過(guò)多攝取富含脂肪的食品嚴(yán)重危害人體健康，并與肥胖癥，高血壓、動(dòng)脈硬化和冠心病密切相關(guān)。因此，低脂肪膳食一直為營(yíng)養(yǎng)學(xué)家所倡導(dǎo)，食品逐漸向脫脂、低脂方向發(fā)展。消費(fèi)者對(duì)脂肪含量非常敏感，但又無(wú)法接受無(wú)脂食品的粗糙口感。于是，脂肪替代物便應(yīng)運(yùn)而生。

脂肪替代物的研究起步較晚，但發(fā)展很快，到目前為止，已形成了多種脂肪替代物。優(yōu)質(zhì)的脂肪替代物不僅能最大限度的降低食品中的脂肪含量，而且能盡可能的保持甚至改善原有食品的感官品質(zhì)，制得的產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)都非常接近高脂產(chǎn)品，與傳統(tǒng)產(chǎn)品在外觀(guān)、鳳味、口感以及總接受性方面無(wú)明顯差異。

脂肪替代物一般分為單一脂肪替代物和復(fù)合脂肪替代物，其中單一脂肪替代物又可以分為脂肪代替品和脂肪模擬物兩大類(lèi)。脂肪替代品是以脂質(zhì)為原料的脂肪替代物，可以1:1代替食品中脂肪。

脂肪模擬物是指一般以蛋白質(zhì)或者碳水化合物為原料制備的能夠模擬脂肪的理化、質(zhì)地和感官特性的脂肪替代物，其模擬脂肪主要通過(guò)以下兩種途徑代替脂肪，（1）由于蛋白質(zhì)和碳水化合物都是能夠本身產(chǎn)生特征性的物理化學(xué)和感官特性的大分子，二者可以通過(guò)保持其自身的不規(guī)則形態(tài)模擬脂肪；（2）蛋白質(zhì)和碳水化合物能夠自然或者加工形成大小和形狀與脂肪球和乳狀液滴相類(lèi)似的規(guī)則的球狀微粒，從而用于模擬脂肪。

1、脂質(zhì)基脂肪代替物

脂肪替代品的生產(chǎn)拉開(kāi)了食物中替代脂肪研究的序幕，脂肪替代品是以脂肪酸為基質(zhì)通過(guò)酯化反應(yīng)制成的一類(lèi)物質(zhì)，此類(lèi)脂肪替代物通常不會(huì)被脂肪酶分解，從而不被人體吸收，具有極低的能量。由于其本身是油脂，具有和脂肪相似的物理和結(jié)構(gòu)性質(zhì)，具有優(yōu)良的親油性和熱穩(wěn)定性，有利于在油炸或烹飪過(guò)程中維持食品的口感、風(fēng)味和形態(tài)。

從添加效果來(lái)看，脂肪替代品可以代替全部脂肪，且種類(lèi)豐富，制備簡(jiǎn)單，還可以根據(jù)個(gè)人健康情況選擇合適的脂肪替代品，因此是理想的脂肪代替物，比較典型的脂肪代替品有Olestra （蔗糖聚酯）、Salatrim （長(zhǎng)、短鏈甘油三脂）、Caprenin （中、長(zhǎng)、超長(zhǎng)鏈三甘酯） 等。

Olestra是由蔗糖和食用油脂（ 如大豆油、玉米油等） 中的長(zhǎng)鏈脂肪酸合成的六、七、八酯的混合物，具有在高溫下穩(wěn)定的特點(diǎn)，可被應(yīng)用于油炸食品中，且Olestra含脂肪酸較多，消化酶不能接近脂肪酸的支鏈，使其具有不被人體吸收的特性，因此不會(huì)增加人體的熱量。Olestra無(wú)毒、無(wú)致癌性、遺傳毒 性及致畸性，既不被機(jī)體吸收也不被代謝，但可能與胃腸道癥狀有關(guān)，如痙攣或松便。

此外，研究發(fā)現(xiàn) Olestra 影響脂溶性維生素的吸收，但不影響水溶性營(yíng)養(yǎng)素的吸收。在Olestra 經(jīng) FDA 審核通過(guò)后，Salatrim、Caprenin 等脂肪基脂肪替代物相繼問(wèn)世。Salatrim 是由食用植物油（ 大豆油、菜籽油、花生油、葵花油等） 與三醋酸甘油脂經(jīng)酯交換進(jìn)行分子重排制得的，熱量約為脂肪的55 %，但在高溫條件下不穩(wěn)定。Caprenin 是經(jīng)酯交換處理的甘油三酯，能量約為普通脂肪的一半，多應(yīng)用于糖果巧克力的制造中。

2、蛋白質(zhì)基脂肪模擬物

蛋白質(zhì)基脂肪替代物是以天然高分子蛋白質(zhì)為原料，通過(guò)熱處理、酶解等方法獲得的能夠模擬脂肪特性的脂肪替代品。蛋白質(zhì)本身具有良好的凝膠特性、乳化特性等功能特性使其適合替代脂肪，而改性后的蛋白質(zhì)的這些特性能夠得到提高。因此，熱處理等物理改性、化學(xué)改性和酶解改性的方法常用于制備蛋白質(zhì)基脂肪模擬物。

化學(xué)改性大多通過(guò)改變蛋白質(zhì)表面電荷，導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)伸展，疏水基團(tuán)暴露，從而改善其功能特性。其中，糖基化改性的蛋白質(zhì)在脂肪替代物方面具有很大潛力，因?yàn)樘腔磻?yīng)后引入多糖導(dǎo)致疏水性改變，使蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)舒展，柔性增強(qiáng)，且在乳化過(guò)程中吸附在油水界面，降低界面張力，從而提高了溶液的乳化性和起泡性。

酶解改性能夠很好的提升蛋白質(zhì)的乳化性使其應(yīng)用于乳制品中，但由于此法具有較多限制條件，目前還未有成熟的技術(shù)制備脂肪模擬物。經(jīng)處理的蛋白質(zhì)具有更緊湊且連續(xù)的基質(zhì)，產(chǎn)生類(lèi)似于脂肪的結(jié)構(gòu)，持水性和乳化性均有所改善，可以模擬脂肪的口感和組織特性，但在高溫下較不穩(wěn)定。

常用的蛋白質(zhì)基脂肪替代物有乳清蛋白、膠原蛋白、大豆蛋白等。乳清蛋白是奶酪生產(chǎn)過(guò)程中得到的副產(chǎn)品，具有類(lèi)似的風(fēng)味特征，因此多用于乳制品加工中，而膠原蛋白和大豆蛋白則多用于肉制品加工中。

3、碳水化合物基脂肪模擬物

相比于脂肪，碳水化合物不會(huì)對(duì)血脂水平產(chǎn)生不利影響，也不會(huì)增加患心臟病或其他代謝疾病的風(fēng)險(xiǎn)，并且碳水化合物相比于脂肪具有更低的能量系數(shù)。因此，從健康角度來(lái)看，以碳水化合物作為基質(zhì)模擬脂肪是一種可行的方法。

天然或改性淀粉具有獨(dú)特的理化特性，包括增稠、黏性流動(dòng)、膨化、持水和形成凝膠，在天然淀粉中有些淀粉球與脂肪球有相似的大小和形狀，這樣的性質(zhì)使得這些淀粉球可以分散到食物體系中并產(chǎn)生與脂肪球類(lèi)似的感官特征。

為了適應(yīng)食品工業(yè)中多樣的加工條件，人們對(duì)天然淀粉進(jìn)行改性，如交聯(lián)淀粉、酸或酶水解淀粉等。在淀粉分子上引入官能團(tuán)形成新的化學(xué)鍵，從而使淀粉交叉連接起來(lái)?；瘜W(xué)交聯(lián)使得淀粉分子間形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高淀粉的黏度、凝膠、熱穩(wěn)定性等，此外交聯(lián)改性淀粉的消化率較天然淀粉低，可以進(jìn)一步降低食品的熱值。水解制得的改性淀粉如麥芽糊精，具有較強(qiáng)的持水能力，使其在食物體系中與水作用形成凝膠，從而起到脂肪替代的作用。

4、復(fù)合脂肪替代物

復(fù)合脂肪替代物是通過(guò)不同種類(lèi)原料來(lái)源物質(zhì)根據(jù)一定比例通過(guò)物理或者化學(xué)方法復(fù)合，協(xié)同發(fā)揮脂肪替代作用，互相彌補(bǔ)缺陷的脂肪替代物。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)將一些按較佳配方制備的復(fù)合脂肪替代物能夠具有更全面的脂肪類(lèi)似性質(zhì)，并較單一脂肪替代物更接近全脂甜品的產(chǎn)品。

①    蛋白質(zhì)—多糖復(fù)合脂肪替代物

復(fù)合脂肪替代物通常選用蛋白質(zhì)和多糖為原料，通過(guò)共價(jià)作用和非共價(jià)作用進(jìn)行制備。其中共價(jià)復(fù)合的復(fù)合脂肪替代物可以通過(guò)酶促交聯(lián)、化學(xué)交聯(lián)和糖基化反應(yīng)進(jìn)行結(jié)合，共價(jià)復(fù)合的脂肪替代物一般比非共價(jià)復(fù)合的脂肪替代物更加穩(wěn)定，但由于共價(jià)復(fù)合過(guò)程中酶促交聯(lián)法的酶具有特異性，對(duì)底物具有特定的結(jié)合位點(diǎn)；同時(shí)糖基化反應(yīng)主要依托于美拉德反應(yīng)，此反應(yīng)需要多糖具有所需的酯結(jié)構(gòu)，所以共價(jià)復(fù)合制備的脂肪替代物對(duì)于原料的選擇不具有普適性。非共價(jià)復(fù)合的復(fù)合脂肪替代物主要通過(guò)共混復(fù)合方式進(jìn)行制備。

共混復(fù)合利用帶不同電荷的蛋白質(zhì)和多糖主要通過(guò)靜電相互作用制備，具有操作簡(jiǎn)單高效的優(yōu)勢(shì)，是使用較多的制備復(fù)合脂肪替代物的方法。有研究表明帶陰離子果膠可以與微粒化乳清蛋白顆粒（MWP）表面帶正電荷的蛋白質(zhì)緊密相互作用制備的復(fù)合脂肪替代物，在脂肪模擬物中，MWP均勻分布在由果膠分子形成的穩(wěn)定三維網(wǎng)絡(luò)中。

此外，復(fù)合脂肪替代物具有良好的功能特性，在一定pH條件下蛋白質(zhì)和多糖之間產(chǎn)生靜電吸引力導(dǎo)致蛋白質(zhì)的多肽鏈展開(kāi)，從而改變其在油水界面的吸附量，進(jìn)而提高乳化性和乳化穩(wěn)定性。

②    油凝膠及乳液凝膠

除上述由蛋白質(zhì)和多糖復(fù)合制備的水凝膠外，液相為油的油凝膠和乳液凝膠在低脂食品開(kāi)發(fā)中具有很大潛力。凝膠油作為結(jié)構(gòu)化油，既能夠保持液體油原本的化學(xué)特性，減少食品中有害的飽和脂肪，又可以制備更穩(wěn)定、具有較長(zhǎng)保質(zhì)期的食品。其中，油凝膠是液體油通過(guò)使用少量一種或多種有機(jī)凝膠劑被包裹在三維網(wǎng)絡(luò)中，從而形成具有粘彈性和疏水性的半固體體系，其一般采用直接凝膠法和間接凝膠法制備。

其中，直接凝膠法是有機(jī)凝膠劑通過(guò)結(jié)晶或自組裝形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包裹液體油從而制成凝膠。間接凝膠法利用蛋白質(zhì)、多糖的聚合物，如黃原膠和羥丙基甲基纖維素、大豆蛋白和 κ-卡拉膠等在含水溶劑中形成網(wǎng)絡(luò)捕獲液體油，從而使油凝膠化，通常包括乳液模板法、泡沫模板法和溶劑交換法。

乳液凝膠的制備通常包括制備乳液和將乳液轉(zhuǎn)化為凝膠兩個(gè)步驟。首先，制備乳液通常加入蛋白質(zhì)及其聚集體、多糖、蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物等乳化劑避免乳液出現(xiàn)不穩(wěn)定機(jī)制。其中蛋白質(zhì)和多糖經(jīng)常一起使用，二者通過(guò)共價(jià)相互作用或非共價(jià)作用連接后覆蓋在液滴表面，或者二者通過(guò)靜電相互作用、氫鍵和疏水相互作用非共價(jià)鍵制備成膠體納米顆粒形成穩(wěn)定的 Pickering 乳液。

其次，針對(duì)不同的原料通過(guò)熱處理、酶交聯(lián)和添加離子等處理將乳液轉(zhuǎn)化為固體狀凝膠。其中最常用的方法是熱處理，加熱使蛋白質(zhì)充分變性膨脹，疏水基團(tuán)和羥基被暴露，然后通過(guò)疏水相互作用和氫鍵形成網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)。復(fù)合脂肪替代物的功能特性并不是由各組成原料的簡(jiǎn)單累加，而是存在多個(gè)原料間協(xié)同或者抗拮的作用。

因此，研究復(fù)合替代物的原料的選擇、復(fù)配比例和復(fù)合機(jī)制等將成為確保脂肪模擬物模擬脂肪發(fā)揮較佳效果的關(guān)鍵，同時(shí)為脂肪替代物在食品中的應(yīng)用提供更多的可能性。

參考資料：

[1]張璨,楊楊,馬春敏,等.脂肪替代物在乳制品中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J/OL].中國(guó)食品學(xué)報(bào),1-11[2024-11-25].

[2]楊璇,孫子惠,曹崇江,等.食品中脂肪替代物的研究進(jìn)展[J].糧食與油脂,2022,35（12）:26-29.

作者簡(jiǎn)介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學(xué)碩士，現(xiàn)就職于國(guó)內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事?tīng)I(yíng)養(yǎng)食品的開(kāi)發(fā)與研究。