柚皮气凝胶油吸附剂（ABOS）作为脂肪替代物对萨拉米香肠理化性质、脂肪酸组成及挥发性风味的影响

《Food Chemistry》：Aerogel-based oil sorbents derived from pomelo ( Citrus grandis L.) peel powder as a fat replacer: effect on physicochemical properties, fatty acid composition and volatile profile of salami

　　

**论文摘要翻译**

以柚（*Citrus grandis* L.）皮粉为原料制备的气凝胶油吸附剂（aerogel-based oil sorbents, ABOS）作为脂肪替代物：对萨拉米香肠理化性质、脂肪酸组成及挥发性风味的影响

- 柚皮气凝胶油吸附剂（ABOS）被用作萨拉米香肠的脂肪替代物。
- ABOS使脂肪含量降低37%–41%，能量降低24%–25%。
- ABOS增加了膳食纤维含量，同时保持了蛋白质和灰分含量。
- 粒径为125 μm的ABOS最接近全脂萨拉米香肠的质构特性。
- ABOS改善了多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸（PUFA/SFA）比值，并降低了动脉粥样硬化指数（atherogenicity index, AI）。
- ABOS在减少醛类形成的同时，维持了关键挥发性风味化合物。

**论文解读文章**

### 背景与问题

萨拉米香肠是一种广受欢迎的发酵肉制品，其风味复杂且富含蛋白质、B族维生素和矿物质，但脂肪含量高，且这些脂肪主要来自猪背膘等饱和动物脂肪。大量摄入饱和脂肪会增加心血管疾病、结肠癌和糖尿病等风险。消费者对健康肉制品的需求日益增长，因此开发低脂萨拉米成为肉品行业的重要方向。此前已有多种脂肪替代物被用于降低肉制品中的饱和脂肪，其中油凝胶（oleogel）受到广泛关注。然而，传统油凝胶需要高温溶解凝胶剂，例如乙基纤维素需在130–150 °C下熔化，此过程易促进脂质氧化，产生酮类和醛类等不良次级氧化产物。因此，亟需一种可在常温下构建油凝胶结构的新方法。柚皮约占柚子果实体积的30%，是天然聚合物材料，具有吸油能力。研究人员此前已将柚皮转化为多种凝胶状吸附剂，其中气凝胶基油凝胶吸附剂（aerogel-based oil sorbents, ABOS）可在室温下快速吸收米糠油并形成类油凝胶结构，无需加热。此外，柚皮富含膳食纤维，可能作为益生元影响萨拉米发酵过程，但其对发酵肉制品品质的影响尚不清楚。为此，本研究系统评估了ABOS作为脂肪替代物对萨拉米发酵过程中理化性质、脂肪酸组成和挥发性风味的影响。

### 研究内容

研究人员采用不同粒径（125 μm和250 μm）和浓度（5%、6% w/w）的柚皮粉制备四种ABOS，以20%比例替代萨拉米配方中的猪脂肪，并以全脂萨拉米为对照，在18天发酵过程中进行多维度品质评价。该研究发表于《Food Chemistry》。

### 主要技术方法

主要关键技术方法包括：将柚皮粉水热处理、冷冻干燥形成气凝胶模板，再浸入米糠油制备ABOS；按照萨拉米配方（55%猪肉糜、25%牛肉糜、20%脂肪或ABOS）接种商业发酵剂TRADI 302（含*Lactobacillus sakei*、*Staphylococcus xylosus*和*Staphylococcus carnosus*）制作萨拉米；采用AOAC方法测定基本营养成分，并计算能量；使用水分活度仪、pH计、色差仪和质构仪（TPA）分别测定水分活度（a_w）、pH、颜色和质构特性；利用扫描电子显微镜（SEM）观察微观结构；采用气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）测定脂肪酸甲酯（FAME），通过固相微萃取-气相色谱-质谱联用（SPME-GC-MS）分析挥发性化合物；所有数据通过单因素方差分析（ANOVA）和Tukey事后检验进行统计分析。

### 研究结果

#### 3.1 基本成分分析

化学分析结果表明，与对照相比，低脂萨拉米（fat-reduced salami, FRS）的能量含量降低24%–25%，脂肪含量从32.05 g/100 g降至18.94–20.04 g/100 g，这直接源于ABOS中气凝胶相对油脂的稀释作用。FRS的总碳水化合物含量（4.96–5.00 g/100 g）和膳食纤维含量显著高于对照（0.17 g/100 g），其中主要为不溶性纤维（3.03–3.47 g/100 g）。蛋白质和灰分含量与对照无显著差异，表明脂肪替代未对这些成分造成负面影响。

#### 3.2 质构特性

质构剖面分析（TPA）显示，250 μm ABOS配方硬度（47.51–83.90 N）显著高于对照（22.06 N），而125 μm ABOS配方硬度（22.58–34.81 N）与对照接近。125 μm ABOS配方的内聚性和咀嚼性与对照相似，而所有FRS的回复性均显著高于对照，这可能归因于柚皮纤维与肉蛋白的相互作用。综合来看，125 μm ABOS在硬度和咀嚼性上最接近全脂萨拉米。

#### 3.3 发酵过程中理化参数变化

发酵过程中，FRS的水分含量和水分活度（a_w）始终高于对照，最终水分含量为38.61–39.96%，对照为29.08%；所有样品a_w落在0.82–0.89的安全范围内。FRS的重量损失（27.92–34.36%）低于对照（44.80%），这归因于柚皮纤维的持水能力。FRS的pH在发酵期间持续下降至4.64–4.75，低于对照的5.02，且达到推荐的4.6–5.0范围，这可能与柚皮天然酸性成分及纤维促进乳酸菌活性有关。

#### 3.4 发酵过程中颜色参数变化

颜色测定显示，FRS的亮度值（L*）和红度值（a*）在整个发酵过程中均高于对照，而黄度值（b*）在最终阶段（第18天）与对照趋近（12.14–13.07）。FRS较高的红度可能归因于较低pH促进亚硝酸盐转化为一氧化氮，从而增强腌肉红色素的稳定性。

#### 3.5 微观结构

SEM观察显示，对照组萨拉米具有平滑致密的微观结构，而FRS呈现粗糙和多孔的结构。其中250 μm ABOS配方孔隙更为明显，导致结构不均匀；125 μm ABOS配方结构相对完整，与对照更接近。多孔结构有助于提高持水性和增加微生物作用表面积，有利于发酵。

#### 3.6 发酵过程中脂肪酸谱变化

脂肪酸分析表明，C16:0、C18:0、C18:1n9c和C18:2n6c为萨拉米中的主要脂肪酸。发酵期间不饱和脂肪酸（尤其C18不饱和酸）逐渐降低，而C18:0相对比例增加，这与不饱和脂肪酸的氧化降解有关。FRS的多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸（PUFA/SFA）比值始终高于对照，动脉粥样硬化指数（atherogenicity index, AI）低于对照，表明ABOS改善了脂质营养品质。

#### 3.7 发酵过程中挥发性风味物质谱变化

共鉴定出60种挥发性化合物，包括醇类9种、醛类12种、酮类5种、酯类20种、羧酸类4种、萜烯类2种、烃类2种和酚类2种。FRS与对照的总挥发物含量总体相当，且乙醇等主要醇类含量相近。第18天时，所有FRS的总醛含量低于对照，这暗示柚皮抗氧化作用可能限制了脂质氧化。FRS中羧酸含量高于对照，与pH降低趋势一致，反映纤维促进乳酸菌产酸。萜烯类（d-柠檬烯和芳樟醇）仅在FRS中检出，来源于柚皮，赋予柑橘类香气。FRS还表现出较高的酚类含量。总体而言，ABOS并未破坏萨拉米的主要风味生成途径。

### 讨论总结与结论

讨论部分指出，ABOS作为脂肪替代物能够有效降低萨拉米的脂肪和能量，增加膳食纤维，同时保持蛋白质和灰分含量。125 μm ABOS配方在质构上最接近全脂对照，并能使发酵过程更快达到推荐的水分活度和pH范围，可能缩短发酵周期，但需微生物学验证。脂肪酸谱分析证实ABOS带来更健康的脂质组成，挥发性谱分析则显示其维持了核心风味化合物，同时减少了脂质氧化相关醛类。研究局限性在于未直接测定脂质氧化指标、未进行感官评价和微生物计数。未来研究需结合GC-嗅闻法（GC-O）、气味活性值分析、消费者感官评价、贮藏稳定性测试及微生物动力学分析，以全面确定ABOS的感官贡献和商业应用潜力。

**结论**：本研究证明，柚皮来源的ABOS可作为有效的植物废弃物基脂肪替代物用于萨拉米香肠。ABOS降低了脂肪和能量含量，同时保持蛋白质和灰分水平，并增加了终产品的膳食纤维。在发酵期间，FRS样品达到了适宜的pH和水分活度值，表明其技术可行性。此外，ABOS通过产生更理想的PUFA/SFA比值和更低的动脉粥样硬化指数，改善了脂质营养质量。挥发性物质谱证实ABOS未干扰萨拉米的主要风味形成路径，因为FRS样品中检出酯类、醇类、醛类、酮类和羧酸。FRS中较低的醛含量进一步提示，柚皮的抗氧化能力可能抑制了发酵过程中的脂质氧化。在所有配方中，125 μm ABOS综合表现最佳，其质构特性最接近对照，同时维持了理想的理化、脂肪酸和挥发性风味特征。更广泛地，将柚皮转化为功能性脂肪替代物，为农业废弃物可持续升级再造成高附加值食品配料提供了可行途径，有助于循环生物经济发展。