脂肪替代物的分类和来源

子任务一　脂肪替代物的分类和来源

一、脂肪替代物的概念

近年来流行病学研究发现，高脂肪膳食能引起消费者多种疾病，被认为是肥胖症、高血脂、心脏病、动脉硬化、糖尿病以及一些相关疾病等的诱因之一。饮食中饱和脂肪酸过高，会引发如乳腺癌、结肠癌等癌症以及胆囊炎。因此低脂肪膳食一直为营养学家所倡导，但是降低食品中的脂肪含量会影响到食品的感官性质，单纯减少食品配料中的脂肪含量会给产品风味及口感带来不良影响，使食品口感粗糙，滋味下降，从而影响消费者对产品的接受性。脂肪替代物是解决这一矛盾的有效产品。优质的脂肪替代物不仅能最大限度地降低食品中的脂肪含量，而且能尽可能地保持甚至改善原有食品的感官品质。

原则上，凡能在食品的加工过程中部分或全部代替油脂的使用，且不会或较少影响油脂对食品的特性，并以降低人体摄入后代谢所产生的热量为目的的物质都可称为脂肪替代物。

二、脂肪替代物的分类

脂肪替代物可分为两大类。

第一类是以油脂为基础成分进行改性所得到的类油脂产品或完全经过化学合成的酯类物质，可用来模拟油脂性能。

类油脂产品的消化性能有两种:一是完全不能被人体消化吸收，直接排出体外，热量值几乎为零的脂肪替代物，即不吸收型类油脂;二是能部分或全部被人体消化吸收，但热量值较低的脂肪替代物，即部分或全部吸收型类油脂。

脂质为基质的脂肪替代品在应用上的局限性:当过量摄入时，可能导致肛漏与渗透性腹泻，同时影响脂溶性维生素的吸收，安全毒理性也有待于进一步研究。

第二类是以碳水化合物或蛋白质作为基本组分，有人称为脂肪模拟物。以碳水化合物为基本组分的油脂替代物，可分为全消化、部分消化和不消化三种，但单位代谢热量都小于等量油脂的热量。这两大类脂肪替代物的区别见表11－1。

表11－1　不同种类脂肪替代物的区别

续表

注:高温或低温食品是指需经高温或低温处理的食品。

(一)类油脂脂肪替代物

类油脂脂肪替代物是高分子化合物，其在物理和化学性质上类似脂肪酸(传统的脂肪和油脂)。在理论上，它们能等量地取代食品中的脂肪，也被称为脂肪基质的脂肪替代物。这类替代物具有类似日常食用油脂的物理性质，能维持食品体系的亲油性，不影响风味物质的分布和释放。同时，其酯键能抵抗人体内脂肪酶的催化水解而不参与能量代谢，为低热量产品。它们可以是化学合成的，也可以是从传统的脂肪或油脂中提取再通过酶法改性制得。其中最有代表性的产品为蔗糖聚酯、中碳链甘油三酯。一般情况下，这种脂肪替代物在烹饪或油炸的温度下是稳定的。

设计类油脂脂肪替代物的原则是使该产品在消化道运转的过程中不被脂肪酶作用。例如，将传统甘油三酯中的甘油部分换成多元醇物质(如蔗糖)，这样产生的大分子聚酯其立体空间不适于脂肪酶的接近。也可将甘油三酯原来所含的脂肪酸替换成其他合适的酸(如芥酸)，这样生成的新的化合物也会阻碍消化酶的作用，可用方法包括引入带α－分支链的羧酸结构。这些产物均有类似于油脂的口感特性，但仅含有油脂的部分能量或完全不含能量。

1.蔗糖聚酯

蔗糖聚酯(Olestra)是脂肪酸蔗糖聚酯(SPE)的商品名，1968年美国Protecter＆Gamble公司首次报道该产品的不可消化性，它有5个酯基团不能被消化。这种产品可代替35%以上的家用或工业用起酥油、色拉油和烹调油。Olestra是C₈～C₂₂脂肪酸与蔗糖的己、庚和辛酯，它的制备方法是将蔗糖与长链脂肪酸甲基酯进行酯交换，然后经提取精制而成。

生物合成法是20世纪80年代发展起来的酯的酶法合成法，给蔗糖聚酯的研究开辟了一条新途径。根据脂肪酶的催化特性，在疏水相中能催化酯交换反应，具有催化活性高、反应条件温和、选择性强、产物分离简单等优点。某些微生物也能产生蔗糖酯，同样具有乳化、润湿和增溶等表面活性。用根霉菌、肠杆菌、曲霉菌、假单胞菌、色杆菌、链球菌和青霉菌属的脂肪酶，使蔗糖和脂肪酸如油酸、亚麻酸反应，可生成蔗糖酯。

2.羧酸酯

羧酸酯首先由美国Nabisco Brands公司制得，它是脂肪族功能团与羧基功能团结合形成的两种酯或醚经进一步键合而成的复合酯产物。通过调节脂肪酸组成即可制得质构及熔融特性复合要求的产品，合成的或天然的脂肪酸均可使用。通过与天然油脂或其他代脂品(如蔗糖聚酯)或酯化合物相互之间键合形成复合酯，以达到调整终产品的熔融特性及流变学特性的目的。羧酸酯可部分或全部替代低温食品用油、油炸用油、组织化肉制品和焙烤食品中的油脂。

3.丙氧基甘油酯

丙氧基甘油酯(EPG)为美国加利福尼亚州Arco化学公司的专利产品，是乙酰化环氧化物与多元醇的结合物。制备过程中，首先让甘油与丙烯环氧化物在碱催化条件下进行反应，得到的丙氧基甘油(含有2～5个丙烯氧化物)再与适当的脂肪酸进行酯化反应而得到终产品，所用的脂肪酸可由天然油脂分离制得或选用合成产品。这种油脂替代物不被人体消化吸收，也没有弹性。其物理特性介于液体油与固体脂肪及润滑脂之间，具有良好的口感特性。它的潜在用途包括传统食用油、色拉调味料、焙烤食品、涂抹食品和冰淇淋等。

(二)以碳水化合物或蛋白质为基础的脂肪替代物

以碳水化合物、蛋白质为基础的脂肪替代物，是感官或物理性质模拟油脂的物质，不能完全替代脂肪。热量值较低，具有脂肪类似的功能，部分品种作为公认的安全物质(GRAS)已经批准可应用在食品生产上。

1.以碳水化合物为基础的脂肪替代物

用碳水化合物来部分替代食品中的油脂已有悠久的应用历史。数种改性淀粉和植物胶等已成功应用在蛋黄酱、色拉调味料和冰淇淋等产品中。碳水化合物能形成凝胶并增加水相的粘度，可用来改善水相结构特性，产生奶油状润滑的粘稠度并增强滑腻的口感特性。以碳水化合物基的脂肪替代物本身不能模拟油脂与淀粉或面筋的相互作用情况，但在有脂肪酸型乳化剂协助下其相互间的作用得以加强，这样制得的产品就更具油脂的口感。

(1) N－Oil

N－Oil是由美国国立淀粉与化学合作公司于1984年推向市场的产品，它是由木薯淀粉经酸催化水解而得到的糊精产品。国际市场上出售的是固体粉末状产品，需加水调制并经热处理才会显示出类似油脂的特性和功能。在生产中常用1份的N－Oil加3份的水来替代4份的油脂。这样，37.62kJ/g的脂肪能量就减至4.18kJ/g的替代物能量。N－Oil的使用范围包括冰冻甜点、稀黄油、酸乳酪、色拉调和料以及欧洲早餐腊肠等。

(2)葡聚糖

葡聚糖是由美国Pfizer公司生产，通常用作填充剂，但由于它的湿润特性和组织结构特征，也可作为油脂替代物。市场出售的葡聚糖有三种形式:葡聚糖(粉末状，pH 2.5～3.5);葡聚糖N(70%的水溶液，pH 5.0～6.0);葡聚糖K(干燥缓冲粉末状，pH 5.0～6.0)。目前，葡聚糖已被美国FDA批准，允许应用在焙烤食品、焙烤混合基料、口香糖、糖果、色拉调味料、冷冻乳制品和布丁等食品。

2.以蛋白质为基础的脂肪替代物

以蛋白质为基础的脂肪替代物的共同特征是微粒化，要形成稳定的大分子交替分散体系，蛋白质颗粒的直径不得大于10μm，这样的分散体系其口感也类似于水包油乳化体系的特性，并且能够产生类似于油脂的奶油状及滑润细腻的口感特征。蛋白质微粒来源为蛋清或奶蛋白，尤其是乳清浓缩蛋白。微粒蛋白是将蛋白颗粒制成显微大小的粒子，粒子间可能互相卷曲或分散，给人更为明显的口感特征。蛋白质型脂肪替代物尚不能解决膳食中所有与脂肪有关的问题，但将它制成的食物作为每日平衡膳食的一部分，可以不牺牲口感和美食为前提降低对脂肪的摄取量，是一个很有发展前景的脂肪替代物类型。

目前所应用的蛋白质基脂肪替代物，具有的共同特征:均从天然原料中分离制得，呈水分散体系，未聚集状的蛋白质微粒分子。生产蛋白质型脂肪替代物是以蛋白原料为主料，配以黄原胶、果胶、麦芽糊精等增稠剂以及卵磷脂、柠檬酸等作为辅料加工制成。

(1) Simplesse

Simplesse是美国Nutra-Sweet公司生产的一种以牛乳蛋白为基础的产品，它是以牛乳或鸡蛋蛋白为原料经一种专利微粒化过程制得的。这个微粒化过程首先是以热处理使蛋白质发生一定程度的变性，之后通过很强剪切力作用使蛋白质颗粒大小降至0.1～2.0μm之间，从而产生类似油脂的口感。此外，Simplesse还包含其他一些成分，如乳糖、柠檬酸、乳化剂和复合抗絮凝剂(卵磷脂、黄原胶、麦芽糊精或果胶)，这些组分的共同作用使产品具有良好的物理和口感特性。Simplesse于1990年被美国FDA批准可应用在冰凉点心上，此后日本和西欧一些国家也批准了它的使用。

(2) LITA

美国Opta食品配料公司开发的脂肪替代物LITA，是以玉米中分离出的高疏水性蛋白质(如玉米醇溶蛋白)为原料经微粒化过程制得。这种蛋白质存在于各种谷物(如玉米、小麦、大麦和大米)中。LITA是通过控制沉淀过程制得的。溶解于醇溶液中的玉米醇溶蛋白在一定的pH值、添加剂、搅拌力和温度条件下，与水混合形成球状微粒子的交替分散液，球状微粒子的平均大小在0.3～3.0μm之间，彼此之间相互分开没有聚积。之后通过分子蒸馏去掉乙醇，并应用超滤的方法对悬浮液加以浓缩，浓缩液再经巴氏杀菌或干燥成粉末状。粉末状LITA的保存时间较长一些，使用前需要重新复水调制成胶态悬浮液，其物理性质极类似于原先未干燥的悬浮液。LITA可用来代替蛋黄酱、冰淇淋和涂抹食品中75%～100%的油脂含量。

三、脂肪替代物应符合的要求

一种理想的脂肪替代物应具备下列特性:

(1)类似油脂滑腻的口感;

(2)无色、无味;

(3)贮存期至少1年;

(4)在中或高温条件下性质稳定;

(5)低能量或无能量;

(6)与营养素、维生素和风味物质不发生相互作用;

(7)无生理副作用，如摄入后不会出现轻泻(Laxative effect)或渗透性腹泻现象。