周艷華,王利賓,李 濤

(1.長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 長沙 410004;2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué),湖北 武漢 430070;3.湖南省食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院,湖南 長沙 410111)

脂肪作為三大營養(yǎng)素之一,與我們的生活密不可分。它除了能賦予食品柔滑細(xì)膩的口感、良好的風(fēng)味、松軟的質(zhì)地外,還在人體內(nèi)發(fā)揮著重要的生理功能,如亞油酸、亞麻酸是人體必需的脂肪酸,有些脂肪酸是脂溶性維生素、前列腺素的載體。在日常烹飪中,油脂還是傳熱介質(zhì)[1]。脂肪是三大營養(yǎng)素中含熱量最高的,每千克脂肪可以提供39.7 kJ 熱量,是碳水化合物、蛋白質(zhì)的2～3倍[2]。大量科學(xué)實驗表明,過量攝入脂肪會引發(fā)肥胖、糖尿病、心腦血管疾病等現(xiàn)代文明病。而完全去除食品中的脂肪又是不切實際的,因為那樣會嚴(yán)重影響食品的風(fēng)味、口感、質(zhì)地,大多數(shù)消費者不愿以犧牲美食為代價而獲得健康。如何既能減少食品中的油脂用量,又能使食品具有常規(guī)高脂食品同樣的色、香、味,成為整個食品界亟待解決的問題。在這種背景下,脂肪替代品應(yīng)運而生[3]。脂肪替代品是一類被添加到低脂或無脂食品中,使它們具有與同類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質(zhì)[4]。

1 脂肪替代品的分類及應(yīng)用

根據(jù)原料基質(zhì)的不同,脂肪替代品可分為代脂肪、模擬脂肪兩大類。兩者的性能如表1所示。

表1 脂肪替代品的分類和性能

1.1 代脂肪

代脂肪是以脂肪酸為基準(zhǔn)物,經(jīng)酯化后得到的具有類似油脂的物理和化學(xué)性質(zhì)的化合物。其增大的空間位阻效應(yīng)使得脂肪酶很難接近酯鍵,無法被消化、吸收,不會產(chǎn)生熱量。代脂肪由于沒有擺脫對油脂的依賴,所以性質(zhì)更接近油脂,可以完全或部分代替常規(guī)食用油脂。

1.1.1 蔗糖多酯

蔗糖多酯是蔗糖的多元醇基與脂肪酸的羧基發(fā)生酯化反應(yīng)生成的己、庚、辛酯,即酯化度n=6～8的蔗糖酯。其骨架結(jié)構(gòu)包括蔗糖和脂肪酸鏈。

蔗糖多酯進(jìn)入人體后不被消化、吸收,不會產(chǎn)生熱量,這是其作為脂肪替代品的理論依據(jù),這一功能特性被研究人員用于治療肥胖等疾病。Glueck等人[5]讓40名肥胖患者每天吃40 g 蔗糖多酯代替普通油脂,40天后,體重平均減輕3.49 kg。臨床實驗證明,蔗糖多酯可以降低血漿中膽固醇及其代謝物的水平,但不影響人體內(nèi)膽汁酸的排泄,且食用蔗糖多酯不會使血脂濃度和膽固醇濃度升高,對有高膽固醇和心腦血管疾病的人群無疑是一個福音。當(dāng)然,蔗糖多酯的副作用也不可忽視：具有脂溶性,在人體內(nèi)會將一些脂溶性維生素帶出人體;具有不可吸收性,會在人體內(nèi)形成滲透壓,引起腹瀉、肛瘺等疾病。

代表產(chǎn)品是由美國寶潔公司開發(fā)的Olestra(CAS121854-29-3)。美國食品與藥物管理局(FDA)已于1996年1月25日批準(zhǔn)Olestra作為一種新的食品添加劑，用于替代油炸食品中的脂肪。到目前為止,蔗糖多酯已被FDA批準(zhǔn)用于咸味小吃、調(diào)味香料、色拉油、蛋黃醬、人造奶油、色拉調(diào)味料、冰激凌、花生醬等食品中代替脂肪[6]。

1.1.2 結(jié)構(gòu)性脂肪

結(jié)構(gòu)性脂肪主要包括短鏈脂肪酸(SCFA)、中等長度鏈脂肪酸(MCFA)和長鏈脂肪酸(LCFA)酯化的甘油酯,可以通過化學(xué)法、酶法及酯交換法合成。中等長度鏈脂肪酸(MCFA)在高溫下非常穩(wěn)定,不易被氧化,且在0 ℃條件下不凝固，能保持清澈并維持較低黏度,同時能為食品帶來誘人的光澤、良好的風(fēng)味。另外,MCTS可像脂肪酸一樣直接被腸胃吸收,不需要脂肪酶的水解和膽汁的乳化,可以不經(jīng)過淋巴系統(tǒng)而直接與血清蛋白結(jié)合,到達(dá)肝臟。MCTS很少貯積在脂肪組織中,可以作為體力勞動者、運動員的高能飲食中的脂肪組分。

1.1.3 短鏈和長鏈?；视头肿?/p>

短鏈和長鏈?；视头肿?Slartim)是一組構(gòu)造三甘油酯的總稱,至少有1個短鏈脂肪酸和1個長鏈脂肪酸酯化到甘油上,因為短鏈脂肪酸的熱量比長鏈脂肪酸少得多,且硬脂酸不能完全被吸收,當(dāng)其在胃腸道內(nèi)被脂肪酶水解時,提供的熱值僅為常規(guī)脂肪的55%左右。Slartim含有不同鏈長的脂肪酸,具有不同的物理和生理特性,如凝固點、硬度等,可以用于生產(chǎn)不同產(chǎn)品。

代表產(chǎn)品是由Nabisca公司和Pfizer公司聯(lián)合研制開發(fā)的Benefat。該產(chǎn)品經(jīng)過FDA認(rèn)證,可以作為糖果、巧克力中脂肪的替代品。但由于Slartim含有大量短鏈脂肪酸,在高溫下不穩(wěn)定,所以不適合用于高溫油炸食品。

1.2 模擬脂肪

模擬脂肪是以碳水化合物或蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)原料,經(jīng)過物理處理,使之具有水狀液體系的物理特性,從而模擬出脂肪潤滑細(xì)膩的口感特性,但是不能耐受高溫[7]。

1.2.1 碳水化合物類

碳水化合物類脂肪替代品的原料主要包括淀粉和改性淀粉、親水膠體(卡拉膠)、谷物纖維、麥芽糊精等。這類替代品與大量水結(jié)合,形成凝膠,使其具有類似脂肪的流動性、口感和質(zhì)構(gòu),可代替脂肪并減少食品熱量,熱值一般為0～16.8 kJ/kg。喬麗娟等人[8]以秈米淀粉為原料,經(jīng)過酶水解制取脂肪模擬物,并將得到的不同DE值的秈米淀粉基脂肪模擬物添加到乳化腸中進(jìn)行研究。結(jié)果表明,秈米淀粉DE值為2.07的脂肪替代品與水以1 ∶2的質(zhì)量比添加到乳化腸中可替代其中50%的脂肪而不影響其口感。李倩倩等人[9]將低M/G型海藻酸鈉-結(jié)冷膠復(fù)合凝膠作為脂肪替代品添加到低脂雞肉丸中,脂肪替代品控制在60%以內(nèi),可明顯改善肉丸品質(zhì),同時降低肉丸的脂肪含量。

近年來,除了將單一的碳水化合物作為脂肪替代品外,還用碳水化合物復(fù)配制備脂肪替代品,以達(dá)到協(xié)同功效。如西南大學(xué)的翟小波[10]以變性淀粉9.37%、大豆分離蛋白6.56%、復(fù)配膠體0.88%為脂肪替代品,應(yīng)用于低脂兔肉灌腸中,結(jié)果表明，復(fù)合脂肪替代品可改善低脂兔肉灌腸的品質(zhì),降低脂肪和熱量,提高兔肉的蛋白質(zhì)含量和營養(yǎng)價值。阿根廷研究人員對在肉餡中添加菊粉和牛血漿蛋白以降低肉餡中的脂肪含量進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,用菊粉和牛血漿蛋白作為脂肪替代品,肉餡脂肪含量降低了20%～35%,但肉餡的感官和理化指標(biāo)并未受影響[11]。

碳水化合物類模擬脂肪雖然存在膠束感和淀粉煳味,且不能用于高溫油炸食品和溶解油溶性風(fēng)味物質(zhì),但被公認(rèn)為是食用最安全的脂肪替代品。實驗證明,除聚糊精外,所有碳水化合物類脂肪替代品都能完全被消化,故不會引起肛漏等不良反應(yīng)。目前的代表產(chǎn)品是由美國農(nóng)業(yè)部研發(fā)的Oatrim,它是由燕麥或其他谷物面粉的殘留物經(jīng)酶解獲得,可用于乳制品、甜點、麥片中。

1.2.2 蛋白質(zhì)類

蛋白質(zhì)類脂肪替代品的原料主要包括牛奶蛋白、雞蛋蛋白、乳清蛋白、大豆蛋白、明膠和小麥蛋白等。其形成方式主要有兩種:第一種是微?；饔?即蛋白質(zhì)受熱凝聚,經(jīng)過微?；幚砗螅龎K形成細(xì)小球形的顆粒,其細(xì)度小于舌部的敏感范圍;第二種是添加其他配料,通過乳化和分子間形成氫鍵而形成。

Angor等人[12]以卡拉膠、大豆蛋白為基質(zhì)制備脂肪替代品,再輔以磷酸鈉,添加到牛肉餡餅中,部分替代牛肉中的脂肪,并對加工前后牛肉的口感、質(zhì)構(gòu)、理化指標(biāo)進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示,將卡拉膠、大豆蛋白脂肪替代品和磷酸鈉按0.5%、1.5%和0.5%的比例添加,得到的牛肉餡餅質(zhì)量最佳。盧蓉蓉等人[13]對以乳清蛋白為基質(zhì)制備脂肪替代品的微粒化工藝進(jìn)行了研究,粒徑分布分析發(fā)現(xiàn),微?；幚砗?0%的顆粒在10 pm左右；超微結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),微?；幚砗蟮牡鞍踪|(zhì)凝膠表面變得光滑、柔軟,可以模擬脂肪的特性。乳清蛋白脂肪替代品的最佳微?；に嚄l件為轉(zhuǎn)速12 000 r/min,處理時間5 min。

蛋白質(zhì)類模擬脂肪的缺點是會掩蓋食品的某些風(fēng)味,不能用于油炸食品,保存的時間較短且對此過敏的人群不能食用,但這類物質(zhì)熱值較低,且很安全,多被用于乳制品、色拉調(diào)味料、冷凍甜點心、人造奶油等中。目前的代表產(chǎn)品是由美國Natra-Sweet公司生產(chǎn)的Simplesse,它是由乳清蛋白和雞蛋白濃縮物制成的,于1990年通過GRAS認(rèn)證,可以用于冷凍點心制品,1994年被允許用于酸奶、涂抹干酪中。

2 脂肪替代品存在的問題

脂肪替代品經(jīng)過一系列坎坷,飽受質(zhì)疑才發(fā)展到今天。雖然在一定程度上達(dá)到了人們最初研究的目的,但仍存在很多問題。

安全性讓人擔(dān)憂。如寶潔公司雄心勃勃推出的Olestra,由于存在一些副作用,上市后不但一直不受消費者歡迎,而且還遭到越來越多學(xué)者的反對。

品質(zhì)特性難以與傳統(tǒng)油脂相比。目前還沒有一種脂肪替代品可以完全代替脂肪,如蛋白質(zhì)或碳水化合物類脂肪替代品存在不耐高溫、風(fēng)味差等缺點。

研發(fā)及生產(chǎn)成本較高。脂肪替代品雖已研發(fā)多年,但高昂的價格限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

消費者對脂肪替代品缺乏了解或存在偏見,也在一定程度上阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展。

3 解決脂肪替代品現(xiàn)存問題的對策

針對脂肪替代品存在的以上問題,筆者提出幾點對策,希望對脂肪替代品的研究有所幫助。

脂肪替代品作為食品,要將安全性放在第一位。對開發(fā)出的新產(chǎn)品,要加大毒理性方面的實驗,充分評估其對人體造成的潛在危害。

改善原料配比,研究脂肪替代品對食品風(fēng)味和貨架期可能產(chǎn)生的影響。

加大研發(fā)投入,改進(jìn)生產(chǎn)工藝,有效降低代用脂肪的生產(chǎn)成本,同時加大宣傳力度,使其能被更多消費者接受。