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该综述聚焦植物油基脂肪替代物(FRs),探讨其在肉类、烘焙、乳制品中的应用。介绍了液体油、氢化 / 酯交换脂肪、油凝胶、乳液凝胶等类型,分析其结构方法、功能特性及对食品质构、氧化稳定性等的影响,指出需优化配方提升稳定性和接受度。
1. 引言
心血管疾病(CVD)、肥胖等非传染性疾病与饱和脂肪酸(SFA)摄入密切相关。肉类、烘焙和乳制品中高 SFA 含量增加健康风险,但 SFA 对食品的口感、质地等感官品质至关重要。植物油富含不饱和脂肪酸(UFA),包括单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA),有助于改善心血管健康,但液体植物油直接替代固体脂肪会影响食品质构。因此,结构化植物油(如油凝胶、乳液凝胶)作为脂肪替代物(FRs)成为研究热点,本综述旨在探讨其在食品中的应用进展。
2. 植物脂质
2.1 植物油
植物油主要由甘油三酯(98%)组成,室温下呈液态,UFA 占主导。不同植物油脂肪酸组成差异显著,如棕榈油富含棕榈酸和油酸,菜籽油(CNO)含高油酸,大豆油(SBO)和葵花籽油(SFO)富含亚油酸。植物油的氧化稳定性是关键问题,不饱和脂肪酸易氧化产生有害物质,影响食品品质和货架期,需通过添加抗氧化剂等方式改善。
2.2 植物蜡
植物蜡是脂肪酸衍生酯,可模拟甘油三酯物理性质,如巴西棕榈蜡(CNW)、小烛树蜡(CDW)、米糠蜡(RBW)等。蜡的组成影响油凝胶的流变特性和微观结构,如高饱和脂肪酸和高熔点脂肪酸的蜡可形成坚硬粘稠的油凝胶,RBW 因成分均匀易形成针状纤维或片状结构。植物蜡在食品中可用于制备油凝胶,作为脂肪替代物。
3. 植物油作为脂肪替代物(FRs)
3.1 脂肪替代物的分类与定义
FRs 分为脂肪替代品(脂质基)和脂肪模拟物(碳水化合物或蛋白质基)。脂肪替代品化学结构类似脂肪,可部分或完全替代脂肪;脂肪模拟物通过持水模拟脂肪质地,仅能部分替代。
3.2 液体植物油
直接添加液体植物油可改善食品脂肪酸组成,如用橄榄油(OO)替代肉类乳浊液中的动物脂肪可提高 n-6/n-3 脂肪酸比例,用 CNO 替代猪肉脂肪可降低香肠中 SFA 含量。但直接添加可能导致质构和氧化稳定性问题,如南瓜籽油替代牛肉脂肪使香肠质地变软、颜色变浅。
3.3 植物油的改性
传统改性方法包括氢化和酯交换。氢化可增加油的稳定性,但产生反式脂肪酸(TFA);酯交换可控制脂肪酸组成且无 TFA,但酶成本高且消费者接受度低。新兴方法如油凝胶化和乳液凝胶化更具前景。
3.4 乳化液和乳液凝胶(EG)
乳化液通过乳化剂稳定油水分散体系,包括 O/W、W/O 等类型。乳液凝胶结合乳化液滴和凝胶网络,具有固体机械性能,可作为脂肪替代物。例如,用大豆分离蛋白和魔芋粉制备的乳液凝胶可模拟猪油质地,用于降低肉制品脂肪含量。
3.5 油凝胶
油凝胶通过凝胶剂形成三维网络将液体油固定为粘弹性凝胶状结构,分为直接和间接凝胶化。直接凝胶化使用亲脂性凝胶剂(如蜡、乙基纤维素 EC),间接凝胶化以乳液为模板。油凝胶可改善食品脂肪酸组成,作为脂溶性活性物质载体,但需注意水含量和生产工艺差异。
4. 植物油基脂肪替代物在食品中的应用
4.1 肉类产品
- 肉糜 / 乳浊液:油凝胶(如 EC-SBO 油凝胶)替代猪肉脂肪可降低 SFA 含量,改善乳化稳定性,但高 EC 浓度会增加硬度和色度。乳液凝胶(如 SFO - 豆粉乳液凝胶)替代动物脂肪可减少脂肪含量,保持质构。
- 香肠和法兰克福香肠:液体油(如 CNO、OO)替代猪肉脂肪可改善脂肪酸组成,但可能影响质构和颜色。油凝胶(如蜂蜡 BW - 亚麻籽油凝胶)和乳液凝胶(如 OO - 奇亚油凝胶)替代部分脂肪可降低 SFA,维持感官品质,但高替代量可能影响接受度。
- 汉堡 / 肉饼:麻油油凝胶可模拟猪肉脂肪质地,但感官评价显示多汁性和风味不足。乳化液(如虎坚果油乳化液)替代牛肉脂肪可提高 UFA 含量,保持口感。
- 肉酱:CNO 油凝胶替代 60% 猪肉脂肪可减少饱和脂肪,维持质构和感官品质,亚麻籽油 - BW 油凝胶替代 30% 脂肪时接受度最高。
- 肉丸:CNO 替代鸡肉脂肪可改善 PUFA/SFA 比例,OO 乳化液替代 lamb 脂肪可降低胆固醇,维持氧化稳定性。
4.2 烘焙产品
- 蛋糕:蜡基油凝胶(如 BW、RBW)替代起酥油可改善脂肪酸组成,25% 替代量对蛋糕体积和质地影响小,高替代量增加硬度。乳液凝胶(如花生芽油凝胶)和乳化液(如米糠油乳化液)替代脂肪可降低 SFA,保持感官品质。
- 饼干和曲奇:油菜籽油蜡基油凝胶替代棕榈油可减少饱和脂肪,单酰甘油(MAG)油凝胶饼干质地接近对照。茶多酚酯油凝胶替代 50% 脂肪时,饼干品质与对照相当。
4.3 乳制品
- 冰淇淋和冰牛奶:红棕榈油替代牛奶脂肪可增加类胡萝卜素和维生素 E,降低 SFA,但需添加稳定剂改善质构。W/O/W 双重乳化液和 Pickering 乳液凝胶可减少脂肪含量,维持融化抗性和口感。油凝胶(如 CNW-SBO 油凝胶)降低冰淇淋融化率,但可能影响膨胀率。
- 奶酪产品:SBO 油凝胶替代牛奶脂肪可降低 SFA,改善油结合能力,RBW 油凝胶奶酪硬度接近对照。植物基奶酪类似物(如 OO - 豌豆蛋白乳液凝胶)高蛋白质、低脂肪,质地与传统奶酪相似。
5. 结论与建议
植物油基 FRs 是传统动物脂肪的可行替代品,可改善食品脂肪酸组成,但其性能因食品基质而异。油凝胶和乳液凝胶在质构和稳定性方面表现突出,但需优化配方以提高消费者接受度。未来研究应聚焦配方优化、稳定性提升和感官评价,推动健康可持续食品发展。