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1、碳水化合物型脂肪替代品的研究进展摘要：综述了各种类型碳水化合物型脂肪替代品的研究进展和它们的组成、特点及功能，并介绍了碳水化合物型脂肪替代品在食品中工业的应用。关键词：脂肪替代品；模拟脂肪；碳水化合物0 前言脂肪作为食品的重要组成部分，对食品的风味、口感、质地等感官特性起着重要的作用。除提供 37.8kJ/g 能量使人体有饱腹感外，还是人体必需脂肪酸、氨基酸、前列腺素的来源和脂溶性维生素的载体，并呈诱人滋味、风味，还能改善食品质构和口感，其诱惑令人难以抵挡。但是，摄入过量的脂肪会引发肥胖、心脏病、高胆固醇、冠心病及某些癌症。美国 1995 年的膳食指南指出，在人们的膳食中，脂肪提供的热量不宜超
2、过总热量的 30，由饱和脂肪提供的热量不超过10，非饱和脂肪提供的热量至少要占 2/3。据一项民意调查，56的美国成年人正在开始减少脂肪的摄入量。要使食品完全去掉脂肪是无法做到的，有时甚至减少它的用量也将严重影响食品的可食性。消费者对食品中脂肪含量非常敏感，但又无法接受单纯减脂或无脂食品粗糙的口感时，脂肪替代品就应运而生。脂肪替代品一般分为三类：化学合成类脂肪替代品、蛋白质类脂肪替代品和碳水化合物类脂肪替代品。化学合成类脂肪替代品因为会导致肛漏和渗透性腹泻等问题而受到限制，蛋白质类脂肪替代品因其容易受热变性而导致了其应用上的局限性。碳水化合物类脂肪替代品来源广泛，产品最多，既能保持食品的风味，
3、又不提高成本而倍受青睐。它能够形成凝胶并增加水相粘度，使水相结构特性发生改变，产生奶油的润滑的粘稠度并增加滑腻的口感，具有脂肪的外观和感观特性，可以替代焙烤食品、冰冻甜点、肉制品、沙司、涂抹食品、色拉调味料等食品中的脂肪。本文主要介绍碳水化合物型脂肪替代品的研究进展。1碳水化合物型脂肪替代品碳水化合物用于食品替代部分脂肪已经有多年的应用历史了。比如在色拉调味料中使用黄原胶、卡拉胶来获得粘度和稳定性，玉米糖浆、葡萄浆作为水分活度控制剂在低脂食品的使用等。碳水化合物型脂肪替代品具有可改善水相的结构特性，提供脂肪样的口感、质构、流动性、润滑性、浑浊性和粘度等众多的脂肪样特性，并能减少食品的热量。碳水
4、化合物型脂肪替代品虽不能用于煎炸焙烤等高温处理工序和溶解油溶性风味物质，但所有的碳水化合物型脂肪替代品(聚糊精除外)都能被完全消化，不会引起肛漏和腹泻等不良反应。目前这类模拟脂肪大致分为以下几类型。1.1胶体型胶体类化合物用作稳定剂、增稠剂和胶凝剂，增加食品的稠度和胶状效应，胶体类化合物包括卡拉胶、果胶、瓜尔胶、角豆胶、黄原胶和阿拉伯胶等胶体。通常和食品中组分相互作用，在总体用量很少(0.10.5)的情况下，就可获得相当高的粘度和促进物质稳定。该类型产品主要用于色拉调味料、甜点心、雪糕、乳制品、焙烤食品和果酱等。1.1.1卡拉胶卡拉胶是一种高分子多糖，根据分子中硫酸酯和3，6去水半乳糖含量的不
5、同，可分为 iota型、 kappa型和 lamda型三种类型。主链中的去水半乳糖单位是产生凝胶的必要条件，而硫酸酯化度则是控制胶体的质构。iota型和 kappa型有胶凝作用，可作为胶凝剂； lamda型虽无胶凝作用，但可起到增稠作用，可作为增稠剂。iota型卡拉胶与 Ca2作用可形成透明、有弹性、不脱水的凝胶，用于低脂肪牛肉制品中。Egbert 等人根据这一特性，选用 iota型卡拉胶来生产低脂牛肉末，因为它形成的凝胶不脱水，具有很多肉制品生产所必需的保湿性和良好的冻融稳定性。此外，有些 iota型卡拉胶的冷溶性还赋予低脂牛肉末一定的机械加工性能。据形态学研究表明，产品中的卡拉胶粒子与脂肪
6、滴的大小、形状相似，所以水合的卡拉胶可提供类脂肪的感官特性；另外，卡拉胶凝胶粒子还具有将水分保留在肉制品系统内的作用。因此，卡拉胶是目前低脂肪肉制品工业中使用最普遍的一种脂肪替代品，它具有改善肉质，赋予产品多汁多肉的口感，有助于释放肉香，减少蒸煮损耗，提高质量等功能。1.1.2果胶果胶是天然存在于水果和蔬菜中的可溶性膳食纤维，可作为增稠剂或胶凝剂。它是以(14)键结合的 D半乳糖醛酸为基本结构的多糖类物质。果胶分为 HM 果胶(酯化度50) 和LM 果胶(酯化度50 )。果胶与 Ca2配合作用，在 pH=2.95.5范围内形成胶体，浓度可达80。其代表产品是 Wilmington,Delbas
7、edHerculesInc.公司生产的 Slendid，它与其它配料混匀，加入含有 Ca2的溶液作为胶凝剂，形成凝胶，再将凝胶制成细小的胶粒，由于果胶胶粒柔软、富有弹性、可以变形，具有与脂肪球相似的粒径，可以模拟脂肪球的物理性质和感官特性，此外，它还能使食品产生类似脂肪“融化”的现象。Slendid 主要应用于冰淇淋、蛋糕、甜点、奶酪和调味料等许多产品中。除卡拉胶和果胶外，角豆胶、瓜尔胶、黄原胶及明胶等也可用于脂肪替代品中，如黄原胶可稳定福兰克福红肠的质构；刺槐豆胶、黄原胶分别加入到低脂肉糜中，可改善低脂肉糜制品的口感、质构及热稳定性；明胶通过瓜尔胶、角豆胶等所含的乳甘露聚糖作用来产生与脂肪相
8、似的流变特性和颗粒感。 1.2淀粉型此类产品是以玉米、木薯、山芋、小麦、大米、马铃薯、高梁等淀粉质都可作为原料。它们经酸水解、酶水解、氧化、糊精化、交联作用来进行改性，可在食品中提供奶油样的润滑性和增加食品的粘稠度，从而可模拟脂肪的感官特性。淀粉型脂肪替代品一般应用于色拉调味料、人造奶油、糖霜、果酱、夹心酱、焙烤食品、香肠肉馅，不太适用于低水分的食品如饼干等。1.2.1麦芽糊精用作脂肪替代品的麦芽糊精来源于马铃薯淀粉、木薯淀粉及燕麦淀粉等。燕麦淀粉经 淀粉酶水解可转化成麦芽糊精。低 DE 值的麦芽糊精最适宜作脂肪替代品。GrainProcessing公司研制的 MaltrinMO40，是一种白
9、色喷雾干燥粉末，在热水中能完全溶解，冷却后形成热不可逆胶体。它是玉米淀粉经有限水解喷雾干燥而制得的麦芽糊精，DE 值为5，五糖及五糖以上的糖占98。MaltrinMO40无味，口感润滑，能产生类似脂肪的感官特性，且其涂抹的食品热量约为18.8kJ/g，可用于人造黄油、色拉调料、冻冷糕点等食品中，作为低脂肪食品中的部分替代品。PaselliAS2是一种由 AvebeAmerica 公司生产的马铃薯淀粉糊精，其 DE 值为3，pH 值为5.57.0，25的水溶液的热量值仅为脂肪的11，风味清淡，冷水膨胀形成类似于脂肪结构的耐热性胶体，内含口腔会呈现一种油脂状性质，可替代50以上的脂肪。将 Pase
10、lliSA2适量地加入到食品中，在一定温度下，可形成具有光滑类脂肪的结构及口感温和、清爽的稳定凝胶。由于它适用的 pH 值为37，酸稳定性好，所以尤其适用于酸性的食品中。此外，由 NationalStarchChemicalCorp.公司生产的 NOil和 NOil木薯淀粉麦芽糊精，可用来生产无脂肪冷冻食品和低脂食品，如可倾出和用汤匙舀出的色拉调料、布丁、人造奶油类涂抹食品和人造酸奶油。通常使用的是该产品的2035的水溶液，其热量值为42kJ/g 左右。1.2.2变性淀粉玉米淀粉经酸处理后干燥到7的含水量，所得白色粉末状变性淀粉可用作脂肪替代品。例如 Pszcaola 等人用这种粉末调成一种具
11、有类似脂肪的口感和质构的柔滑稀奶油状物质，它具有与起酥油相似的流变特性，热量值只有脂肪的1/9 。Stellar 是一种酸变性玉米淀粉，含水量为7，将其2025的浆液在高压下均质，可形成光滑的稀奶油状物质，这种稀奶油状物质主要由直径为35m 的，与脂肪粒子大小相似的球形粒子组成，因而可替代冰淇淋、奶酪、焙烤食品中的部分脂肪，在质构、口感、稳定性及外观等方面与高脂肪的食品相同。Stellar 的热量值小于1kJ/g。RiceTrin 是大米经 淀粉酶水解制得的，其 DE 值小于3，大米中的蛋白质、维生素、矿物质等成分依然存在，水解后的大米固体形成一种具有类似脂肪质构的光滑而有弹性的凝胶，使用方便
12、，易消化，在反复冷冻解冻以及高温、低 pH 值上都有较好的稳定性。可应用于诸如冰淇淋、色拉调味料、焙烤食品、奶酪等低脂食品中。此外，Staley 公司推出的 StaSlim 是一种酸变性的马铃薯淀粉，它与油脂协同作用能产生类似的口感和质构，其热量值为168kJ/g ，适用于干酪、糕点和汤。1.3纤维素型纤维素型产品包括微晶纤维素、粉末状纤维素、羧甲基纤维素钠、纤维素胶、甲基纤维素、改性植物胶、羟基多元醇甲基纤维素和糖类胶。它们在含水体系模拟脂肪，可以改善质构、口感、稠度，增加粘度、光泽、不透明度、油滑性和保水性。纤维素是经过物理或化学方法处理后制成纤维素粒子，在水中分散后形成球珠状胶体溶液，一
13、定量的这种胶体溶液可以替代水包油溶液，产生类似脂肪的流变特性和口感。改变纤维素的用量、粒径大小和胶粒形状等可以得到多种不同性状和用途的脂肪替代品，它们一般都是和食品其它的配料一起使用来替代食品中部分脂肪。纤维素型脂肪替代品几乎不含热量，被 FDA 认为是 GRAS，可以在食品中作为填充剂、持水剂、表面活性剂和气泡稳定剂。例如由丹麦 Danish 糖业加工厂生产的含 47膳食纤维的 NutrioPFibre 持水力大约是纤维自重的89倍，不受 pH、温度和盐浓度的影响，能结合大量的水产生类似油脂的质构，可应用于蛋黄酱、色拉调味料、糖果和肉制品中。1.4半纤维素型半纤维素又称为植物杂多糖，大多数是
14、用碱性溶液从纤维素中提取得到的，其化学结构主要由木糖、甘露糖、半乳糖等单糖组成。其代表产品有 Fibrim 和 Fibrex。Fibrim 是由ProteinTechnologiesInternational 公司生产的大豆纤维脂肪替代品；而 Fibrex 则是由 DeltaFibreFoods公司生产的甜菜纤维制成的脂肪替代品，能耐高温，常用于肉类制品中。1.5葡聚糖型葡聚糖是由葡萄糖和山梨醇在柠檬酸或磷酸催化作用下形成的聚合物，其热量值为42kJ/g ，可用作膨胀剂、保湿剂、配方助剂和组织生成剂。葡聚糖有三种形式：pH 为2.53.5的葡聚糖；pH为56的、20水溶液的葡聚糖 N 和 pH
15、 为56的、粉末状的葡聚糖 K。葡聚糖可应用于焙烤食品、调味料、口香糖、糖果、蜜饯、糖霜、色拉调味料、冷冻甜点心、明胶、布丁、夹心馅、硬糖、软糖、花生酱、水果涂层、甜果酱和糖浆。代表产品有 Oatrim、ZT 和 Litesse。燕麦麸经 液化淀粉酶水解处理后，分离出的 葡聚糖称为 Oatrim，溶于水，可部分消化，热量值为4.2kJ/g。因其能引起小肠渗透压升高，导致轻微腹泻，所以在食品中的用量受到限制。Oatrim 口感与甘油三酯相似，对热稳定，可耐高温瞬时杀菌和高压杀菌，具有提高食品的粘度，产生类似脂肪的外观和口感的作用。主要应用于乳制品、糖食、冷冻甜点心、布丁、谷类食物、冰淇淋、奶酪涂
16、料、焙烤食品和肉制品。ZTrim 是由燕麦、黄豆、豌豆、米、玉米、小麦的麸皮制得的，不能被人体消化吸收。它具有稠化、润湿和润滑的作用，与 Oatrim 搭配用于奶酪、焙烤食品、肉饼。此外，Litesse 是改性的葡聚糖，是由葡聚糖深加工制得白色至乳白色非结晶粉末，主要成分是缩葡聚糖、山梨醇和柠檬酸，可作膨松剂和保湿剂，一般用来生产点心、焙烤食品、冷冻甜品、布丁、胶质软糖等低脂食品。1.6混合型将各种配料按一定的比例混合，可形成混合型脂肪模拟替代品，能提供模拟脂肪的感官特性和特殊应用的功能性。如变性淀粉与卡拉胶的混合使用，或低 DE 值麦芽糊精与一些乳化剂复配；菊粉与其它亲水胶体配合使用，则可改善食品组织形态，增加食品的粘度，形成光滑细腻脂肪状的凝胶，产生与脂肪相似的熔融及流变特性；由改性淀粉、植物蛋白、玉米糖浆混合组成的Ultra Freeze400，以0.751.5的添加量用于低脂冷冻甜食中
