肉糜類制品中脂肪替代物的應用及研究進展

李艷慧 郭金英 郝紅濤 甘傳發 易凡凱

摘要：肉制品在人們日常生活中扮演著不可或缺的角色，其不僅是膳食結構的重要組成部分，而且具有極高的營養價值。目前肉糜類制品在肉制品市場中占據著重要地位，但傳統的肉糜類制品脂肪含量較高，高脂肪的攝入導致了肥胖、心血管疾病、高血壓、冠心病等負面影響。脂肪替代物滿足了人們對低脂肉糜類制品的追求，其在降低肉糜類制品中脂肪含量的同時，能夠產生類似于高脂的口感和質地，甚至對其品質特性及風味進行改善。文章對脂肪替代物在肉糜類制品中的應用及研究進展進行了總結，全面描述了脂肪替代物的種類、作用及優缺點，并對脂肪替代物的發展進行了展望，旨在為低脂肉糜類制品的生產提供參考。

關鍵詞：肉糜類制品；脂肪替代物；低脂；品質特性；進展

中圖分類號：TS251.5????? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2023）08-0203-05

Application and Research Progress of Fat Substitutes in Minced Meat Products

LI Yan-hui1， GUO Jin-ying1*， HAO Hong-tao2， GAN Chuan-fa3， YI Fan-kai1

（1.College of Food & Bioengineering， Henan University of Science and Technology， Luoyang

471000， China; 2.Luoyang CP Food Co.， Ltd.， Luoyang 471000， China; 3.Wuhan

Senlan Biotechnology Co.， Ltd.， Wuhan 430100， China）

Abstract： Meat products play an indispensable role in people's daily life. They are not only an important part of the dietary structure， but also have extremely high nutritional value. At present， minced meat products occupy an important position in the meat product market， but the fat content in traditional minced meat products is higher. High fat intake has led to obesity， cardiovascular disease， high blood pressure， coronary heart disease and other negative effects. Fat substitutes satisfy people's pursuit of low-fat minced meat products， which can not only reduce the fat content in minced meat products， but also produce taste and texture similar to high fat， even improve their quality characteristics and flavor. In this paper， the application and research progress of fat substitutes in minced meat products are summarized，the types，functions，advantages and disadvantages of fat substitutes are comprehensively described， and the development of fat substitutes is prospected， in order to provide references for the production of low-fat minced meat products.

Key words： minced meat products; fat substitutes; low fat; quality characteristic; progress

收稿日期：2023-02-04

基金項目：河南省外國專家引進計劃項目（HNGD2022054）；河南省重點研發計劃項目（202102110129）

作者簡介：李艷慧（1997－），女，碩士，研究方向：低脂肉制品。

通信作者：郭金英（1971－），男，教授，博士，研究方向：冷凍食品。

肉類制品具有極高的營養價值和獨特的感官性質，它是幾種營養物質的重要來源[1]，富含高生物價值的蛋白質，以及鐵、硒、鋅和維生素B12等微量營養素[2]，是人體膳食結構的重要組成部分。肉糜類制品是由瘦肉、肥膘、水及其他調味品經過絞碎、斬拌、熟制等工藝制成的肉制品，因其品種全面、清淡爽口、細膩鮮嫩，在肉制品市場中快速發展并占據重要地位[3]。一般肉糜制品中含30%脂肪[4]，脂肪無論在含量還是作用方面都是其重要的組成部分，能夠影響肉糜產品的烹飪產率、保水性、持油性，為肉糜制品提供多汁、滑嫩和理想的口感[5]。除此之外，脂肪作為必需脂肪酸的來源，也是前列腺素和必需細胞膜成分的前體[6]。然而，肉糜類產品中高動物脂肪在人體中轉化成了大量的膽固醇。大量的飽和脂肪酸以及膽固醇會對人體造成肥胖、心血管疾病、高血壓、冠心病等負面影響[5]。

因此，追求健康的趨勢越來越明顯，現代社會對低脂肪食物的需求也在不斷增加[7]。在加工工藝中減少脂肪的加入可能是達到消費者對低脂需求最便捷的方法。但脂肪含量的降低可能會造成肉糜制品如肉丸、香腸的消費者滿意度降低，主要體現在適口性、風味、香氣和總體喜好等方面不如高脂產品[8-9]。因此，如何在降低肉糜類產品脂肪含量的同時保證產品的風味和口感不受影響，甚至比高脂產品的質地更好是專家學者們研究的重點。

本文主要整理了國內外關于脂肪替代物在肉糜制品中的研究進展，對替代物的種類、作用和優缺點進行總結，以期對低脂肉糜制品的研究和應用提供理論支撐。

1 蛋白質基脂肪替代物

蛋白質能不同程度地降低慢性病的風險，對健康有益。蛋白質在肉制品系統中主要起到乳化、起泡、溶解度、凝膠和質地等功能特性，其功能特性受加工方法、pH和組成成分的影響[10]。蛋白質基脂肪替代物的加入不僅模擬了脂肪的特性，而且降低了蛋白質相互作用對低脂肉糜制品的影響。蛋白質在肉糜制品系統中的這些特性使其適合作為脂肪替代物。目前常用作肉糜制品中脂肪替代物的蛋白質基質類成分有大豆蛋白、乳蛋白、膠原蛋白、玉米醇溶蛋白、血漿蛋白、交聯蛋白等。

1.1 大豆蛋白

大豆蛋白在氨基酸組成上與牛奶蛋白質相近，除蛋氨酸略低外，其余必需氨基酸含量均較豐富；在營養價值上，可與動物蛋白等同，在基因結構上也最接近人體氨基酸，所以是一種最具營養的植物蛋白質。大豆蛋白不含膽固醇，它特有的異黃酮具有降膽固醇的作用。Santos等[11]評估了不同濃縮植物蛋白（大豆、豌豆、蠶豆、大米和向日葵）在肉乳劑模型系統中部分替代肉類的效果，結果發現大豆蛋白與肉基質的相容性非常好，具有良好的乳化穩定性和脂肪分布良好的內聚蛋白網絡。李玉娥等[12]發現將黑豆蛋白作為脂肪替代物應用于低脂豬肉中，低脂肉餅的汁液流失率、脂肪氧化和揮發性鹽基氮均顯著低于高脂對照組，盡管其亮度、黃度、彈性和咀嚼性也顯著低于高脂對照組，但總的來說，黑豆蛋白沒有明顯不利于低脂肉餅品質的不足，不僅能夠很好地被消費者接受，而且能夠改善其貯藏品質。作為大豆蛋白的一種，大豆分離蛋白（SPI）作為脂肪替代物不僅能夠降低鴨肉香腸的脂肪含量，提升水分和粗蛋白含量，而且能夠顯著降低貯藏期間的活菌數，延長產品的保質期[13]。雖然大豆蛋白具有明顯的豆腥味，但近年來脫腥技術逐漸成熟，這不再是限制大豆蛋白作為脂肪替代物在肉糜制品中應用的原因。綜上所述，大豆蛋白在降低肉糜制品中脂肪含量的同時，不僅能對其質構特性和乳化穩定性等方面產生良好的效果，而且能夠延長肉糜制品的保質期。

1.2 乳蛋白

乳蛋白質含有人體生長發育的一切必需氨基酸和其他氨基酸，且構成比例適當。乳蛋白由80%的酪蛋白和20%的乳清蛋白組成。乳蛋白經常被用作蛋白質類的脂肪替代物。曹瑩瑩等[14]將酪蛋白酸鈉添加到低脂香腸中發現，添加量為1.5%的樣品組，香腸的保水性、硬度、膠黏性、膠著性、咀嚼性和感官評分最高，蒸煮損失最小。Liu等[15]在肉餅中添加15% 乳清蛋白水解物，有效抑制了肉餅中脂質和蛋白質氧化，并減少了蛋白質聚集，提高了肉餅凍融循環時的持水能力。除此之外，乳清蛋白作為脂肪替代物能夠生產出口感細膩、滑潤、咀嚼性好、水分分布更均勻的香腸產品[16]。此外，乳清蛋白作為脂肪替代物應用于肉糜制品中可以降低低脂肉制品10%～20%的生產成本[17]。因此，乳蛋白的替代能夠延緩肉糜制品的脂質和蛋白質氧化，使肉糜制品中水分分布更加均勻，同時降低低脂肉糜制品的生產成本。

1.3 膠原蛋白

膠原蛋白能夠和水分及蛋白結合，通常在生產中作為良好的脂肪替代物。燕麥β-葡聚糖-海洋膠原肽混合凝膠在400 MPa、pH 6.0的條件下可形成具有較高硬度、黏結性、彈性和嚼勁的典型凝膠，并具有較高的持水和吸油能力。該凝膠能夠提高香腸的安全性和營養價值[18]。超高壓輔助牛皮明膠代替牛脂能夠顯著降低牛肉餅的硫代巴比妥酸、過氧化物和羰基含量，增加多不飽和脂肪酸含量，顯著提高牛肉餅的亮度和紅度[19]。盡管膠原蛋白能夠提高肉糜制品的質地特性和營養價值，延緩肉糜制品的氧化，但膠原蛋白中必需氨基酸的缺乏使其應用受到限制[20]。

1.4 玉米醇溶蛋白

玉米醇溶蛋白與脂肪相比，含有更低的熱量，將其作為脂肪替代物添加到低脂肉糜制品中，能夠預防由于高脂飲食帶來的糖尿病、心腦血管疾病以及肥胖癥等疾病。來睿等[21]研究了冷凍魔芋葡甘聚糖-玉米醇溶蛋白復合凝膠部分替代豬肉糜中脂肪的可行性，研究發現添加低于20%的冷凍復合凝膠能夠產生和純豬肉糜無顯著差別的顏色、硬度和彈性，并且能夠顯著降低豬肉糜的壓力失水率。以卡拉膠為原料，以玉米醇溶蛋白/羧甲基糊精為穩定劑制備的乳狀凝膠能夠提高香腸的亮度、硬度、黏彈性和抗氧化活性，降低香腸的蒸煮損失，增強香腸的網絡結構[22]。由此可知，將玉米醇溶蛋白加入低脂肉糜制品中能夠產生和高脂樣品相似的質地和顏色，同時能夠降低低脂肉制品的蒸煮損失，增強其網絡結構和抗氧化活性，因此能夠作為合格的脂肪替代品應用于低脂肉糜制品中。

1.5 血漿蛋白

血漿蛋白可以作為畜禽飼料、營養補劑，并且可以用來提取血紅素和超氧化物歧化酶（SOD），能夠廣泛應用在肉制品中。張潔等[23]將血漿蛋白應用于調理豬排中，通過對豬排品質特性的研究發現，血漿蛋白與大豆分離蛋白和雞蛋白相比，在豬排的保水性、凝膠特性、質構特性、流變特性方面展現出極大優勢。牛珠蛋白和血漿蛋白也被用作火腿中的脂肪替代品，且已經證明其可以增加水分，改善質地，并對其他感官特性沒有不利影響[24]。血漿蛋白在食品中具有優異功能特性，因此其可以被用作脂肪替代品。

1.6 交聯蛋白

交聯蛋白具有兩個或兩個以上同肌動蛋白結合的位點，能夠使兩個或多個肌動蛋白纖維產生交聯，使細胞內的肌動蛋白纖維形成網絡結構。肉制品中原有的蛋白質能夠被谷氨酰胺轉氨酶（TG酶）分解，從而形成交聯蛋白。研究發現，交聯蛋白能夠作為脂肪替代物應用于肉糜制品中。研究發現，TG酶的添加能夠顯著改善添加面筋蛋白的低脂腸和乳化腸中交聯不均的微觀結構。低脂腸與乳化腸的質構特性、儲能模量和蒸煮穩定性得到改善，最終香腸呈現更加穩定的狀態[25]。Darnay等[26]發現0.5%微生物谷氨酰胺轉氨酶（mTG）有助于延長法蘭克福香腸的保質期，達到降低法蘭克福香腸中的腌制鹽，從而使微生物處于安全水平的目的。由此可見，交聯蛋白的產生能夠改善肉糜制品的結構和延長產品的保質期。

目前，蛋白質基脂肪替代物在低脂肉糜制品中擁有廣泛的應用前景，但其也有一定的局限性。其局限性主要表現在：高溫處理（尤其是油炸）將會導致蛋白質變性[27]，使其失去模擬脂肪的效用；蛋白質在低脂肉糜制品中易與風味物質發生化學反應，造成風味成分的降低甚至喪失[28]。

2 脂肪基脂肪替代物

脂肪基脂肪替代物是脂肪酸的酯化衍生物，由于其本身是油脂，因此具有與日常食用油脂類似的物理性質，其熱量低甚至無熱量，能夠維持食品體系的親油性。脂肪基脂肪替代物主要有兩種形式：單一的脂肪模擬物和復合的脂肪模擬物。

2.1 單一的脂肪基脂肪替代物模擬物

目前常用的單一的脂肪基脂肪替代物模擬物分為植物油和乳化劑等。有學者采用高油酸向日葵油對西班牙傳統干發酵香腸的脂肪進行部分替代，發現替代后單不飽和脂肪酸（MUFA）含量較高，飽和脂肪酸（SFA）含量較低，多不飽和脂肪酸（PUFA）含量相近，在替代20%脂肪后感官特性與對照組相近[29]。Jung等[30]采用橄欖油對部分豬油進行替代，結果顯示橄欖油的替代降低了香腸的亮度和表面均勻性，提高了香腸的鮮味和干咀嚼性。有研究表明植物油（橄欖油、亞麻籽油和玉米油等）和其他脂肪或蛋白形成油凝膠之后，采用油凝膠對脂肪進行部分替代能夠改善脂肪酸比例[31-32]，并且能夠獲得與全脂產品類似的質構特性和感官評分[33-34]。高雪琴等[35]采用大豆油預乳化液替代了肉糜中的部分脂肪，乳化液取代后的低脂實驗組與對照組相比，肉糜凝膠的硬度、彈性、蒸煮損失以及微觀結構得到了改善，但b*值顯著降低。目前的研究證實了單一型脂肪基脂肪替代物在降脂的同時還可以增加產品的感官特性和營養價值，但其可能會導致產品顏色的變化。

2.2 復合型脂肪基脂肪替代物

復合型脂肪基主要以蔗糖聚酯和共軛亞油酸等為原料，經過預乳化等方法制備而成。蔗糖聚酯（olestra）由6～8個長鏈脂肪酸通過化學酯交換與蔗糖共價連接而成，在人體胃腸道內難以被消化吸收。olestra的理化性質與天然油脂相似，滿足成為脂肪替代物的條件[28-31]，在肉糜制品加工中具備替代動物脂肪的潛力，但olestra會在人體內形成滲透壓，引起腹瀉、肛瘺等疾病[36-37]。共軛亞油酸（conjugated linoleic acid，CLA）存在于反芻動物源性食物中，被認為可以對抗與肥胖相關的疾病。CLA常被用來生產常見的含脂食品，如人造黃油、酥油和沙拉醬；在飼料中添加CLA也可提高肉和蛋的品質[38]。但CLA植物油不飽和脂肪酸含量較高，室溫下呈液態，會對肉制品的性狀、質地以及氧化穩定性等產生不良影響[39]。

3 碳水化合物基脂肪替代物

碳水化合物基脂肪替代物通常具有低熱量密度，并具有膠凝、增稠、穩定等質地修飾特性[40]。在肉制品中添加碳水化合物基脂肪替代物可以提高烹飪產量，從而提高經濟效益。目前在肉糜制品中常用的碳水化合物基脂肪替代物主要包括淀粉、親水膠體、谷物纖維、菊粉等。

3.1 淀粉

淀粉能夠作為脂肪替代物，主要是因為其具有類似于脂肪的流動性、涂抹性和假塑性，其在口腔中的停留時間和口感也與脂肪類似[41]。玉米淀粉和藜麥淀粉能夠減少雞肉丸在冷凍儲存期間的烹飪、滴落和再加熱損失，但是降低了雞肉丸的硬度、黏性和嚼勁[42]。魏曉明等[43]研究發現，糯玉米淀粉的加入不僅能夠維持冷凍肉丸的穩定性，而且能夠賦予肉丸較好的口感。同時，倪娜等[44]發現橡子淀粉添加量、豬皮勻漿物添加量和大豆油替代量分別為5%、7%和75%時，能夠獲得最佳的香腸感官品質，且與高脂香腸相比，經過脂肪替代的豬肉香腸的彈性和持水性顯著提高。抗性淀粉在改善肉糜制品的滋氣味方面效果顯著，尤其是抗性淀粉顆粒，能夠顯著提高豬肉乳化腸中鮮味核苷酸AMP、GMP和IMP的含量，抑制“苦杏仁味”苯甲醛的生成，表現出比老化淀粉更好的增味效果[45]。相比而言，改性淀粉在食品工業中的應用更廣泛，因為天然淀粉可能不適用于低pH、高溫和冷凍加工條件[46]。

3.2 親水膠體

親水膠體根據來源不同，可以分為植物膠、動物膠、海藻膠、微生物膠和化學改性膠。親水膠體因其能起到增稠、增加穩定性、成膠等作用，對肉制品的保水性、彈性、硬度、凝膠強度及蒸煮損失等都能產生較好的影響，能夠被作為脂肪替代物應用于肉糜制品中。Dinani等[47]研究了添加不同種類親水膠體（黃原膠（X）、Iota-卡拉膠（CA）、海藻酸鈉（SA）、瓜爾膠（GG）、羧甲基纖維素（CMC）、低酰基膠凝膠（GZ）、低甲基化果膠（P）、刺槐豆膠（LBG））對肉類似物（豌豆分離蛋白（PPI）與小麥面筋蛋白（WG）的混合物）的結構屬性的影響。結果證明，與對照相比，向PPI-WG共混物中添加的所有種類親水膠體都能夠改善各項指數：在PPI-WG產品中添加X、CA、GG、GZ和LBG后，共混物表現出了更高的拉伸強度；含有X、GG和LBG的PPI-WG共混物呈現出更強的褐變指數；X增加了共混物的持水性，因此可能增加了多汁性。綜合來看，在PPI-WG中添加X，特別是在3%和2%的高濃度下，可以改善纖維產品生產中的褐變、質地和持水特性。除了能夠改善肉類產品結構和感官特性外，黃原膠、阿拉伯膠和羧甲基纖維素鈉還能夠減少煙熏肉制品中致癌物雜環芳香胺的形成[48]。因此，親水膠體作為脂肪替代物在肉糜產品中的應用前景很廣泛，但需注意應適量使用。

3.3 谷物纖維

谷物纖維是膳食纖維中最常見的一種，在肉糜制品中能夠產生較低的熱量，同時調節腸道菌群，預防高血壓等疾病的發生。Souza等[49]研究發現，燕麥纖維和菊粉在提高低脂巴西煮香腸Paio的水分含量的同時，降低了脂肪含量、明度和紅度；用菊粉和燕麥纖維制成的香腸在顏色、味道和整體可接受性方面得分相似，而用燕麥纖維制成的香腸質地值較低。Xu等[50]研究發現0.5%苜蓿粉和1%擠壓苜蓿粉可以提高豬肉丸的質量，且兩種苜蓿粉肉丸具有良好的降血脂效果，同時苜蓿粉肉丸對降低小鼠血清膽固醇和平均日增重有較好的效果。zer等[51]報道稱，加入藜麥粉可以使乳化香腸的脂肪減少50%，而不會影響其感官質量。谷物纖維雖然能夠應用于肉糜制品中，但其大多屬于不溶性膳食纖維，口感粗糙，添加過多會導致肉糜產品的口感較差，并且谷物纖維可能會引起乳糜瀉與麩質過敏患者的不適。

3.4 菊粉

含有菊粉的肉類功能性食品可以降低便秘、腸易激綜合征、炎癥性腸病和結直腸癌等疾病的風險，從而增強消化系統健康[52]。Montoya等[53]對4組不同的低脂丸子（對照丸子（AC）、菊粉丸子（AI）、低聚果糖丸子（AF）以及菊粉和低聚果糖丸子（AM））的物理化學性質（水活性、濕度、脂肪、蛋白質、灰分、重量損失、pH值、顏色和質地）進行評估，并由經過訓練的小組成員對4種肉丸的配方進行評定，研究發現在豬肉和雞肉丸子的制備中，以3.5 g纖維/100 g混合物的量加入菊粉作為脂肪替代物，不僅模仿了脂肪的感官和特性，而且表現出很好的消費者可接受度。Paglarini等[54]報道稱，添加含菊糖的高纖維乳液凝膠后，制成的博洛尼亞香腸的纖維含量增加，微觀結構更具凝聚力，質地輪廓良好，但其會導致較低的風味和香氣化合物釋放。毛云等[55]將不同比例的亞麻籽膠、魔芋膠、菊粉、大豆蛋白、膠原蛋白、乳清蛋白作為脂肪替代物加入到牦牛肉糜中，并對肉糜的質構、乳化穩定性及感官評分進行研究，結果發現添加量為3%的菊粉可以提高牦牛肉糜的流變性、保油性、硬度和咀嚼性，且不會對牦牛肉糜的品質造成不良影響，更適合作為牦牛肉糜的脂肪替代物。

4 結論與展望

隨著人們生活水平的提高，消費者對健康飲食的意識更強，脂肪替代物的應用也將趨向普遍化，低脂肉糜類產品是今后肉制品市場的發展趨勢。目前關于脂肪替代物在肉糜類制品中的應用還局限于科學研究，真正投入市場應用的種類較少，原因可能有二：一是其與肉糜制品各個組分之間相互作用的機制研究還較缺乏；二是其在脂肪替代、熟制、貯藏以及食用過程中是否會產生或促進產生對人體不利成分的研究還不足。因此，今后脂肪替代物的研究方向除了改善低脂肉糜類制品的品質或風味以外，還有影響機制及其毒理學特性。雖然脂肪替代品在肉糜類制品中的應用具有廣闊前景，但作為七大營養素之一，脂肪的合理攝入也是保證人體營養均衡的必要條件。在追求低脂的同時，也不應完全將脂肪排斥在外。站在前人的肩膀上展望未來，一定能找到優質的脂肪替代物。

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