的脂肪酸發生酯化反應形成的蔗糖酯的混合物，其中蔗糖的6～8個羥基被酯化。蔗糖聚酯的物理特性、功能及應用要視其脂肪酸的類型而定，用類似于通常油脂所含脂肪酸制得的蔗糖聚酯，其物理特性與油脂很類似。由于蔗糖聚酯不被人體消化和吸收，所以不提供任何能量。但是，蔗糖聚酯很容易引起肛漏和滲透性腹瀉，并影響脂溶性維生素和其他營養素的吸收。

1.2.2　低脂食品的開發現狀

1.2.2.1　蛋白質基質低脂食品的開發現狀

主要以雞蛋、大豆、乳清、膠原蛋白等蛋白質為原料，通過熱處理、酶解等方法改變其三級結構，同時改變蛋白質的凝膠性及持水性，使其與脂肪的結構更為相像。目前，微粒化處理和高剪切處理的聯合應用，是制備蛋白基質脂肪替代品的最主要的途徑。

（1）乳清蛋白　乳清蛋白作為分離自全脂乳的乳制品成分，相較于碳水化合物基質的脂肪模擬物，常用于酸奶、干酪、冰激凌等加工乳制品中，其中濃縮乳清蛋白（whey protein concentrate，WPC）更為常見。盧蓉蓉等優化了乳清蛋白WPC-80為基質制備脂肪替代品的工藝，在轉速12000r/min，處理時間為5min時得到凝膠表面光滑、柔軟的脂肪替代品。隨后，以此脂肪模擬物替代冰激凌中25%的脂肪。隨著脂肪替代率的增加，冰激凌漿料膨脹率增大，抗溶性和硬度下降，制得的低脂冰激凌的各項感官指標與中脂冰激凌相當。當替代全部脂肪時，所制得的無脂冰激凌也有較好的感官接受性。Calleros等將WPC作為脂肪替代品加入酸奶中顯現出了和全脂酸奶較相近的流變性和黏彈性。Hale等將乳清蛋白與玉米淀粉以2:1的比例水解、重構后制成脂肪模擬物，并且應用添加至餡餅中，不僅提高了出品率，并且提高了產品的總體可接受性。Komatsu等將菊粉、乳清蛋白及乳脂按照不同比例制備脂肪模擬物并添加到番石榴慕斯（一種糕點）中，其中乳脂:菊粉:乳清蛋白為1:1:1時效果最佳，顯著降低了總脂肪和飽和脂肪的含量，同時對感官無明顯影響。Cesar等人將乳清蛋白-低甲氧基果膠復合凝聚物以不同添加量添加到低脂再制干酪中，對其化學成分、流變學和整體的感官接受性進行評估比較，結果表明，添加50%和75%低甲氧基果膠復合凝聚物對再制干酪的感官性質以及狀態和全脂干酪基本相似。從這些文獻可以看出，將乳清蛋白與其他成分相結合制取脂肪替代品，能夠取得良好的效果。

（2）大豆蛋白　應用具有較高營養價值及較多功能性質的大豆蛋白來制備脂肪替代品的研究相對較少，主要原因是大豆蛋白的豆腥味大大限制了其在食品中的應用。但隨著脫腥技術的發展和應用，使得以大豆蛋白為基質的脂肪替代品成為未來的發展方向。除此以外，大豆蛋白的高蛋白、低脂肪、低膽固醇的特點，使其具有制備優質脂肪替代品的巨大潛力。Berry等發現添加大豆分離蛋白的低脂牛肉餡餅具有和全脂牛肉餡餅基本相似的感官特性，而且添加大豆分離蛋白的樣品具有最小的蒸煮損失。Ahmad等研究發現，將大豆分離蛋白混入低脂水牛肉乳化香腸中能夠顯著改變產品的感官和質構性質（彈性、硬度、咀嚼性、回復性和黏彈性等）。Heywood等將組織化大豆蛋白加入牛肉餡餅中，研究發現30%的添加量明顯提高了牛肉餡餅的硬度。Angor等發現在牛肉餡餅中添加組織化大豆能夠提高肉餡的持水力和蛋白質含量，卻在一定程度上降低了低脂牛肉餡餅的風味，但將組織化大豆蛋白與卡拉膠、磷酸三鈉的混合物添加到樣品中時，大大改善了制品的風味。可見，對于大豆蛋白這種特殊的性質，要經過更多的加工處理，并與其他成分進行結合利用，才能避免單獨使用大豆蛋白時給產品感官方面帶來的負面影響。

（3）膠原　膠原是在肌纖維周圍形成結構的蛋白質，并將動物體內的肌肉聯結起來。經加熱水解成明膠，其蛋白質含量約為85%。由于其較好的結合水的能力及與肉品蛋白的兼容性，常常用在肉制品中作為脂肪替代品。同時，明膠作為動物皮、韌帶和骨頭熬制后得到的水溶性蛋白的混合物，也可產生奶油般的質構，作為奶油生產中的脂肪替代品。但膠原蛋白中必需氨基酸的缺乏往往限制了其在食品中作為脂肪替代品的替代量，使得膠原蛋白常以復合體系作為脂肪替代品進行應用。

劉賀等以明膠和阿拉伯膠為原料通過相分離反應制備的脂肪替代品替代低脂蛋黃醬中60%的脂肪，仍不影響產品的感官性質，通過添加黃原膠0.04%、卡拉膠0.05%，則可以使低脂蛋黃醬的稠度和全脂蛋黃醬相當。Choe等將豬皮和小麥纖維復合制備PSMF（protein sparing modified fast）作為脂肪替代品添入法蘭克福香腸中，含有20%PSMF的香腸樣品降低了50%脂肪、32%能量，同時減少了39.5%的蒸煮損耗。高含量的PSMF形成了更穩定的乳狀肉，并提高了硬度、黏合度、咀嚼性等性質，在色度、風味、多汁性等方面沒有發現顯著性差異，可見PSMF的添加明顯改善了低脂肉制品的質量特性。

1.2.2.2　碳水化合物基質低脂食品的開發現狀

碳水化合物基質脂肪替代品主要包括改性馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、大米淀粉、燕麥淀粉等，另外纖維、樹膠及多糖也經常被使用。大多數的碳水化合物基質脂肪替代品通過吸水形成類似凝膠的結構來模擬脂肪。

（1）面粉和淀粉　面粉和淀粉具有較好的結合水及持水性，使其常被作為脂肪替代品使用。Ma等將酶解的玉米淀粉作為脂肪替代品添入蛋黃醬中，發現降脂（60%）蛋黃醬具有和全脂樣品相似的感官性質。Liu等利用改性馬鈴薯淀粉（2%、4%）作為降脂（5%、15%）牛肉香腸中的脂肪替代品，使得總能量降低了15%～49%，含有15%脂肪和2%馬鈴薯淀粉的香腸與對照樣（30%）具有相似的硬度。Tao等將涼粉草膠和大米粉復合物作為脂肪替代品添加進中國廣式香腸中，發現添加有脂肪替代品的樣品，乳化穩定性和持水能力均優于其他樣品，且總體可接受性與全脂香腸相似。Sipahioglu等將改性木薯淀粉和卵磷脂以1:5的比例作為脂肪模擬物添加進干酪中，改性木薯淀粉和卵磷脂的復合物改善了降脂和低脂干酪的風味、質構和總體可接受性。

（2）纖維　纖維主要來自大米、燕麥、大麥、玉米等作物，作為脂肪替代品添加至低脂制品中可以提高出品率并改善質構，但大量的纖維易導致低脂制品含水量減少及口感下降等問題，使得纖維常被用作與蛋白質、膠體等物質結合制備復合脂肪替代品。Yilmaz分別將黑麥麩、燕麥麩、小麥麩作為脂肪替代品（5%、10%、15%、20%）添加到低脂肉丸中，結果表明添加有脂肪替代品的樣品，明顯降低制品中反式脂肪酸含量，而且添加量達到20%時，仍具有較高的總體可接受性。Talukder分別將小麥麩和燕麥麩作為脂肪替代品（5%、10%、15%）添至雞肉餡餅中，發現在顯著降低制品中飽和脂肪酸含量的同時，對于感官性質無不良影響。Toutt等將膳食纖維、淀粉和葡聚糖的混合物添加到10%脂肪含量的牛肉丸子中，發現與20%脂肪含量的制品具有相似的質構，但是對于多汁性沒有顯著改善。

（3）食品膠　食品膠主要包括卡拉膠、黃原膠、瓜爾膠、槐豆膠、褐藻膠、黃原膠等。Xiong等研究發現，含有槐豆膠和黃原膠的牛肉香腸相較于空白樣品來說，具有更好的感官性質。Michaela等將κ-、ι-卡拉膠（0.05%、0.15%、0.25%）分別加入再制干酪（45%、50%）中，發現相較于κ-卡拉膠，ι-卡拉膠對再制干酪黏彈性的影響更為顯著，同時能夠顯著降低制品的粗糙感。Bigner等將0.5%ι-卡拉膠和10%水分混合添至低脂牛肉餡餅中，得到與全脂樣品相似的多汁性和柔韌性。但由于添加食品膠的低脂制品中含有更高的水分，使得其相較于全脂制品更容易產生腐敗變質。Brewer等將卡拉膠、淀粉和磷酸鹽混合添加至低脂牛肉餡餅中，大大降低了蒸煮損耗，同時對制品的感官性質有一定的促進作用。

（4）菊糖　菊糖在有水存在的情況下能夠形成一種特殊的凝膠，以修飾產品質構得到一種類似脂肪的口感。菊糖相較于纖維具有較高的水溶性，使其應用范圍變得十分廣泛。Mendoza等將菊糖作為脂肪替代品添至低脂發酵香腸中，結果表明，添有菊糖的香腸與高脂香腸具有極其相似的柔韌度、延展性和黏性。Arango等將菊糖作為脂肪替代品添入牛乳中，發現6%的添加量提高了接近30%的出品率。Alvarez等將菊糖添加至低脂肉糜中（5%脂肪含量），研究結果表明，添加有菊糖的處理組能夠顯著消除由于脂肪含量降低對制品的質構所產生的負面影響。Tomaschunas等將菊糖、柑橘纖維和部分大米淀粉的復合物作為脂肪替代品添加至低脂香腸中，研究發現添加脂肪替代品的低脂香腸油膩感明顯降低，但是其質構和總體可接受性得到了顯著提高，而且被消費者廣泛接受。Tarrega等將長鏈菊糖和短鏈菊糖以不同比例（25:75，50:50，75:25）混合添至低脂奶油中，結果發現長鏈菊糖:短鏈菊糖以50:50比例添加時，能夠得到和全脂樣品相似的濃稠狀態，并且在此基礎上添加λ-卡拉膠復配后，能夠得到比全脂奶油更為濃稠的產品。

1.2.2.3　脂肪基質低脂食品的開發現狀

脂肪基質脂肪替代品即脂肪類似物，在提供低熱量的條件下，表現出脂肪的功能特性和加工特性。在實際生產中，可以將各種植物或者動物油脂與乳化劑經過預乳化作用，來制備脂肪基質脂肪替代品。其中利用的油脂主要包括菜籽油、亞麻籽油、橄欖油、葵花油、大豆油、魚油等，而常用的乳化劑主要包括大豆蛋白、乳清蛋白、酪蛋白酸鈉、蛋黃粉、豌豆蛋白、羽扇豆蛋白等。

Youssef等將經過大豆分離蛋白、酪蛋白酸鈉、乳清分離蛋白預乳化后的菜籽油添加到低脂牛肉餡中，研究發現利用酪蛋白酸鈉預乳化的菜籽油能夠顯著提高牛肉餡的硬度，并降低了蒸煮損失。Herrero等分別用大豆分離蛋白、酪蛋白酸鈉乳化橄欖油作為法蘭克福香腸中的脂肪替代品，發現乳化后橄欖油的添加顯著改善了香腸包括硬度、彈性、黏結性、咀嚼性等質構特性。另外，脂肪基質脂肪替代品不僅僅提高低脂產品的質構特性，而且能夠作為一種功能性物質應用于食品加工中。Mehdi等將魔芋膠與橄欖油復合添加到低脂香腸中，研究發現香腸中的微生物和生物胺含量增長相對緩慢，同時制品的貨架期顯著延長。