杨富民， 朱妍丽

(甘肃农业大学 食品科学与工程学院， 甘肃 兰州 730070)

乳脂肪是影响乳制品质地、风味和感官的主要因素。干酪以酪蛋白网状结构为主要基质，脂肪、水分、矿物质及其他成分填充在网状结构中。其中，脂肪作为填充剂为干酪提供柔软的质地，赋予干酪滑腻的口感，是干酪理化特性的重要组成部分[1]。不同大小的脂肪球以结构破坏物或结构填充物的形式存在，作为填充剂和增塑剂，脂肪可以增加干酪的流动性并降低酪蛋白基质的密度和连续性。干酪中的脂肪含量较多时，脂肪球会阻断蛋白质分子间的连接，使得干酪呈现出一种类似海绵的疏松网状结构，使得干酪融化性较高、质地较松软，而当干酪中的脂肪含量减少时，这种阻断作用会降低，加之干酪生产过程中凝块的脱水收缩作用，导致低脂干酪网状结构变致密，质地变硬[2]。Kahyaoglu 等[3]将乳脂肪含量由 50.4%减少至13.5%制作干酪，发现硬度、黏性、弹性值均增高，干酪品质明显下降。除了质地结构外，色泽也是评价干酪品质好坏的另一重要指标，脂肪在干酪体系中的光散射特性使干酪外观呈现一定的色泽，但脂肪含量降低会导致干酪透明度下降，影响感官。脂肪是干酪中风味物质的重要贡献者，干酪中的脂肪在成熟过程中分解产生的游离脂肪酸是风味及芳香化合物的前体物质，代谢后可生成内酯、酯类及甲基酮等风味化合物，形成干酪特有的风味[4]。因此，减少脂肪含量将会导致干酪风味的缺失，甚至产生苦味和异味。此外，成熟过程中低脂干酪蛋白质的水解程度、油脂析出性和熔化性降低，影响食品加工过程中干酪的加工特性，降低终产品品质。

1 干酪制品减脂的必要性

干酪以其独特的风味、细腻的质地和较高的营养价值而深受人们喜爱。据统计，2018年我国干酪消费市场规模达64.6亿元，同比增长12.6%[5]。干酪中含20%～30%的蛋白质、20%～35%的脂肪、0.8%的钙以及镁、铁、维生素B1等矿物质和维生素[6]。干酪中脂肪含量是原料乳的10倍，属典型的高脂食品。干酪在成熟过程中，脂肪不断降解成脂肪酸，更加有利于人体消化吸收。随着人们饮食习惯的不断改变，越来越多的消费者开始注重平衡饮食中营养素的摄入。脂肪摄入量过高会导致肥胖、冠心病、高血压、动脉硬化等病症。减少日常饮食中的脂肪摄入量是降低患某些疾病风险的有效办法之一，低脂膳食有助于预防肥胖症的发生，更有益于身体健康。因此，低脂干酪的开发研究很有必要。

然而，降低脂肪含量会导致干酪产生品质缺陷，如质地坚硬、熔化性较差、缺乏全脂干酪特有的风味等[7]。干酪的质地和风味特性是评价干酪好坏的关键指标，也是决定消费者选择的评判标准。因此，降低脂肪含量，改善低脂干酪缺陷已成为研究热点。

目前，改善低脂干酪品质的方法主要有3种，分别为改进生产工艺，使用附属发酵剂，以及使用脂肪替代品[8-10]。其中，脂肪替代品是改善低脂干酪品质缺陷的简单有效方法之一。

2 脂肪替代品分类

脂肪替代品是一类具有脂肪功能特性并能在低脂食品中产生较低热量的添加物，不仅可以替代脂肪产生类似脂肪的口感，还可以弥补由脂肪损失引起的食品流变和感观上的缺陷，改善产品质地。目前使用较多的脂肪替代物为脂肪模拟物，脂肪模拟物又分为蛋白质基脂肪替代品和碳水化合物基脂肪替代品[11]。

2.1 蛋白质基脂肪替代品

蛋白质通过微粒化和高剪切作用形成的蛋白质微粒粒径一般在10 μm以下，在口腔内不会产生颗粒感[12]；通过改变蛋白颗粒表面疏水性等可实现脂肪特殊的口感。目前，国外主要使用的有两种代表性的蛋白质基脂肪替代品，一种是20世纪80年代美国 (Nutra-Sweet)公司研制的Simplesse产品[13]，主要以乳蛋白和鸡蛋蛋白为原料，经加热、微粒化处理后得到的蛋白颗粒，其特点为蛋白质颗粒粒径在舌头的敏感阈(0.1～0.2 μm)之内，能够模拟脂肪产生滑腻口感。另一种则是Kraft通用食品公司生产的Teaiblaze产品[5]，以蛋白质为主要成分,混合胶体等其他物质制备而得。国内，常用的蛋白质基脂肪替代品的蛋白原料多为乳清蛋白、大豆蛋白、胶原蛋白、鸡蛋蛋白[14-16]等。

2.2 碳水化合物基脂肪替代品

碳水化合物基脂肪替代品的组成主要包括改性淀粉、麦芽糊精、亲水胶体、微晶纤维素、菊粉、多聚葡萄糖等。碳水化合物可以形成三维网络凝胶，并将水分截留在网络结构中，从而增加水相黏度，使水相结构特性发生改变，进而产生类似脂肪的口感、质构、外观、流动性、润滑性和黏度等特性[17]。蛋白质基脂肪替代物不能用于煎炸等高温制作食品中，而碳水化合物基脂肪替代物可以广泛用于焙烤食品、冰冻甜点、肉制品、色拉调味料等食品中代替脂肪减少产品热量[18]，在国内外低脂食品中广泛使用。

3 脂肪替代品在低脂干酪中的研究进展

3.1 对低脂干酪得率的影响

得率是衡量干酪价值的重要经济指标，可以用来评价干酪的生产效益。影响干酪得率的主要因素包括干酪中的脂肪、蛋白质及水分含量[19]。降低脂肪含量会引起干酪中水分、蛋白质及灰分含量的增加，从而使干酪产率下降。因此，改善低脂干酪品质缺陷的有效方法就是将水分含量或非脂固形物中水分含量(moisture in non-fat substances，MNFS)提高到和全脂干酪一样的水平，甚至高于全脂干酪水平。用商业用脂肪替代品Simplesse和 Novagel[20]、MWP[21]分别制作的低脂高盐白卤干酪和Caciotta 型低脂干酪，水分含量远高于对照组低脂干酪，干酪得率高。菊粉具有较强的水结合能力，是一种常用的碳水化合物基脂肪替代品，基于菊粉这一特性，陈朝晖[22]研究了浓度分别为0%、3%、6%、9%和12%的菊粉对低脂切达干酪品质的影响，结果发现随着菊粉浓度的增加，干酪中的水分含量逐渐增加，当浓度高于9%时制作的低脂切达干酪与软质干酪类似。Sayadi等[23]发现将转谷氨酰胺酶和乳清蛋白相结合制作的低脂干酪具有较高的蛋白回收率和产量。Erfan 等[24]通过响应面法得到了这两种添加物的最佳配方，使低脂干酪产量和质地都得到很大的提升。除了利用脂肪替代品本身的水结合能力提高低脂干酪水分含量外，脂肪替代品充当脂肪分布在酪蛋白网状结构中，可以阻碍水分的排出，从而提高低脂干酪水分含量。Wang等[25]研究发现ι-卡拉胶和λ-卡拉胶能吸附到酪蛋白胶束表面，抑制酪蛋白收缩作用，从而形成疏松的网络结构。研究表明，不同的脂肪替代品以不同的途径提高低脂干酪水分含量，而且水分的提高程度与脂肪替代品的添加量密切相关，此外，复合脂肪替代品较单一脂肪替代品更加提高了低脂干酪得率。

3.2 对低脂干酪色泽的影响

色泽是影响消费者购买的因素之一，脂肪对光的散射作用是引起干酪色泽变化的主要原因[26]。研究显示，相比于全脂干酪，低脂干酪的L值(亮度)和b*(黄/蓝)值有所降低，而a*值(红/绿)高于全脂干酪[27]。碳水化合物基脂肪替代品在低脂干酪感官色泽中起了很大的改善作用，例如，菊粉、β-葡聚糖、纤维、黄芪胶等在低脂干酪中作为光散射中心，可以增加低脂干酪的不透明。此外，脂肪替代品的添加量会影响其在低脂干酪中发挥作用，例如，添加海藻酸钠可显著提高低脂干酪的L值和b*值，而且随着海藻酸钠浓度的增加，低脂干酪亮度和黄度的改变更加明显[28]。Volikakis等[29]发现，添加不同浓度的β-葡聚糖制作的低脂白盐水干酪感官评分之间有很大的差异，β-葡聚糖添加量越高，低脂干酪总体接受度评分越低。同样，蛋白质基脂肪替代品的添加量也会影响其在低脂干酪中的作用，当乳清蛋白浓缩粉WPC80添加量在1%～3%时，新鲜干酪的色泽等特性有所提高，但添加量增加到4%时，新鲜干酪品质反而降低[30]。此外，干酪色泽受加工条件、着色剂、成分、pH值、成熟时间和温度等因素的影响，因此，应当结合实际生产条件，合理使用脂肪替代品。

3.3 对低脂干酪质地的影响

质地是决定干酪品质特性的重要因素，其与干酪的微观结构密切相关。由于脂肪含量减少，干酪中蛋白质的连续性增加，酪蛋白网状结构变得致密，导致低脂干酪质地坚硬、难以咀嚼[31]。

不同的碳水化合物基脂肪替代品在低脂干酪质地改善中的作用不同。蔗糖聚酯作为脂肪替代品不但具有脂肪的可溶性，而且还表现出脂肪的功能特性，添加蔗糖聚酯的低脂切达干酪具有较多的空穴数，微观结构类似于结构疏松的全脂切达干酪[32]。Dai等[33]研究发现，与低脂Mozzarella干酪较硬的质地相比，以魔芋葡甘聚糖作为脂肪替代物制作的低脂Mozzarella干酪硬度下降，但其黏度不受影响。此外，脂肪替代品的存在形式也会影响其在低脂干酪中的品质改善作用。Diamantino等[34]研究了2种改性淀粉作为脂肪替代品的潜力，发现添加溶胀性较高的改性淀粉形成的凝胶具有更加开放的网络结构，而且在酪蛋白基质中的保留率更高，与天然淀粉相比，通过稳定化的淀粉具有更高的水结合能力，这在改善低脂奶酪的质地中起到关键作用。

作为蛋白质基脂肪替代品，乳清蛋白是一种很好的食品强化剂和组织改良剂，能够起到改善食品组织结构和流变学特性的作用[35]。加热条件下，乳清蛋白发生变性，暴露出的疏水性基团和二硫键发生交联形成三维网状结构，即凝胶。因此，乳清蛋白常用作脂肪替代品来模拟脂肪润滑细腻的口感。Simplesse D-100就是一种能够降低低脂干酪硬度、弹性和咀嚼性，增加干酪内聚性的脂肪替代物[36]。Stankey等[37]将不同浓度的微颗粒乳清蛋白添加至低脂切达干酪中，在成熟的前90 d内，低脂干酪的硬度随着微颗粒乳清蛋白浓度的增加而降低，但在180 d时各处理组之间无显著差异，而黏附性和内聚性随浓度的改变与硬度呈现相反的趋势。

脂肪替代品充当脂肪在凝乳阶段填充在酪蛋白网络结构中，能够阻断酪蛋白网络结构的连续性，使得低脂干酪形成更加开放的网状结构，从而达到改善低脂干酪质地结构的目的。因此，添加物的粒径大小也会影响它们在低脂干酪品质改善中的作用。粒径过小的脂肪替代物会随乳清流失，粒径过大反而会破坏酪蛋白凝胶强度，对干酪的质地反而产生不利的影响。目前大多数研究集中在乳脂肪球粒径大小及均质牛乳对酪蛋白凝胶结构的影响，而脂肪替代品粒径大小对酪蛋白微观结构的影响研究则报道甚少。Sharma等[38]的研究表明，不同粒径的乳液作为低脂干酪质地改良剂时，其粒径大小会对低脂切达干酪组成、质构、色泽、微观结构等品质产生影响，但质构变化随成熟时间的变化不明显。为了能够模拟脂肪的流动性及滑腻的口感特性，在低脂干酪中添加颗粒型脂肪替代物乳清蛋白时需要对热变性凝胶进行破碎处理, 使得颗粒直径不超过10 μm[12]。

3.4 对低脂干酪风味的影响

除了食品的质地、色泽外，风味也是影响消费者对干酪选择的重要因素。乳脂肪是干酪风味的主要贡献者，此外，低脂干酪中非脂固形物水分含量较低，导致水分自由度以及酶和微生物活性降低，蛋白质的水解程度减弱[39]，低脂干酪的整体风味可接受性相对于全脂干酪较差。脂肪替代品不仅能产生类似脂肪的滑腻感，而且能和干酪中的物质发生相互作用，改善低脂干酪的风味。

在干酪成熟过程中，随着pH值的逐渐升高，添加乳清蛋白的低脂干酪中β-乳球蛋白与醛、酮、酯及脂肪酸的相互作用改变了这些化合物的保留/释放程度，乳清蛋白的添加使得脂肪代谢产物浓度升高，风味更加接近全脂组干酪[40]。Stankey等[37]添加浓度为0.15%、0.35%、0.50%的乳清蛋白微颗粒制作低脂切达干酪，成熟90 d后发现添加0.35%的乳清蛋白微颗粒制成的低脂干酪的硫味没有明显变化，但其他3组干酪在180 d成熟期内硫味强度均逐渐增加；此外，在成熟90 d时，0.35%、0.50%浓度下的低脂干酪酸味增加。碳水化合物基脂肪替代品对低脂干酪风味的影响较小，例如，将黄原胶和羧甲基纤维素按照一定的比例混合，发现羧甲基纤维素的添加量不会影响低脂干酪口感，而较低含量的黄原胶有助于提高低脂干酪的口感[41]。Borges等[42]发现菊粉虽然在改善干酪质地结构中有很大的积极作用，但对低脂干酪的风味并不会产生太大的影响，在进行感官评价时并不能很好地区分添加与未添加菊粉的低脂干酪之间的差别。但也有研究提出菊粉、β-葡聚糖等益生元会影响乳酸菌的活性，提高有机酸的浓度从而影响低脂干酪的风味[43]。不同的脂肪替代物会对低脂干酪风味产生不同的影响，这对生产应用具有一定的指导意义。

此外，低脂干酪风味的缺失和不平衡除了与脂肪含量及脂代谢有关外，还与蛋白质、水分和盐含量的不平衡、蛋白质水解程度以及发酵剂的种类及添加量等有关。因此，在今后的研究中应当结合实际生产，对低脂干酪生产工艺进行优化，为低脂干酪工业的进一步发展奠定基础。

3.5 对低脂干酪功能特性的影响

随着健康饮食观念不断深入人心，消费者对于各种低脂食品的需求越来越多，种类也越来越广。比萨、汉堡作为一种快餐食品，深受消费者喜爱。Mozzarella干酪是一种加热后能够拉丝的干酪，被广泛应用于比萨等食品的制作。熔化性、拉伸性、油脂析出性和褐变等特性是Mozzarella干酪的重要功能特性，尤其是熔化和拉伸特性在比萨制作中得到了良好的评价，而脂肪则是影响这些功能特性的重要原因。有研究发现，当Mozzarella干酪脂肪含量降低至5%以下时，酪蛋白凝胶网状结构变得致密，蛋白酶在其中无法发挥最大的作用，导致低脂Mozzarella干酪在贮藏过程中蛋白质水解度下降，硬度增加，从而对其功能特性(如拉丝、熔化等)产生了不利影响[44]。

魔芋葡甘露聚糖是一种膳食纤维，具有改善糖脂代谢水平、促进免疫功能、防止细胞脂质过氧化等功能，作为脂肪替代品在低脂干酪中有很好的应用。Dai等[33]研究表明添加魔芋葡甘露聚糖增加了低脂和脱脂Mozzarella干酪的熔融性和拉伸性，提高了低脂和脱脂Mozzarella干酪在比萨中的烘焙性能。除了熔化性和拉伸性，Mozzarella干酪的油脂析出性也是其作为加工食品辅料的重要特性，脂肪含量较低时干酪中的油脂更易析出，会导致最终产品油腻感增加。菊粉可以降低低脂Mozzarella干酪的熔化性和油脂析出率，麦芽糖醇能够显著提高低脂干酪拉伸性并且降低油脂析出率，而卵磷脂则表现出相反的作用[27]。除了Mozzarella干酪外，脂肪替代物对其他类型干酪的功能特性也产生不同的影响。Murtaza等[45]研究发现分别添加0.15%、0.3%、0.45%的黄原胶和瓜尔胶制作的低脂切达干酪，其流动性和熔化性均随着添加浓度的增加而逐渐增加，而且瓜尔胶表现出更大的改善作用。

科学合理使用脂肪替代品能够很好地改进低脂干酪的功能特性，进而提高低脂干酪品质，对低脂干酪在餐饮行业中的加工应用具有重要意义。

4 展 望

现有的脂肪替代物对低脂干酪品质改善的研究大多数集中在对其质地色泽、微观结构、风味口感以及融化拉伸等功能特性的影响方面。今后的研究重点应关注多样化和多功能性的低脂干酪的开发以及更加深入的应用研究，如脂肪替代品粒径等的影响，使用脂肪替代品后低脂干酪为人体提供营养价值方面的变化等。此外，不同的脂肪替代物在低脂干酪品质改善中发挥的作用不同，脂肪替代物的种类、浓度等在一定程度上会影响在低脂干酪中的作用，因此在实际应用中应当根据脂肪替代物自身的特性，对低脂干酪制作工艺的适应性等做出科学的选择，最大程度改善低脂干酪品质，满足消费者需求。同时，应丰富低脂干酪的种类，例如开发益生菌类低脂干酪，研究益生菌对低脂干酪质地结构、风味组成及营养功能的影响机制。

总之，开发更多安全、廉价、不与干酪中的营养物质发生相互作用的脂肪替代物，生产多样化多口味的高品质低脂干酪并且加强营养功能，将为广大消费者提供更多选择，对我国低脂干酪的产业化发展起到助推作用。