魏新悦，刘甜甜，韩晓津，胡良焱，李 哲，路 飞

(沈阳师范大学 粮食学院，沈阳 110034)

脂肪是人体不可或缺的营养元素，为人体提供能量和热量，也是必须脂肪酸的主要来源。同时，脂肪使食品具有良好口感，带给人愉悦的感官体验。但李诗义等发现，脂肪也会导致肥胖、高血压、心血管等基础疾病，甚至会致癌。苏娅宁等调查我国几个人口大省的饮食结构，发现居民饮食普遍存在脂肪和胆固醇摄入过量的情况。如今，消费者将健康属性作为购买食品的重要指标之一。Cardonam等的研究支持这一观点，发现随着食品脂肪含量的降低，消费者的购买欲望更强。脂肪替代物具有低脂特性，完美契合目前的饮食观念和健康理念，因此研究者开始着手研究脂肪替代品。介绍对脂肪替代物的分类和研究进展，综述脂肪替代物在食品中的应用效果，为新型低脂健康食品的研发提供借鉴。

1 脂肪替代物的分类与应用

脂肪替代物是指采用物理、化学等方式以蛋白质、碳水化合物为原料进行加工变性，模拟食品中的脂肪特性，如口感、组织状态等。2019年，杨明发现脂肪替代物优点是比天然油脂更安全性、热量更低，缺点是达到一定温度会变性和焦糖化，不能溶解脂溶性维生素。受自身性质制约，脂肪替代物一般不进行高温加工。脂肪替代物共有蛋白质基质、碳水化合物基质、复合型基质3种类型。不同类型脂肪替代物的特点见表1。

表1 脂肪替代物的分类及特点Table 1 Classification and characteristics of fat substitutes

2 碳水化合物基质脂肪替代物

碳水化合物的微粒结构与水分子结合形成碳水化合物基质脂肪替代物。张慧等认为测定脂肪替代物性能的目的不是流动性与脂肪是否相似，而是探讨感官性质是否相同或相近。2020年，余振宇通过研究发现，脂肪替代物的水相结构特征可以改善三维结构凝胶，达到截留大部分水的作用，改变后润滑感和粘稠度都与奶油无异，与传统脂肪在质感和口感上高度吻合。以淀粉为基质的脂肪替代物还具有涂抹性，其味道在口腔中的保留的时间与传统脂肪相同，能更好地模拟脂肪口感。

2.1 淀粉基质脂肪替代物

2014年陈磊等发现，淀粉基质脂肪替代物分为改性淀粉和低葡萄糖值的麦芽糊精两种。同年，莫呈鹏等确认淀粉基质脂肪替代物会有凝胶结构形成，可溶的直链淀粉和支链淀粉线性链均能产生该结构。方艾虎等通过研究发现，直链淀粉可以形成40～70个葡萄糖残基的双螺旋结构，能结合聚合度大于6的短链并与支链淀粉的外侧部分通过作用结合构成微小晶体，微小晶体达到一定数量时，就会产生凝胶的网络性结构。

淀粉基质脂肪替代物广泛用于人造黄油、沙拉调味品、奶油、沙司等。2020年张建强发现麦芽糖糊精是由玉米淀粉或土豆淀粉部分水解制成的，由其制成的食品的结构，口感，稳定性、外形等与高脂肪食品相似。2020年NEUS等发现葡聚糖是一种由葡萄糖、山梨醇、柠檬酸或磷酸生成的聚合物，常用于烘烤食物中，但过多的摄入葡聚糖可能导致腹泻。周士琪等发现对含有15 g及以上葡聚糖食品敏感的人，过度摄取本产品可能引起轻微腹泻。2021年，李梦倩等发现蔗糖聚酯蛋糕的能量为1 086 kJ/100 g，比传统蛋糕少1/3。蔗糖聚酯蛋糕所含有的脂肪含量较传统蛋糕少61.1%，为7.0 g/100 g。

2021年，马兰雪发现玉米皮膳食纤维与油基脂肪均可以减少胆固醇吸收和增加排泄。2021年姜丽华等研究以淀粉为基质的脂肪替代物，并给出在面包中使用食品添加剂的意见和建议，避免由食品添加剂使用不合理产生后续效应。2017年葛林丽等对淀粉脂肪替代物原理、分类进行详细阐述和展开研究。2021年高涛等采用在制备川明参粗多糖时使用超声辅助水提醇沉法，并经纤维素柱层析和凝胶柱分离纯化得到川明参多糖主要成分。测定各阶段消化产物对消化酶活性的影响，证明该物质具备作为脂肪替代物的物理化学条件。

2.2 纤维基脂肪替代物

纤维素作为一种天然高分子物质，在再利用方面得到可持续发展。杨明认为纤维素基质模拟脂肪的机理为：纤维素多元醇的共有结构能够通过吸收水分变稠增大，形成类似脂肪的口感，由于人体内缺乏纤维素酶，不能将纤维素转化为能量值，因此可以降低能量摄入。邱爽认为纤维基质在持水性和稳定性方面表现优异。任梅君发现纤维素能促进肠胃蠕动和减少肠道不良刺激，对预防肠道癌有一定作用。

植物细胞壁中的纤维素和半纤维素具有共存关系，纤维素全部由葡萄糖单位聚合而成，而半纤维素是一种杂聚多糖，可在水中形成若凝胶结构，若采取不同的处理方式，便可模拟出脂肪效果。张斌在低脂食品开发中引入麦麸纤维素，并将其与SPI制备成混合凝胶替代20%的奶油，得到一款口感最佳的产品。赵文红等对麦麸纤维素进行提取得到脂肪替代品，用于制作稳定较高的食品。葡聚糖作为脂肪替代品，具有分子量高、提高体液免疫、清除游离基、抗辐射、溶解胆固醇等特点，可补充食品营养，以及制成抗衰老、抗辐射的功能性食品。赵孟良等的研究发现，菊粉在食品加工中结合自由水的能力强，能够保留食品风味并延长货架期。张漫莉通过试验论证酵母葡聚中最佳的添加量为0.5%，有效改善低脂乳口感，使其细腻可口、风味饱满。吕振岳等通过小鼠实验发现菊粉中?-葡聚糖能改善小鼠肠道菌群，良好代谢对消除肥胖有积极作用。余依敏探究猪肉乳化肠品质特性的影响因素，采用KGM-CUD共混凝胶代替乳化肠脂肪时，可以使乳化肠的营养价值和品质得到提高。

3 蛋白质基质脂肪替代物

蛋白质基质脂肪替代物分子将疏水基团暴露于分子表面，在改变温度条件、酸碱条件、金属盐溶液浓度等条件时，蛋白质基质不断变性后体现出油脂模拟物的结构。ERICK等将蛋清、明胶原料加热，蛋白质变性后形成小微粒，经分离、干燥、破碎工艺形成直径小于10μm的蛋白质微滴，成为适宜的奶油状脂肪替代物，感官特征绵密，光滑性与脂肪无异。张斌用电镜进行扫描后发现，凝胶颗粒有小球状和大球状两种颗粒。大颗粒包含厚厚的蛋白质外层和较薄的内部空洞区域，内部空洞临界于直径大于0.5μm和小于1.0 μm粒子中。但何桀发现这个界限并不明确，主要由较大蛋白质固体胶粒人为分割成较小颗粒。LI等利用高强度超声波改善鸡肌纤维蛋白的乳化性能，提高乳液的流变性能和稳定性，获得良好的蛋白替代物。

研究人员不断探索蛋白脂肪替代物。α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、免疫球蛋白、血清白蛋白等，在加热到72～75℃会发生变性，其中乳清蛋白有较好的溶解性、乳化性和凝胶性，在食品工业中广泛应用。郑博妍发现乳清蛋白质通过两种方法被胶化和微粒化：一种方法是调节pH，另一种方法是加热。乳清蛋白在加热变性条件先变性展开再黏合，最终蛋白质凝聚成大颗粒。蛋白质凝集粒子为15～175μm，这种大小无法再现脂肪的感官特征。所以研究人员在变性、凝集的过程中增加高速剪切工序，阻止形成大凝集粒子而保留0.1～2.0μm粒子，使其感觉特性与脂肪高度相似。张慧等将一定浓度的蛋清基脂肪添加到冰淇淋中，可很好地代替动物脂肪。

大豆蛋白氨基酸含有丰富的植物蛋白，为动物蛋白的理想替代品。孙英杰发现加工后的大豆蛋白根据蛋白质含量，分为大豆蛋白粉、大豆浓缩蛋白、SPI三种。其中，大豆浓缩蛋白和SPI表现出良好的功能特性和生物学价值，在脂肪替代品的开发中占重要席位；在低脂乳制备中，大豆蛋白的乳化性、分散性、胶凝性优势明显，在减少乳化剂的同时减少脂肪含量。

夏明静等在大豆蛋白和木材纤维素合成溶液中加入没食子酸，两者在肉末生产中具有较高的硬度、凝聚力、咀嚼性、附着力和弹性，适用性良好。杨明在大豆油中加入大豆蛋白，用来替代奶酪中的乳脂，脂肪的减少使延展性质地更加坚实，低脂奶酪中的蛋白质与多糖相互作用，质地柔软和附着力强，能改善奶酪的结构特性。雷爱玲等制备大豆分离蛋白时，与魔芋葡甘聚糖复配制成脂肪替代物，其质构和色度与脂肪没有明显差异；同时，大豆蛋白与多糖复合配方的热稳定性更好。

4 复合型脂肪替代物

复合型脂肪替代物包括单一基质复合型脂肪替代物(蛋白质基质、碳水化合物基质)和两种基质复合型脂肪替代物。单一基质复合型脂肪替代物是将牛乳复合配方鸡蛋蛋白微粒化后，得到以牛乳蛋白为基础的产品。此外，乳糖、柠檬酸、乳化剂和复合抗絮凝剂等多种组分共同作用，对改善物理和口感特性起到良好的作用。

郭畅等的课题研究小组以蛋白质为基质，通过复配制备一种复合脂肪替代品，其不仅具有油脂的外观，且持水、持油、乳化性等表现俱佳，是一种理想的脂肪替代品。脂肪替代物复合型基质比单一基质具有更好的模拟效果。两种基质复合型脂肪替代物通过蛋白质和碳水化合物的合理搭配，在功能上形成优势互补。脂肪替代品种及其复配比对食品加工和感官特性的影响，是当前研究的热点。

5 结论和展望

近年来，我国的食品行业迅速发展，但在其美味口感的背后是高热量的脂肪。富含脂肪的食品因口感良好而深受人们喜爱，但其热量高，且所含油脂类食品极易氧化变质，不符合现代营养健康的消费理念。脂肪替代物按照其基质可分为碳水化合物类、蛋白质类以及两者的复合类型：碳水化合物类的脂肪替代物主要表现为增稠性和亲水性，应用于淀粉和增稠产品中；蛋白质经微粒化处理后具有绵密的感官特性，通常被应用于奶油产品中，但脂肪替代物在较高温下容易变性和发生焦糖化反应，不适合用于高温处理食物。

目前，脂肪替代物产品的安全性和稳定性已能得到初步保证。今后努力的方向应是，通过改进应用技术将更多的脂肪替代物应用到食品中，研发更多口味的脂肪替代物。与传统的食品生产相比，脂肪替代物产品是一个全新领域，市场开发潜力巨大，具有较好的发展前景。