動(dòng)物脂肪替代物及其在肉制品中的應(yīng)用研究進(jìn)展

高艷蕾,張麗,余群力,韓玲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅 蘭州,730070)

脂類(lèi)、糖類(lèi)和蛋白質(zhì)是人類(lèi)膳食中的3大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),其中脂類(lèi)包括植物油、動(dòng)物脂肪和類(lèi)脂,其不溶于水而易溶于醇、醚、氯仿和苯等非極性有機(jī)溶劑。動(dòng)物脂肪是甘油與一種或多種脂肪酸發(fā)生酯化反應(yīng)所形成的三酰甘油酯,參與機(jī)體儲(chǔ)存能量、細(xì)胞組成和轉(zhuǎn)運(yùn)活性物質(zhì)等生理生化活動(dòng),對(duì)人體生長(zhǎng)發(fā)育和食品的口感、多汁性和保水性等都起到至關(guān)重要的作用[1]。與海生哺乳動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)相較,來(lái)源于陸生溫血?jiǎng)游锖颓蓊?lèi)的動(dòng)物脂肪所含棕櫚酸和硬脂酸等飽和脂肪酸高出15%左右[2]。大量研究表明,飽和脂肪酸攝入過(guò)多會(huì)增加人體內(nèi)膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)等水平,提高罹患冠心病、心血管等慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)[3]。HALES等[4]在開(kāi)展的2015～2016年度美國(guó)民眾健康水平調(diào)查發(fā)現(xiàn),全美約有1 370萬(wàn)兒童患有肥胖癥,青少年和成年人肥胖率分別達(dá)到18.5%和39.8%,且不同年齡人群的高肥胖率與過(guò)高的動(dòng)物脂肪攝入有關(guān)。2015年我國(guó)針對(duì)黑龍江、山東和河南等9個(gè)省份中青少年健康與營(yíng)養(yǎng)調(diào)查研究也發(fā)現(xiàn),兒童和青年人體重指數(shù)由1991年的17.26 kg/m2增加至18.72 kg/m2,超重率和肥胖率分別提高了10.86%和8.89%,并呈上升趨勢(shì),而這一高增長(zhǎng)率與肉制品的消費(fèi)量增加導(dǎo)致的高飽和脂肪酸水平相關(guān)[5]。因此,開(kāi)發(fā)低脂肉制品具有重要意義。目前,可用于研發(fā)低脂產(chǎn)品的途徑主要有酶聯(lián)重組交聯(lián)技術(shù)[6]、超高壓技術(shù)[7]、脂肪替代[8-9]、分子生物學(xué)技術(shù)和超臨界CO2萃取法[10]等,其中動(dòng)物脂肪替代方法在保持產(chǎn)品品質(zhì)、降低開(kāi)發(fā)成本和提高市場(chǎng)多樣化等方面較為成熟[11]。2018年英國(guó)醫(yī)學(xué)雜志報(bào)道,飽和脂肪酸在日常飲食中的攝入量應(yīng)限制在7%以下,并可通過(guò)增加食物中不飽和脂肪酸、全谷物和植物蛋白質(zhì)等來(lái)替代飽和脂肪酸[12]。因此為了促進(jìn)人類(lèi)健康,研發(fā)更健康、安全的動(dòng)物脂肪替代物成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)及應(yīng)用的主要方向。然而,目前在圍繞肉制品中動(dòng)物脂肪替代的相關(guān)研究和應(yīng)用技術(shù)尚處于初始階段,替代原料特性、替代比例和相應(yīng)的肉類(lèi)制品品質(zhì)保持仍然是當(dāng)前動(dòng)物脂肪替代研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

本綜述梳理了近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外動(dòng)物脂肪替代物在肉制品加工中的研究應(yīng)用現(xiàn)狀,對(duì)替代原料類(lèi)型及在肉制品應(yīng)用中的最新研究進(jìn)展和趨勢(shì)進(jìn)行總結(jié),以期為相關(guān)研究和應(yīng)用提供參考價(jià)值。

1 動(dòng)物脂肪替代物

目前,可用于替代動(dòng)物脂肪的原料主要是大分子類(lèi)化合物,在經(jīng)過(guò)90 ℃高溫和谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(glutamine transaminase,TG)等處理后可形成多種不同性狀及結(jié)構(gòu)的基質(zhì)產(chǎn)物,其具有與動(dòng)物脂肪相似的潤(rùn)滑性[13]、質(zhì)構(gòu)及色澤[9]等,可模擬動(dòng)物脂肪口感、部分或完全替代肉制品中動(dòng)物脂肪。目前用于替代動(dòng)物脂肪的原料主要包括蛋白質(zhì)類(lèi)、脂肪基類(lèi)、碳水化合物類(lèi)以及混合類(lèi)等4大類(lèi)。

1.1 蛋白質(zhì)類(lèi)

可用于替代動(dòng)物脂肪的蛋白質(zhì)類(lèi)原料主要有乳清、大豆、明膠以及小麥谷蛋白等天然高分子類(lèi)動(dòng)植物蛋白,這類(lèi)蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)、酶解或高速剪切作用可形成蛋白質(zhì)凝膠[14]、乳液[15]及蛋白粉[16]等,如圖1所示。

圖1 蛋白質(zhì)動(dòng)物脂肪替代技術(shù)[17]

目前有學(xué)者采用高速剪切技術(shù)將菜籽油與大豆分離蛋白熱乳化結(jié)合后,在TG作用下使得菜籽油液滴之間和大豆分離蛋白內(nèi)部分別共價(jià)交聯(lián)形成凝膠狀乳液,該乳液具有與動(dòng)物脂肪相似的彈性、乳化性和流變特性[18]。此外,采用乳清蛋白和葵花籽油混合物[19]或水解膠原蛋白[16]替代豬脂肪生產(chǎn)的香腸類(lèi)產(chǎn)品具有較好的風(fēng)味、色澤及質(zhì)構(gòu)特性。

1.1.1 大豆蛋白

大豆蛋白是以大豆為原料,采用膜分離、孔吸附或醇溶法等技術(shù)提取獲得的一類(lèi)植物蛋白,富含19種以上氨基酸、磷脂和豐富的鈣、磷等礦物質(zhì),主要有大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白和大豆分離蛋白等。在肉制品加工中常用水包油乳化技術(shù)將大豆分離蛋白和酪蛋白酸鈉制成乳狀液替代動(dòng)物脂肪,這類(lèi)乳狀液可以有效降低油脂分離程度,從而使產(chǎn)品具有更好的口感,同時(shí)增加產(chǎn)品多不飽和脂肪酸含量[15]。目前,大豆蛋白替代動(dòng)物脂肪制備肉制品工藝較為成熟,不僅可以顯著降低肉制品中脂肪含量,還可以保持產(chǎn)品較好的口感[20]。

1.1.2 乳清蛋白

乳清蛋白是從全脂牛奶中分離并經(jīng)過(guò)超濾等濃縮技術(shù)制備的一類(lèi)動(dòng)物蛋白,因其同時(shí)擁有親水和疏水基團(tuán),從而具有較好的凝膠性、保水性以及乳化性。乳清蛋白可在高剪切力和低pH作用下通過(guò)熱力聚合形成直徑約為1.16 μm的微顆粒乳清蛋白,這類(lèi)蛋白質(zhì)在口腔中具有與牛脂肪相似的潤(rùn)滑性[8]。美國(guó)Nutra-Sweet公司采用微?；夹g(shù)已將乳清蛋白和雞蛋蛋白混合物改性為一種動(dòng)物脂肪替代原料,該原料具有與動(dòng)物脂肪相似的口感及物理特性[10]。此外,乳清蛋白替代動(dòng)物脂肪可使低脂肉制品的成本降低10%～20%[21]。EISINAITE等[19]采用轉(zhuǎn)子-定子系統(tǒng)和預(yù)混合式膜乳化法將乳清蛋白與植物油混合制備可形成黏度較高的乳狀液,這類(lèi)乳狀液替代豬脂肪生產(chǎn)的豬肉腸不僅硬度較低,在烹飪過(guò)程中也具有較好的色度穩(wěn)定性。

1.1.3 膠原蛋白

膠原蛋白是一種不溶性多糖,其細(xì)胞空間結(jié)構(gòu)呈白色網(wǎng)絡(luò)纖維狀,含有大量必需氨基酸,少量半乳糖和葡萄糖[1]。膠原蛋白主要來(lái)源于豬皮、牛皮和魚(yú)皮等,通過(guò)酸法、堿法或酶法,結(jié)合超高壓或均質(zhì)等技術(shù)制備的膠原蛋白粉[16]或明膠[14],其高溶脹性和水結(jié)合能力可以減少肉制品在解凍或烹飪過(guò)程中保水性的降低。有研究采用膠原蛋白粉替代75%豬脂肪生產(chǎn)的法蘭克福香腸,蛋白質(zhì)含量提高7.97%,產(chǎn)品硬度、保水性、嫩度和感官等特性均得到改善[16]。

1.1.4 玉米醇溶蛋白

玉米醇溶蛋白作為一種多肽,是玉米蛋白的主要組成成分,主要存在于玉米胚乳中,分子質(zhì)量約為21 000～25 000。這類(lèi)蛋白富含脯氨酸,其氨基酸序列含有50%以上的疏水殘基,凝膠性和抗氧化性較強(qiáng),并且在蛋白質(zhì)折疊、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用以及天然肽和設(shè)計(jì)肽的自組裝中起著重要作用[22]。目前,常采用抗溶劑法、冷凍干燥、噴霧干燥或減壓蒸餾法等技術(shù)將玉米醇溶蛋白制成微細(xì)化顆粒,其粒徑性狀與動(dòng)物脂肪相近,可替代動(dòng)物脂肪用于肉制品加工[23]。WANG等[24]通過(guò)均質(zhì)技術(shù)將玉米醇溶蛋白和殼聚糖混合可制備形成一種膠體乳液,此類(lèi)乳液經(jīng)過(guò)冷凍干燥制成的油凝膠具有低飽和脂肪酸等特點(diǎn),在肉制品應(yīng)用中具有替代動(dòng)物脂肪的潛力。

1.2 碳水化合物類(lèi)

可用于替代動(dòng)物脂肪的碳水化合物原料主要是多聚體,多由植物多糖(纖維或淀粉)制成。碳水化合物原料可穩(wěn)固無(wú)脂系統(tǒng)中大量水分子,從而形成三維網(wǎng)狀凝膠基質(zhì),如圖2所示。這類(lèi)凝膠具有與動(dòng)物脂肪相似的潤(rùn)滑性和流動(dòng)性,替代動(dòng)物脂肪制備的肉制品具有較好的凝聚性和保水性等[25-26]。碳水化合物類(lèi)原料已被美國(guó)食品藥品管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準(zhǔn)為“公認(rèn)安全物質(zhì)”,是目前被認(rèn)為最安全的動(dòng)物脂肪替代原料[27]。

圖2 肉制品中不同碳水化合物動(dòng)物脂肪替代物功能結(jié)構(gòu)圖[27]

1.2.1 淀粉基

淀粉基動(dòng)物脂肪替代原料是利用酶改性、干法或酸法等技術(shù)將變性淀粉、糯米粉等原料降解為小分子物質(zhì),并形成具有低葡萄糖當(dāng)量(dextrose equivalent,DE)的凝膠狀基質(zhì)產(chǎn)物,此類(lèi)凝膠物質(zhì)不僅可以聚集水分子,并具有與動(dòng)物脂肪相似的質(zhì)構(gòu)、色澤和感官等特性[9]。在淀粉基類(lèi)原料中,糯米粉與大豆蛋白凝膠基質(zhì)結(jié)合后,因其溶脹作用使得該結(jié)合物具有更強(qiáng)的熱致性,可有效防止肉制品水分散失,增加產(chǎn)品黏結(jié)性和凍融穩(wěn)定性等[28]。美國(guó)糧食加工公司生產(chǎn)的玉米麥芽糊精Mahrin M040口感細(xì)膩潤(rùn)滑,在熱水中能完全溶解,成本較低,在乳制品中可替代50%的脂肪,因此,在替代肉制品中動(dòng)物脂肪方面具有良好的應(yīng)用前景[21]。SURENDRA等[29]采用3%檸檬酸浸泡后的甘薯淀粉經(jīng)過(guò)熔融冷卻可制備形成一種熱可逆淀粉凝膠,該凝膠不僅有良好的乳化性和持水性,并且具有與動(dòng)物脂肪相似的熔點(diǎn)。

1.2.2 膠體類(lèi)

膠體類(lèi)大多是水溶性高分子類(lèi)多糖,與蔗糖相似,無(wú)異味,在食品中可用作增稠劑,改善產(chǎn)品黏結(jié)性和保水性等[30]。在肉制品加工中常用的食用膠體主要有卡拉膠、黃原膠、瓜爾豆膠、槐樹(shù)豆膠、海藻酸鈉和魔芋膠等?？ɡz是從紅藻、角叉菜、杉藻和沙菜等海藻中提取的親水性凝膠,屬于海藻膠,這類(lèi)膠體在高于乳蛋白等電點(diǎn)的pH值下可形成可溶性復(fù)合物,該復(fù)合物內(nèi)的非靜電大分子相互作用使其具有不可逆性。采用0.9%卡拉膠替代66.67%雞脂肪制作的雞塊,脂肪含量降低7.26%,水分含量增加5.44%[25]。在肉制品加工中,卡拉膠已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的膠體之一,但仍存在成本較高等問(wèn)題[30]。魔芋膠主要從魔芋中獲得,屬于植物膠,該膠體因可溶性、穩(wěn)定性和高分子量等特性可作為增稠劑和凝膠劑應(yīng)用于肉制品加工。采用魔芋膠替代干發(fā)酵香腸中豬脂肪可改善產(chǎn)品硬度、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)特性[31]。此外,海藻酸鈉是一種從褐色海藻中提取獲得的褐藻膠。采用0.3%海藻酸鈉替代33.33%豬脂肪生產(chǎn)的豬肉餡,脂肪含量和烹飪損失分別降低9.46%和4.76%[32]。

1.2.3 葡聚糖

葡聚糖主要由D-葡萄吡喃糖為基本結(jié)構(gòu)通過(guò)α-1,6糖苷鍵連接而成,可從酵母菌和芽孢桿菌等微生物分泌的黏液中獲取,其結(jié)構(gòu)受微生物種類(lèi)及生長(zhǎng)條件的影響。β-葡聚糖是葡聚糖的聚合物,在人體腸道中消化吸收率低,并且可以快速通過(guò)腸道而減少與致癌物質(zhì)的接觸,從而預(yù)防結(jié)腸癌的發(fā)生[33]。該類(lèi)葡聚糖常以網(wǎng)狀小液滴的形式同瓜爾豆膠或其他膠類(lèi)復(fù)合使用,可提高肉制品持油性并降低膽固醇含量[34]。此外,采用13.45% β-葡聚糖替代30%牛脂肪制作的牛肉餅,脂肪含量降低3.9%,保水性提高4.84%[35]。

1.2.4 纖維素類(lèi)

纖維素類(lèi)主要存在于燕麥麩、大麥麩、大米和玉米等原料中,可采用高壓均質(zhì)或精磨技術(shù),通過(guò)破壞其分子間氫鍵制備獲得一種凝膠物質(zhì),該凝膠經(jīng)過(guò)乳化或酶解等技術(shù)改性之后具有與動(dòng)物脂肪相近的粒徑,可作為動(dòng)物脂肪替代原料應(yīng)用于肉制品加工[36]。目前常用于替代動(dòng)物脂肪的纖維素類(lèi)原料主要有膳食纖維等,大部分膳食纖維具有高保水性、膨脹性和黏度等特性,在口腔中具有與動(dòng)物脂肪相似的乳脂狀和潤(rùn)滑的口感[26]。研究表明,竹筍膳食纖維和豬皮制備的混合物完全替代豬脂肪制作的中式香腸,脂肪含量和烹飪損失分別降低24.05%和14.75%[37]。

1.2.5 菊粉

菊粉是一種果聚糖碳水化合物,主要存在于單、雙葉植物中,由D-呋喃果糖聚合而成,根據(jù)其鏈長(zhǎng)分為低聚果糖和長(zhǎng)鏈菊糖,具有保健功能,已應(yīng)用于嬰兒營(yíng)養(yǎng)和藥物治療。同時(shí),菊粉也是一種功能性膳食纖維,在人體結(jié)腸部位不能被淀粉酶或其他水解酶消化,可促進(jìn)結(jié)腸中雙歧桿菌和乳酸菌生長(zhǎng)繁殖,減少大腸桿菌和梭菌等有害菌的數(shù)量。低聚果糖能增強(qiáng)人體對(duì)鈣的吸收,同時(shí)不影響其他礦物質(zhì)的平衡,常用于食品中甜味替代品[38]。長(zhǎng)鏈菊糖通過(guò)加熱冷卻或高速剪切形成的高分子量菊粉凝膠具有與動(dòng)物脂肪相似的口感[39-40]。

1.3 脂肪基類(lèi)

可用于替代動(dòng)物脂肪的脂肪基原料主要是高分子化合物,可分為單一型和復(fù)合型脂肪基類(lèi)[30],其中單一型脂肪基類(lèi)主要有菜籽油[41]和葡萄籽油[42]等。復(fù)合型脂肪基類(lèi)主要以蔗糖聚酯[43]和共軛亞油酸[44]等為原料經(jīng)過(guò)預(yù)乳化等方法制備而成。

1.3.1 蔗糖聚酯

蔗糖聚酯(Olestra)是一種結(jié)構(gòu)與甘油三酯相似的長(zhǎng)鏈脂肪酸,由6～8個(gè)蔗糖酯混合物組成,如圖3所示。Olestra的熱穩(wěn)定性、感官與加工特性等因脂肪酸組成及類(lèi)型的不同而產(chǎn)生差異,且Olestra的酯鍵位點(diǎn)使脂肪酶難以接近并無(wú)法水解,因此在人體胃腸道內(nèi)難以被消化吸收[43]。

a-甘油三酯;b-Olestra

盡管研究表明人體平均每日攝入40 g Olestra會(huì)導(dǎo)致腹瀉、腹痛和痙攣等癥狀,但臨床數(shù)據(jù)表明在肉制品中添加Olestra并不影響胃腸道消化吸收,血液中脂溶性維生素含量無(wú)顯著變化[45]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)Olestra經(jīng)過(guò)乳化技術(shù)形成的水狀液體系具有與動(dòng)物脂肪相似的潤(rùn)滑性及細(xì)膩的口感,在肉制品加工中具備替代動(dòng)物脂肪的潛力[46]。此外,Olestra在高脂膳食中替代動(dòng)物脂肪可減緩脂肪酸分解速率,增加人體飽腹感[43]。1968年,P&G公司已開(kāi)發(fā)出Olestra作為動(dòng)物脂肪替代原料,并且此原料在1996年被FDA批準(zhǔn)添加到油炸、烘焙類(lèi)等休閑食品中代替動(dòng)物脂肪[47]。2010年我國(guó)《中華人民共和國(guó)食品安全法》和《新資源食品管理辦法》將Olestra列入新資源食品[48]。

1.3.2 共軛亞油酸

共軛亞油酸(conjugated linoleic acid,CLA)是亞油酸異構(gòu)體的混合物,來(lái)源于亞油酸的生物氫化反應(yīng),主要存在于牛羊等反芻動(dòng)物的乳制品和肉制品中。大量研究證實(shí),在動(dòng)物飼料中添加CLA可提高動(dòng)物組織中n-3高不飽和脂肪酸水平,且CLA中t-10,c-12異構(gòu)體通過(guò)抑制脂肪組織合成和強(qiáng)化脂分解,從而減少動(dòng)物脂肪組織中的脂質(zhì)堆積或脂質(zhì)細(xì)胞分化,增加脂肪細(xì)胞凋亡,調(diào)節(jié)脂質(zhì)因子和細(xì)胞因子等機(jī)制可達(dá)到降脂的效果。如圖4所示。DIANA等[44]發(fā)現(xiàn)采用CLA代替豬脂肪制作的豬肝腸具有較高的不飽和脂肪酸含量,其脂質(zhì)氧化程度降低。

圖4 t10,c12-CLA 降低體脂沉積的潛在分子機(jī)制[49]

1.3.3 植物油

植物油主要由三酰甘油酯(甘油三酯)組成,其膽固醇含量低,不飽和脂肪酸比例高,富含維生素E、K及多種酚類(lèi)物質(zhì)。已有研究表明植物油可直接用于肉制品加工中替代動(dòng)物脂肪[41-42],但由于植物油不飽和脂肪酸含量較高,室溫下呈液態(tài),會(huì)對(duì)肉制品性狀、質(zhì)地以及氧化穩(wěn)定性[50]等產(chǎn)生不良影響。

因此,常采用氫化和酯交換等技術(shù)將植物油與凝膠因子混合,凝膠因子分子通過(guò)聚集產(chǎn)生晶體(圖5-a)或弱相互作用自組裝(圖5-b)的方式形成一維的線(xiàn)狀、帶狀或纖維狀等聚集體,這些聚集體進(jìn)而相互纏繞形成一個(gè)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),阻止了油脂分子的流動(dòng),從而使整個(gè)體系呈凝膠化狀態(tài)[51],該類(lèi)凝膠可替代動(dòng)物脂肪用于肉制品加工應(yīng)用[50,52]。

a-固體顆粒;b-分子自組裝

目前常用的凝膠劑主要有天然蠟[13]和乙基纖維素[52]等,其中天然蠟由長(zhǎng)鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪醇、醛類(lèi)、酮類(lèi)和甘油酯等混合物組成,主要包括蜂蠟、米糠蠟、小燭樹(shù)蠟和巴西棕櫚蠟等。2015年FDA批準(zhǔn)蜂蠟、小燭樹(shù)蠟和巴西棕櫚蠟等天然蠟可用于食品添加劑[53]。有學(xué)者采用植物油與蜂蠟等天然蠟混合制備可形成油凝膠,這類(lèi)凝膠與動(dòng)物脂肪具有相似的流變特性和熱穩(wěn)定性,其替代肉制品中動(dòng)物脂肪可限制產(chǎn)品中油脂的流動(dòng)并有效延緩其在儲(chǔ)存過(guò)程中的脂質(zhì)氧化[54]。同時(shí),在凝膠劑的應(yīng)用中,圍繞乙基纖維素制備植物油凝膠已開(kāi)展了大量研究。乙基纖維素是一種與纖維素具有相同聚合物主鏈的線(xiàn)性多糖,其因羥基端的氫原子被乙氧基取代而生成[52]。有學(xué)者采用3%甘油單硬脂酸酯與菜籽油等混合可制備形成油凝膠,此類(lèi)凝膠完全替代牛脂肪生產(chǎn)的肉糜類(lèi)產(chǎn)品,不飽和脂肪酸提高5.63%,硫代巴比妥酸含量降低50%[52]。

1.4 多種原料混合替代

除了采用上述原料替代動(dòng)物脂肪外,目前還可以采用動(dòng)物蛋白與膠體類(lèi)[55]或纖維素與植物油[52]等多種原料按一定配比混合,通過(guò)熱力聚合、酶誘導(dǎo)及乳化等技術(shù)使其以凝膠、微粒或乳液形式替代肉制品中動(dòng)物脂肪。其中預(yù)乳化作用是多種原料混合替代動(dòng)物脂肪的常用技術(shù)手段。預(yù)乳化技術(shù)是通過(guò)非肉蛋白替代動(dòng)物蛋白包裹在脂肪球周?chē)?使系統(tǒng)形成較穩(wěn)定的水包油體系,從而增加了肉制品在加工、貯藏和銷(xiāo)售過(guò)程中的穩(wěn)定性,因該體系外觀(guān)與乳相似,故稱(chēng)為預(yù)乳化液[56]。有研究發(fā)現(xiàn),采用預(yù)乳化液完全或部分替代動(dòng)物脂肪生產(chǎn)的法蘭克福香腸具有較低的脂肪含量,較高的保水保油性以及質(zhì)構(gòu)特性[57-58]。

2 肉制品中動(dòng)物脂肪替代物的國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀

目前,國(guó)內(nèi)外已采用不同動(dòng)物脂肪替代物應(yīng)用于肉制品加工并開(kāi)發(fā)出法蘭克福香腸[15-16,20,55,57-58]、土耳其發(fā)酵香腸[59]、干式發(fā)酵香腸[31]、肉餅[13,35,42,50,62]和豬肝腸[40,44]等肉類(lèi)產(chǎn)品的研究與應(yīng)用。

2.1 蛋白質(zhì)類(lèi)原料方面

常用于替代動(dòng)物脂肪的蛋白質(zhì)類(lèi)原料主要有大豆蛋白和膠原蛋白,此類(lèi)原料替代動(dòng)物脂肪制作的法蘭克福香腸具有較低的烹飪損失和較佳的質(zhì)構(gòu)特性。PAGLARINI等[20]采用33.5%大豆分離蛋白液、16.5%菊粉和50%大豆油混合可制備形成一種乳狀凝膠,該凝膠完全替代豬脂肪生產(chǎn)的法蘭克福香腸具有較好的彈性,脂肪含量降低7.31%。SOUSA等[16]用膠原蛋白粉替代50%豬脂肪制作的法蘭克福香腸,其持水性提高5.34%,乳液穩(wěn)定性增加1.35%,熟制后產(chǎn)品的硬度、彈性和咀嚼性均得到改善。此外,有研究表明乳清蛋白與植物油等混合替代動(dòng)物脂肪可有效抑制肉制品脂肪氧化。YILDIZTURP等[59]以乳清蛋白粉和榛子油混合物替代50%牛脂肪生產(chǎn)的土耳其發(fā)酵香腸在降低了10.4%烹飪損失的同時(shí),香腸成熟12 d后,因榛子油中α-生育酚的抗氧化作用使其與傳統(tǒng)香腸相較,硫代巴比妥酸降低了33.3%。

盡管蛋白質(zhì)類(lèi)原料以一定比例替代動(dòng)物脂肪可有效提高肉制品保水性[16],降低烹飪損失[59],改善色澤[20]等,如表1所示。但乳清蛋白等部分蛋白質(zhì)原料會(huì)導(dǎo)致肉類(lèi)制品持油性降低[60]。此外,有研究表明,80～90 ℃加熱會(huì)加速蛋白質(zhì)降解及氧化,顯著增加游離氨基酸和小分子肽等風(fēng)味前體物質(zhì),使得肉制品獲得最佳的風(fēng)味品質(zhì)[61],因此,建議蛋白質(zhì)類(lèi)原料生產(chǎn)的肉制品在此溫度下進(jìn)行烹飪或油炸加工。

表1 蛋白質(zhì)類(lèi)動(dòng)物脂肪替代物對(duì)肉制品的影響

2.2 碳水化合物原料方面

在碳水化合物類(lèi)原料中,采用變性淀粉、卡拉膠和葡聚糖等替代動(dòng)物脂肪生產(chǎn)的肉制品均具有高不飽和脂肪酸、低膽固醇和低游離脂肪酸等特點(diǎn)。HOFFMAN等[62]采用20%玉米變性淀粉、10%大豆分離蛋白和70%水混合物完全替代豬脂肪生產(chǎn)的鴕鳥(niǎo)肉餡餅,脂肪含量降低約6%,多不飽和脂肪酸含量顯著提高。SHARMA等[25]利用0.6%卡拉膠替代66.67%雞脂肪制作的雞肉塊中,脂肪和游離脂肪酸含量分別降低7.28%和1.07%。PINERO等[35]以13.45%的β-葡聚糖替代70%牛脂肪生產(chǎn)的牛肉餅,脂肪含量降低8.54%,膽固醇含量降低3.59%。

此外,有學(xué)者采用海藻酸鈉、魔芋膠、纖維素類(lèi)和菊粉等原料替代動(dòng)物脂肪生產(chǎn)的肉制品具有較好的口感、色澤、烹飪損失和質(zhì)構(gòu)特性。RUIZCAPILLAS等[31]利用魔芋膠替代干式發(fā)酵香腸中50%豬脂肪發(fā)現(xiàn),產(chǎn)品脂肪含量降低10.27%,咀嚼性顯著提高。TOMASCHUNAS等[40]采用長(zhǎng)鏈菊糖和柑橘纖維復(fù)配物替代66.67%豬脂肪制作的豬肝腸油膩感明顯降低,總體接受度最高。KUMAR等[32]以0.1%海藻酸鈉替代66.67%豬脂肪制作的豬肉餡中,脂肪含量降低10.79%,烹飪損失降低3.12%。宋玉等[37]以竹筍膳食纖維和豬皮混合制備的凝膠替代40%豬脂肪生產(chǎn)的中式香腸口感最佳,其脂肪含量和烹飪損失分別降低9.26%和26.65%,且出水率和出油率等均有一定改善。還有研究發(fā)現(xiàn),黃原膠等原料替代肉制品中動(dòng)物脂肪可有效抑制產(chǎn)品蛋白質(zhì)氧化程度。RATHER等[63]發(fā)現(xiàn)0.5%黃原膠替代50%羊脂肪可使羊肉糜中脂肪含量降低7.87%,羰基含量降低34%。大量研究表明,碳水化合物類(lèi)原料替代肉制品中動(dòng)物脂肪可有效降低產(chǎn)品飽和脂肪酸含量,抑制其蛋白質(zhì)氧化[63],且對(duì)產(chǎn)品理化和感官等特性無(wú)顯著影響[35],如表2所示。但魔芋膠等部分碳水化合物類(lèi)原料替代動(dòng)物脂肪生產(chǎn)的肉制品仍存在多汁性和保水性較差,硬度較高,口感較粗糙等問(wèn)題[31]。

表2 碳水化合物類(lèi)動(dòng)物脂肪替代物對(duì)肉制品的影響

2.3 脂肪基類(lèi)原料方面

在脂肪基類(lèi)原料中,采用菜籽油、芝麻油、蜂蠟和乙基纖維素等替代動(dòng)物脂肪生產(chǎn)的肉制品具有較好的色澤、質(zhì)構(gòu)及較低的烹飪損失。YOUSSEF等[41]采用乳化菜籽油替代30%牛脂肪熟制的牛肉餡,L*值顯著提高,烹飪損失降低約2%。MOGHTADAEI等[50]利用蜂蠟基芝麻油凝膠替代50%牛脂肪生產(chǎn)的牛肉漢堡,總體接受性最高,烹飪損失降低11%。李明華等[13]將蜂蠟與菜籽油混合制備的凝膠油完全替代牛脂肪生產(chǎn)的牛肉餅具有較好的口感。此外,有研究采用CLA、菜籽油和葡萄籽油替代肉制品中動(dòng)物脂肪,不僅可增加產(chǎn)品不飽和脂肪酸含量,還可以抑制其脂肪氧化程度和致癌物質(zhì)的產(chǎn)生。DIANA等[44]以CLA與橄欖油混合物替代50%豬脂肪制作的豬肝腸,飽和脂肪酸含量降低約2.8%,多不飽和脂肪酸含量提高3.1%,且香腸在4 ℃冷藏71 d后,因肉制品中亞硝酸鹽的抗氧化作用使其與傳統(tǒng)香腸相較,硫代巴比妥酸含量降低約11%。ALEJANDRE等[52]發(fā)現(xiàn)菜籽油乳化乙基纖維素可形成一種油凝膠,此類(lèi)凝膠替代90%牛脂肪生產(chǎn)的牛肉糜,脂肪含量降低1.9%,飽和脂肪酸含量降低9.78%,多不飽和脂肪酸含量提高5.44%,硫代巴比妥酸含量降低54%。LU等[42]以葡萄籽油替代40%豬脂肪可顯著抑制豬肉餅在180和220 ℃高溫烹飪中,2-氨基-3,4-二甲基咪唑[4,5-f]喹啉(MeIQ)、2-氨基-3,8-二甲基咪唑[4,5-f]喹惡啉(MeIQx)和2-氨基-1-甲基咪唑啉-6-苯基[4,5-b]吡啶(PhIP)等雜環(huán)胺類(lèi)化合物的形成。

上述研究表明,脂肪基類(lèi)原料與蛋白質(zhì)類(lèi)和碳水化合物類(lèi)原料相似,其替代動(dòng)物脂肪生產(chǎn)的肉制品仍具有較好的質(zhì)構(gòu)、烹飪損失及感官等[41,44],如表3所示。但Olestra等部分脂肪基類(lèi)原料替代動(dòng)物脂肪對(duì)人體腹痛和腹瀉等胃腸道癥狀的潛在影響機(jī)制尚不夠明確[45]。此外,由于植物油中不飽和脂肪酸含量高,易發(fā)生氧化,因此,采用脂肪基類(lèi)原料替代動(dòng)物脂肪會(huì)導(dǎo)致肉制品貯藏期間的脂肪氧化穩(wěn)定性降低[50]。

表3 脂肪基類(lèi)動(dòng)物脂肪替代物對(duì)肉制品的影響

2.4 混合原料方面

目前,多以植物油、膠原蛋白、菊粉、膳食纖維、天然蠟或膠體類(lèi)等原料混合替代動(dòng)物脂肪制作肉類(lèi)產(chǎn)品,該類(lèi)產(chǎn)品具有高乳化穩(wěn)定性、低烹飪損失及較好的色澤和質(zhì)構(gòu)等特性。SANTOS等[64]將菜籽油、豬皮、菊粉和竹纖維混合可制備形成一種乳化凝膠,該凝膠完全替代豬脂肪可提高豬肉乳26.99%的乳化穩(wěn)定性。WOLFER等[55]采用大豆油與米糠蠟混合制備可形成一種油凝膠,該凝膠完全替代豬脂肪制備的法蘭克福香腸,在-1.1 ℃冷藏98 d后,與傳統(tǒng)香腸相較,其L*值顯著提高,硬度降低。此外,還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)預(yù)乳化液替代動(dòng)物脂肪在肉制品生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用前景。趙穎穎等[57]將酪蛋白酸鈉-大豆油預(yù)乳化液采用超聲處理后發(fā)現(xiàn),與超聲前的預(yù)乳化液相較,超聲后的乳化液完全替代豬背脂可顯著提高法蘭克福香腸的保水保油性。陳益春等[58]采用豬血漿蛋白溶液和氧化綠原酸乳化菜籽油可得到一種高穩(wěn)定性的植物油預(yù)乳狀液,該乳狀液替代60%的豬脂肪生產(chǎn)的法蘭克福香腸,烹飪損失降低8.71%,水分損失降低8.37%,咀嚼性和回復(fù)性等顯著提高。JIMéNEZ-COLMENERO等[15]采用酪蛋白酸鈉、大豆分離蛋白、肉蛋白和TG酶等多種蛋白質(zhì)體系乳化橄欖油可形成一種穩(wěn)定的水包油乳化液,該乳化液完全替代豬背脂生產(chǎn)的法蘭克福香腸脂肪含量降低1.46%,蛋白質(zhì)含量增加1.28%,烹飪損失無(wú)明顯變化。

綜上所述,在保持肉制品品質(zhì)和較佳口感的基礎(chǔ)上,不同原料的混合物替代肉制品中動(dòng)物脂肪,其替代比例和種類(lèi)較單一類(lèi)原料更多樣化,且替代率高于單一類(lèi)原料,如表4所示。其中卡拉膠[25]和魔芋膠[31]均可單獨(dú)替代肉制品中動(dòng)物脂肪,但其常與黃原膠、瓜爾豆膠或槐樹(shù)豆膠等混合后應(yīng)用于肉制品加工[30]。因此,采用不同原料混合替代動(dòng)物脂肪生產(chǎn)肉制品具有較好的開(kāi)發(fā)潛力。

表4 不同原料混合替代動(dòng)物脂肪對(duì)肉制品的影響

3 展望

近年來(lái),動(dòng)物脂肪替代原料在低脂肉制品中的應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注,通過(guò)部分或完全替代動(dòng)物脂肪可以有效減少肉制品中飽和脂肪酸水平,從而降低因飽和脂肪酸過(guò)高可能引發(fā)的人類(lèi)冠心病、心血管疾病和肥胖癥等慢性疾病風(fēng)險(xiǎn)。然而,研發(fā)一種健康的、可用于替代動(dòng)物脂肪的原料應(yīng)用于低脂肉制品加工仍存在以下問(wèn)題：(1)肉制品中動(dòng)物脂肪的降低使得動(dòng)物脂肪本身產(chǎn)生的醛酮類(lèi)等物質(zhì)缺失,從而使得產(chǎn)品風(fēng)味發(fā)生劣變,這也是目前研究肉制品中動(dòng)物脂肪替代的一個(gè)難點(diǎn)。(2)肉制品中動(dòng)物脂肪的替代導(dǎo)致產(chǎn)品原有口感、色澤和貯藏穩(wěn)定性等產(chǎn)生不良影響。(3)部分動(dòng)物脂肪替代原料對(duì)人體胃腸道消化吸收等機(jī)制的影響尚不夠明確。因此,為開(kāi)發(fā)出健康的低脂肉類(lèi)制品,我們亟需發(fā)展的方向：(1)不斷研發(fā)新型動(dòng)物脂肪替代原料以適用于低脂肉制品加工應(yīng)用。(2)對(duì)傳統(tǒng)肉制品中動(dòng)物脂肪替代的關(guān)鍵工藝進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,使其在保持低飽和脂肪酸水平的同時(shí)具有良好的口感及質(zhì)地等。(3)仍需進(jìn)一步探明肉制品中動(dòng)物脂肪替代原料對(duì)人體消化吸收及健康的潛在作用機(jī)制。