肉糜类制品中脂肪替代物的应用及研究进展

李艳慧 郭金英 郝红涛 甘传发 易凡凯

摘要：肉制品在人們日常生活中扮演着不可或缺的角色，其不仅是膳食结构的重要组成部分，而且具有极高的营养价值。目前肉糜类制品在肉制品市场中占据着重要地位，但传统的肉糜类制品脂肪含量较高，高脂肪的摄入导致了肥胖、心血管疾病、高血压、冠心病等负面影响。脂肪替代物满足了人们对低脂肉糜类制品的追求，其在降低肉糜类制品中脂肪含量的同时，能够产生类似于高脂的口感和质地，甚至对其品质特性及风味进行改善。文章对脂肪替代物在肉糜类制品中的应用及研究进展进行了总结，全面描述了脂肪替代物的种类、作用及优缺点，并对脂肪替代物的发展进行了展望，旨在为低脂肉糜类制品的生产提供参考。

关键词：肉糜类制品；脂肪替代物；低脂；品质特性；进展

中图分类号：TS251.5      文献标志码：A     文章编号：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

基金项目：河南省外国专家引进计划项目（HNGD2022054）；河南省重点研发计划项目（202102110129）

作者简介：李艳慧（1997－），女，硕士，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：冷冻食品。

肉类制品具有极高的营养价值和独特的感官性质，它是几种营养物质的重要来源[1]，富含高生物价值的蛋白质，以及铁、硒、锌和维生素B12等微量营养素[2]，是人体膳食结构的重要组成部分。肉糜类制品是由瘦肉、肥膘、水及其他调味品经过绞碎、斩拌、熟制等工艺制成的肉制品，因其品种全面、清淡爽口、细腻鲜嫩，在肉制品市场中快速发展并占据重要地位[3]。一般肉糜制品中含30%脂肪[4]，脂肪无论在含量还是作用方面都是其重要的组成部分，能够影响肉糜产品的烹饪产率、保水性、持油性，为肉糜制品提供多汁、滑嫩和理想的口感[5]。除此之外，脂肪作为必需脂肪酸的来源，也是前列腺素和必需细胞膜成分的前体[6]。然而，肉糜类产品中高动物脂肪在人体中转化成了大量的胆固醇。大量的饱和脂肪酸以及胆固醇会对人体造成肥胖、心血管疾病、高血压、冠心病等负面影响[5]。

因此，追求健康的趋势越来越明显，现代社会对低脂肪食物的需求也在不断增加[7]。在加工工艺中减少脂肪的加入可能是达到消费者对低脂需求最便捷的方法。但脂肪含量的降低可能会造成肉糜制品如肉丸、香肠的消费者满意度降低，主要体现在适口性、风味、香气和总体喜好等方面不如高脂产品[8-9]。因此，如何在降低肉糜类产品脂肪含量的同时保证产品的风味和口感不受影响，甚至比高脂产品的质地更好是专家学者们研究的重点。

本文主要整理了国内外关于脂肪替代物在肉糜制品中的研究进展，对替代物的种类、作用和优缺点进行总结，以期对低脂肉糜制品的研究和应用提供理论支撑。

1 蛋白质基脂肪替代物

蛋白质能不同程度地降低慢性病的风险，对健康有益。蛋白质在肉制品系统中主要起到乳化、起泡、溶解度、凝胶和质地等功能特性，其功能特性受加工方法、pH和组成成分的影响[10]。蛋白质基脂肪替代物的加入不仅模拟了脂肪的特性，而且降低了蛋白质相互作用对低脂肉糜制品的影响。蛋白质在肉糜制品系统中的这些特性使其适合作为脂肪替代物。目前常用作肉糜制品中脂肪替代物的蛋白质基质类成分有大豆蛋白、乳蛋白、胶原蛋白、玉米醇溶蛋白、血浆蛋白、交联蛋白等。

1.1 大豆蛋白

大豆蛋白在氨基酸组成上与牛奶蛋白质相近，除蛋氨酸略低外，其余必需氨基酸含量均较丰富；在营养价值上，可与动物蛋白等同，在基因结构上也最接近人体氨基酸，所以是一种最具营养的植物蛋白质。大豆蛋白不含胆固醇，它特有的异黄酮具有降胆固醇的作用。Santos等[11]评估了不同浓缩植物蛋白（大豆、豌豆、蚕豆、大米和向日葵）在肉乳剂模型系统中部分替代肉类的效果，结果发现大豆蛋白与肉基质的相容性非常好，具有良好的乳化稳定性和脂肪分布良好的内聚蛋白网络。李玉娥等[12]发现将黑豆蛋白作为脂肪替代物应用于低脂猪肉中，低脂肉饼的汁液流失率、脂肪氧化和挥发性盐基氮均显著低于高脂对照组，尽管其亮度、黄度、弹性和咀嚼性也显著低于高脂对照组，但总的来说，黑豆蛋白没有明显不利于低脂肉饼品质的不足，不仅能够很好地被消费者接受，而且能够改善其贮藏品质。作为大豆蛋白的一种，大豆分离蛋白（SPI）作为脂肪替代物不仅能够降低鸭肉香肠的脂肪含量，提升水分和粗蛋白含量，而且能够显著降低贮藏期间的活菌数，延长产品的保质期[13]。虽然大豆蛋白具有明显的豆腥味，但近年来脱腥技术逐渐成熟，这不再是限制大豆蛋白作为脂肪替代物在肉糜制品中应用的原因。综上所述，大豆蛋白在降低肉糜制品中脂肪含量的同时，不仅能对其质构特性和乳化稳定性等方面产生良好的效果，而且能够延长肉糜制品的保质期。

1.2 乳蛋白

乳蛋白质含有人体生长发育的一切必需氨基酸和其他氨基酸，且构成比例适当。乳蛋白由80%的酪蛋白和20%的乳清蛋白组成。乳蛋白经常被用作蛋白质类的脂肪替代物。曹莹莹等[14]将酪蛋白酸钠添加到低脂香肠中发现，添加量为1.5%的样品组，香肠的保水性、硬度、胶黏性、胶着性、咀嚼性和感官评分最高，蒸煮损失最小。Liu等[15]在肉饼中添加15% 乳清蛋白水解物，有效抑制了肉饼中脂质和蛋白质氧化，并减少了蛋白质聚集，提高了肉饼冻融循环时的持水能力。除此之外，乳清蛋白作为脂肪替代物能够生产出口感细腻、滑润、咀嚼性好、水分分布更均匀的香肠产品[16]。此外，乳清蛋白作为脂肪替代物应用于肉糜制品中可以降低低脂肉制品10%～20%的生产成本[17]。因此，乳蛋白的替代能够延缓肉糜制品的脂质和蛋白质氧化，使肉糜制品中水分分布更加均匀，同时降低低脂肉糜制品的生产成本。

1.3 胶原蛋白

胶原蛋白能够和水分及蛋白结合，通常在生产中作为良好的脂肪替代物。燕麦β-葡聚糖-海洋胶原肽混合凝胶在400 MPa、pH 6.0的条件下可形成具有较高硬度、黏结性、弹性和嚼劲的典型凝胶，并具有较高的持水和吸油能力。该凝胶能够提高香肠的安全性和营养价值[18]。超高压辅助牛皮明胶代替牛脂能够显著降低牛肉饼的硫代巴比妥酸、过氧化物和羰基含量，增加多不饱和脂肪酸含量，显著提高牛肉饼的亮度和红度[19]。尽管胶原蛋白能够提高肉糜制品的质地特性和营养价值，延缓肉糜制品的氧化，但胶原蛋白中必需氨基酸的缺乏使其应用受到限制[20]。

1.4 玉米醇溶蛋白

玉米醇溶蛋白与脂肪相比，含有更低的热量，将其作为脂肪替代物添加到低脂肉糜制品中，能够预防由于高脂饮食带来的糖尿病、心脑血管疾病以及肥胖症等疾病。来睿等[21]研究了冷冻魔芋葡甘聚糖-玉米醇溶蛋白复合凝胶部分替代猪肉糜中脂肪的可行性，研究发现添加低于20%的冷冻复合凝胶能够产生和纯猪肉糜无显著差别的颜色、硬度和弹性，并且能够显著降低猪肉糜的压力失水率。以卡拉胶为原料，以玉米醇溶蛋白/羧甲基糊精为稳定剂制备的乳状凝胶能够提高香肠的亮度、硬度、黏弹性和抗氧化活性，降低香肠的蒸煮损失，增强香肠的网络结构[22]。由此可知，将玉米醇溶蛋白加入低脂肉糜制品中能够产生和高脂样品相似的质地和颜色，同时能够降低低脂肉制品的蒸煮损失，增强其网络结构和抗氧化活性，因此能够作为合格的脂肪替代品应用于低脂肉糜制品中。

1.5 血浆蛋白

血浆蛋白可以作为畜禽饲料、营养补剂，并且可以用来提取血红素和超氧化物歧化酶（SOD），能够广泛应用在肉制品中。张洁等[23]将血浆蛋白应用于调理猪排中，通过对猪排品质特性的研究发现，血浆蛋白与大豆分离蛋白和鸡蛋白相比，在猪排的保水性、凝胶特性、质构特性、流变特性方面展现出极大优势。牛珠蛋白和血浆蛋白也被用作火腿中的脂肪替代品，且已经证明其可以增加水分，改善质地，并对其他感官特性没有不利影响[24]。血浆蛋白在食品中具有优异功能特性，因此其可以被用作脂肪替代品。

1.6 交联蛋白

交联蛋白具有两个或两个以上同肌动蛋白结合的位点，能够使两个或多个肌动蛋白纤维产生交联，使细胞内的肌动蛋白纤维形成网络结构。肉制品中原有的蛋白质能够被谷氨酰胺转氨酶（TG酶）分解，从而形成交联蛋白。研究发现，交联蛋白能够作为脂肪替代物应用于肉糜制品中。研究发现，TG酶的添加能够显著改善添加面筋蛋白的低脂肠和乳化肠中交联不均的微观结构。低脂肠与乳化肠的质构特性、储能模量和蒸煮稳定性得到改善，最终香肠呈现更加稳定的状态[25]。Darnay等[26]发现0.5%微生物谷氨酰胺转氨酶（mTG）有助于延长法兰克福香肠的保质期，达到降低法兰克福香肠中的腌制盐，从而使微生物处于安全水平的目的。由此可见，交联蛋白的产生能够改善肉糜制品的结构和延长产品的保質期。

目前，蛋白质基脂肪替代物在低脂肉糜制品中拥有广泛的应用前景，但其也有一定的局限性。其局限性主要表现在：高温处理（尤其是油炸）将会导致蛋白质变性[27]，使其失去模拟脂肪的效用；蛋白质在低脂肉糜制品中易与风味物质发生化学反应，造成风味成分的降低甚至丧失[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，因此具有与日常食用油脂类似的物理性质，其热量低甚至无热量，能够维持食品体系的亲油性。脂肪基脂肪替代物主要有两种形式：单一的脂肪模拟物和复合的脂肪模拟物。

2.1 单一的脂肪基脂肪替代物模拟物

目前常用的单一的脂肪基脂肪替代物模拟物分为植物油和乳化剂等。有学者采用高油酸向日葵油对西班牙传统干发酵香肠的脂肪进行部分替代，发现替代后单不饱和脂肪酸（MUFA）含量较高，饱和脂肪酸（SFA）含量较低，多不饱和脂肪酸（PUFA）含量相近，在替代20%脂肪后感官特性与对照组相近[29]。Jung等[30]采用橄榄油对部分猪油进行替代，结果显示橄榄油的替代降低了香肠的亮度和表面均匀性，提高了香肠的鲜味和干咀嚼性。有研究表明植物油（橄榄油、亚麻籽油和玉米油等）和其他脂肪或蛋白形成油凝胶之后，采用油凝胶对脂肪进行部分替代能够改善脂肪酸比例[31-32]，并且能够获得与全脂产品类似的质构特性和感官评分[33-34]。高雪琴等[35]采用大豆油预乳化液替代了肉糜中的部分脂肪，乳化液取代后的低脂实验组与对照组相比，肉糜凝胶的硬度、弹性、蒸煮损失以及微观结构得到了改善，但b*值显著降低。目前的研究证实了单一型脂肪基脂肪替代物在降脂的同时还可以增加产品的感官特性和营养价值，但其可能会导致产品颜色的变化。

2.2 复合型脂肪基脂肪替代物

复合型脂肪基主要以蔗糖聚酯和共轭亚油酸等为原料，经过预乳化等方法制备而成。蔗糖聚酯（olestra）由6～8个长链脂肪酸通过化学酯交换与蔗糖共价连接而成，在人体胃肠道内难以被消化吸收。olestra的理化性质与天然油脂相似，满足成为脂肪替代物的条件[28-31]，在肉糜制品加工中具备替代动物脂肪的潜力，但olestra会在人体内形成渗透压，引起腹泻、肛瘘等疾病[36-37]。共轭亚油酸（conjugated linoleic acid，CLA）存在于反刍动物源性食物中，被认为可以对抗与肥胖相关的疾病。CLA常被用来生产常见的含脂食品，如人造黄油、酥油和沙拉酱；在饲料中添加CLA也可提高肉和蛋的品质[38]。但CLA植物油不饱和脂肪酸含量较高，室温下呈液态，会对肉制品的性状、质地以及氧化稳定性等产生不良影响[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热量密度，并具有胶凝、增稠、稳定等质地修饰特性[40]。在肉制品中添加碳水化合物基脂肪替代物可以提高烹饪产量，从而提高经济效益。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、亲水胶体、谷物纤维、菊粉等。

3.1 淀粉

淀粉能够作为脂肪替代物，主要是因为其具有类似于脂肪的流动性、涂抹性和假塑性，其在口腔中的停留时间和口感也与脂肪类似[41]。玉米淀粉和藜麦淀粉能够减少鸡肉丸在冷冻储存期间的烹饪、滴落和再加热损失，但是降低了鸡肉丸的硬度、黏性和嚼劲[42]。魏晓明等[43]研究发现，糯玉米淀粉的加入不仅能够维持冷冻肉丸的稳定性，而且能够赋予肉丸较好的口感。同时，倪娜等[44]发现橡子淀粉添加量、猪皮匀浆物添加量和大豆油替代量分别为5%、7%和75%时，能够获得最佳的香肠感官品质，且与高脂香肠相比，经过脂肪替代的猪肉香肠的弹性和持水性显著提高。抗性淀粉在改善肉糜制品的滋气味方面效果显著，尤其是抗性淀粉颗粒，能够显著提高猪肉乳化肠中鲜味核苷酸AMP、GMP和IMP的含量，抑制“苦杏仁味”苯甲醛的生成，表现出比老化淀粉更好的增味效果[45]。相比而言，改性淀粉在食品工业中的应用更广泛，因为天然淀粉可能不适用于低pH、高温和冷冻加工条件[46]。

3.2 亲水胶体

亲水胶体根据来源不同，可以分为植物胶、动物胶、海藻胶、微生物胶和化学改性胶。亲水胶体因其能起到增稠、增加稳定性、成胶等作用，对肉制品的保水性、弹性、硬度、凝胶强度及蒸煮损失等都能产生较好的影响，能够被作为脂肪替代物应用于肉糜制品中。Dinani等[47]研究了添加不同种类亲水胶体（黄原胶（X）、Iota-卡拉胶（CA）、海藻酸钠（SA）、瓜尔胶（GG）、羧甲基纤维素（CMC）、低酰基胶凝胶（GZ）、低甲基化果胶（P）、刺槐豆胶（LBG））对肉类似物（豌豆分离蛋白（PPI）与小麦面筋蛋白（WG）的混合物）的结构属性的影响。结果证明，与对照相比，向PPI-WG共混物中添加的所有种类亲水胶体都能够改善各项指数：在PPI-WG产品中添加X、CA、GG、GZ和LBG后，共混物表现出了更高的拉伸强度；含有X、GG和LBG的PPI-WG共混物呈现出更强的褐变指数；X增加了共混物的持水性，因此可能增加了多汁性。综合来看，在PPI-WG中添加X，特别是在3%和2%的高浓度下，可以改善纤维产品生产中的褐变、质地和持水特性。除了能够改善肉类产品结构和感官特性外，黄原胶、阿拉伯胶和羧甲基纤维素钠还能够减少烟熏肉制品中致癌物雜环芳香胺的形成[48]。因此，亲水胶体作为脂肪替代物在肉糜产品中的应用前景很广泛，但需注意应适量使用。

3.3 谷物纤维

谷物纤维是膳食纤维中最常见的一种，在肉糜制品中能够产生较低的热量，同时调节肠道菌群，预防高血压等疾病的发生。Souza等[49]研究发现，燕麦纤维和菊粉在提高低脂巴西煮香肠Paio的水分含量的同时，降低了脂肪含量、明度和红度；用菊粉和燕麦纤维制成的香肠在颜色、味道和整体可接受性方面得分相似，而用燕麦纤维制成的香肠质地值较低。Xu等[50]研究发现0.5%苜蓿粉和1%挤压苜蓿粉可以提高猪肉丸的质量，且两种苜蓿粉肉丸具有良好的降血脂效果，同时苜蓿粉肉丸对降低小鼠血清胆固醇和平均日增重有较好的效果。zer等[51]报道称，加入藜麦粉可以使乳化香肠的脂肪减少50%，而不会影响其感官质量。谷物纤维虽然能够应用于肉糜制品中，但其大多属于不溶性膳食纤维，口感粗糙，添加过多会导致肉糜产品的口感较差，并且谷物纤维可能会引起乳糜泻与麸质过敏患者的不适。

3.4 菊粉

含有菊粉的肉類功能性食品可以降低便秘、肠易激综合征、炎症性肠病和结直肠癌等疾病的风险，从而增强消化系统健康[52]。Montoya等[53]对4组不同的低脂丸子（对照丸子（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））的物理化学性质（水活性、湿度、脂肪、蛋白质、灰分、重量损失、pH值、颜色和质地）进行评估，并由经过训练的小组成员对4种肉丸的配方进行评定，研究发现在猪肉和鸡肉丸子的制备中，以3.5 g纤维/100 g混合物的量加入菊粉作为脂肪替代物，不仅模仿了脂肪的感官和特性，而且表现出很好的消费者可接受度。Paglarini等[54]报道称，添加含菊糖的高纤维乳液凝胶后，制成的博洛尼亚香肠的纤维含量增加，微观结构更具凝聚力，质地轮廓良好，但其会导致较低的风味和香气化合物释放。毛云等[55]将不同比例的亚麻籽胶、魔芋胶、菊粉、大豆蛋白、胶原蛋白、乳清蛋白作为脂肪替代物加入到牦牛肉糜中，并对肉糜的质构、乳化稳定性及感官评分进行研究，结果发现添加量为3%的菊粉可以提高牦牛肉糜的流变性、保油性、硬度和咀嚼性，且不会对牦牛肉糜的品质造成不良影响，更适合作为牦牛肉糜的脂肪替代物。

4 结论与展望

随着人们生活水平的提高，消费者对健康饮食的意识更强，脂肪替代物的应用也将趋向普遍化，低脂肉糜类产品是今后肉制品市场的发展趋势。目前关于脂肪替代物在肉糜类制品中的应用还局限于科学研究，真正投入市场应用的种类较少，原因可能有二：一是其与肉糜制品各个组分之间相互作用的机制研究还较缺乏；二是其在脂肪替代、熟制、贮藏以及食用过程中是否会产生或促进产生对人体不利成分的研究还不足。因此，今后脂肪替代物的研究方向除了改善低脂肉糜类制品的品质或风味以外，还有影响机制及其毒理学特性。虽然脂肪替代品在肉糜类制品中的应用具有广阔前景，但作为七大营养素之一，脂肪的合理摄入也是保证人体营养均衡的必要条件。在追求低脂的同时，也不应完全将脂肪排斥在外。站在前人的肩膀上展望未来，一定能找到优质的脂肪替代物。

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