《Foods》：Oleogels and Related Structured-Lipid Systems as Dual-Function Ingredients in Meat Products: Saturated Fat Replacement and Bioactive Delivery
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油凝胶（Oleogels），其中液体油通过油凝胶剂（oleogelators）结构化形成半固体基质，已被广泛研究作为肉制品中的动物脂肪替代物，其可降低饱和脂肪酸（SFA）含量，同时有助于保持质地、结构和乳液稳定性。报道的改善效果显著：使用富含多不饱和脂肪酸（P
油凝胶（Oleogels），其中液体油通过油凝胶剂（oleogelators）结构化形成半固体基质，已被广泛研究作为肉制品中的动物脂肪替代物，其可降低饱和脂肪酸（SFA）含量，同时有助于保持质地、结构和乳液稳定性。报道的改善效果显著：使用富含多不饱和脂肪酸（PUFA）的油脂结构化以替代猪背膘，已使汉堡中的PUFA/SFA比值提高约3.6倍，并将n-6/n-3比值降低多达23倍；而纤维素和蜡基结构化系统已将肉饼中饱和脂肪占总脂肪的比例从约42%降至15%。与此同时，油凝胶及结构相关的凝胶作为亲脂性生物活性物质（如类胡萝卜素、姜黄素、植物甾醇和omega-3脂肪酸）的载体，可改善氧化稳定性并调节消化释放，在某些系统中封装效率超过90%。一个结构化脂质系统能否在肉基质中同时发挥这两种作用仍基本未经测试：经典油凝胶的直接证据仅限于少数案例，最明确的是添加姜黄素的蜂蜡油凝胶用于猪肉汉堡，其在冷藏和烹饪过程中保持了抗氧化保护。本综述整合了脂肪替代和生物活性递送的研究，将经典油凝胶与凝胶乳液（gelled emulsions）、Pickering乳液（Pickering emulsions）和双凝胶（bigels）区分开来，并根据证据水平对研究进行分层。由于当前大多数支持来自相关系统，本文将其定位为一种视角，绘制了这种证据梯度，并定义了在真实肉制品加工和储存条件下验证双功能油凝胶所需的实验。
论文主体部分包括以下章节：1. 引言（Introduction）；2. 油凝胶结构化系统（Oleogel Structuring Systems）；3. 肉制品中的饱和脂肪替代（Saturated Fat Replacement in Meat Products）；4. 油凝胶作为生物活性化合物的递送系统（Oleogels as Delivery Systems for Bioactive Compounds）；5. 两种功能在肉制品基质中的融合（Convergence of Both Functions in Meat Product Matrices）；6. 技术权衡与局限性（Technological Trade-Offs and Limitations）；7. 研究空白与未来展望（Research Gaps and Future Perspectives）；8. 结论（Conclusions）。
在引言中，研究人员指出减少加工肉制品中饱和脂肪酸（SFA）含量是应用肉科学的重要目标。油凝胶由液体油通过油凝胶剂（oleogelator）形成三维网络物理截留而构成，赋予油脂半固体性质，无需部分氢化，可模拟动物脂肪的塑性、结构和口感，同时提供更富含不饱和脂肪酸的脂肪酸谱。已有大量研究将油凝胶作为肉制品中的脂肪替代物，应用于汉堡、法兰克福香肠、波洛尼亚香肠、肉饼、肝酱、干发酵香肠和肉糜中，普遍报告SFA含量降低及营养脂质指标（如PUFA/SFA和n-6/n-3比值）改善。但技术成功与否取决于产品类型，硬度、多汁性、烹饪损失、脂质氧化、颜色稳定性、感官接受度和储存行为等参数因油脂、油凝胶剂、替代水平和加工条件而异。另一条独立研究线考察油凝胶作为亲脂性生物活性化合物的递送系统，利用油凝胶网络减少分子迁移、限制氧气扩散并物理截留化合物，已研究用于类胡萝卜素、姜黄素、生育酚、植物甾醇、精油和omega-3脂肪酸，在模拟消化中改善氧化稳定性或改变释放。然而，大多数证据来自孤立油凝胶、模型系统、烘焙产品、乳制品或制药相关基质，而非肉制品。肉基质含有盐、水、蛋白质、血红素色素、铁和内源性促氧化剂，可能影响生物活性物质的稳定性和释放。本综述的假设是，当油凝胶被掺入肉制品时，这两种功能可能在机制上相互关联：用于替代动物脂肪的油凝胶剂也决定了网络的密度、孔隙率、持油能力和热行为，从而影响共掺入的亲脂性生物活性化合物的保留、氧化稳定性和释放。综述将来自两种研究线的证据整合，区分肉制品中的直接证据与模型或非肉系统的外推，并提出评估油凝胶作为加工肉制品中潜在双功能系统的研究议程。由于经典油凝胶在肉基质中同时发挥两种作用的明确证据仅限于个别案例，本综述有意识地处理结构相关系统（凝胶乳液、Pickering乳液和双凝胶）作为分级机制支持，而非等同证据，并明确这种证据层次及所需验证。
在油凝胶结构化系统部分，研究人员描述了油凝胶形成的机制：油凝胶剂组织成三维网络，固定液体油并将其转化为半固体材料。对于肉制品重组，该网络需同时满足多种功能：在混合、斩拌、填充、烹饪或干燥过程中保持油脂；提供与目标产品兼容的质地；在储存期间保持稳定；若掺入生物活性化合物，则需保护或保留该化合物于脂质相中。主要油凝胶结构化途径包括：晶体颗粒系统，依靠油凝胶剂自身结晶成针状、片状或层状结构，缠结并固定周围油脂；自组装系统，如γ-谷维素与β-谷甾醇混合物或12-羟基硬脂酸，在油相中成核并生长为纤维状或螺旋状结构，通过氢键、范德华力和疏水力稳定；聚合物系统，如乙基纤维素，通过加热至玻璃化转变温度以上并冷却后形成氢键交联连续网络，所需温度通常高于100°C，可能促进载体油及热敏生物活性化合物的氧化降解；间接模板化系统，先构建水包油乳液、泡沫或水凝胶模板（如蛋白质、多糖或羟丙基甲基纤维素），再通过干燥、冷冻干燥或超临界二氧化碳萃取去除水相，留下多孔支架，随后浸渍液体油，该途径避免了高温步骤，但干燥步骤可能在油-空气界面引入氧化风险。组合两种或多种油凝胶剂（如蜡与单甘酯混合物、甾醇与单甘酯混合物或聚合物系统增强次级结构剂）通常可提高持油能力、热稳定性和机械强度。例如，在乙基纤维素-蜡混合物中，仅添加1%蜡即可使自支撑网络在约一半乙基纤维素浓度下形成。这些结构属性对于双功能配方至关重要，因为支撑脂肪替代的网络密度、持油和热抗性同样是控制生物活性保留和氧化保护的关键性质。油凝胶剂类型、浓度和混合比例应被视为不仅影响质地设计，还可能塑造系统作为生物活性保留或递送平台潜力的变量。
在肉制品中的饱和脂肪替代部分，研究人员详细回顾了油凝胶在各类加工肉制品中的应用。在汉堡中，Gómez-Estaca等人使用乙基纤维素或蜂蜡结构化橄榄油、亚麻籽油和鱼油混合物，完全替代猪背膘，使PUFA/SFA比值提高3.6倍，n-6/n-3比值降低23倍，蜂蜡结构汉堡感官评价更优。Moghtadaei等人使用芝麻油油凝胶部分替代牛肉脂肪，饱和脂肪含量降低2倍，但氧化稳定性随替代水平增加而下降。Lopes等人使用猪皮结构化橄榄油油凝胶，发现含抗氧化剂的配方（初榨橄榄油或添加橄榄叶提取物）在180°C烹饪和90天冷冻储存后仍保持保护，而抗氧化剂耗尽的油则发生氧化。在法兰克福香肠和其他乳化香肠中，Barbut等人使用乙基纤维素和山梨醇单硬脂酸酯结构菜籽油油凝胶替代50%猪背膘，需添加表面活性剂以重现硬度。Wolfer等人使用米糠蜡结构大豆油油凝胶，改善了脂肪酸谱，但高蜡浓度需延长加热，加速脂质氧化并引入不良风味。Kouzounis等人使用单甘酯和植物甾醇结构葵花籽油油凝胶替代50%猪背膘。Da Silva等人使用猪皮、水和高油酸葵花籽油制备蛋白质基油凝胶，在波洛尼亚香肠中替代50%以上猪背膘，SFA降低超过30%且无显著感官缺陷。Igenbayev等人使用蜂蜡/单甘酯葵花籽油油凝胶在半烟熏香肠中替代猪脂肪，低替代水平感官结果良好。Shao等人使用乙基纤维素-植物油油凝胶在哈尔滨红肠中，Tanislav等人比较了小烛树蜡和甘油单硬脂酸酯在波洛尼亚香肠中的应用，均获得脂肪酸谱改善。在肉饼、肝酱和肉糜中，Oh等人使用HPMC结构菜籽油油凝胶替代牛脂，将SFA占总脂肪比例从42%降至15%，同时改善水分保持和烹饪损失。Martins等人使用甾醇基油凝胶（γ-谷维素/β-谷甾醇混合物）在猪肉饼和肝酱中，改善了n-6/n-3比值，30%替代水平肝酱感官评分接近全脂对照。Agregán等人将墨角藻提取物作为天然抗氧化剂共掺入甾醇基油凝胶，在猪肉饼中实现抗氧化保护。Gao等人使用蜂蜡结构菜籽油油凝胶完全替代牛肉心饼中的常规脂肪，SFA从54 g/100 g脂肪降至8 g，PUFA增加三倍以上，但氧化稳定性和质地软化问题出现。在肉糜中，Alejandre等人和Ferrer-González等人发现油凝胶在微观结构均匀性和抗烹饪脂肪损失方面优于水凝胶乳液或种子糊。在干发酵香肠中，Pintado和Cofrades比较了蜂蜡油凝胶和蛋白质稳定乳液凝胶（均基于橄榄/奇亚油混合物），在30天冷藏中均表现出良好氧化和微生物稳定性。Zampouni等人将橄榄油油凝胶与部分NaCl/KCl替代结合，同时实现脂肪和钠减少。在禽肉产品中，Tarté等人使用米糠蜡结构高油酸和常规大豆油油凝胶，在机械分离鸡肉基波洛尼亚香肠中替代猪脂肪，改善稳定性和感官属性。此外，Ma等人使用大豆分离蛋白和高原β-葡聚糖构建亚麻籽油油凝胶，用于午餐肉，改善了持油能力和限制脂质氧化。Siachou等人使用橄榄油双凝胶（油凝胶和水凝胶双相系统）部分替代猪背膘于发酵香肠中，未对水活度和乳酸菌产生负面影响，但高掺入水平下重量损失和TBARS值增加。总体而言，脂肪替代是油凝胶在肉制品重组中首要且最受表征的功能，但改进脂肪酸组成同时需考虑质地、加工得率、氧化稳定性、颜色、感官接受度、储存行为和消费者感知，这些参数在油凝胶预期承载生物活性化合物时尤为重要。
在油凝胶作为生物活性化合物的递送系统部分，研究人员指出，油凝胶在肉科学领域之外已被研究作为亲脂性生物活性化合物的封装基质，其网络可减少分子迁移、限制氧气扩散并保护敏感化合物。Pinto等人描述了物理截留于晶体或纤维网络中，以及通过乳液模板的复杂策略。Mehany等人总结了油凝胶作为多酚、omega-3脂肪酸、脂溶性维生素、精油等载体在不同食品系统中的应用。Li等人发现表面活性剂修饰的植物甾醇油凝胶可保护姜黄素，延缓其降解，归因于网络内分子迁移和氧气进入受限。Keramat和Golmakani的研究表明，将亚麻籽油结构化为油凝胶改变了姜黄素及其烷基酯的抗氧化效力与抑制机制。Li等人使用超声辅助凝胶化方法制备小烛树蜡和坚果油油凝胶，高强度超声处理降低了β-胡萝卜素在模拟肠道消化中的释放。Chinnabutr和Chamchong使用乙基纤维素和蜂蜡截留木鳖果油中的生物活性化合物，乙基纤维素系统在室温储存三个月后保留了更高比例的类胡萝卜素和生育酚。然而，大多数证据来自模型系统或非肉食品基质，油凝胶网络在掺入肉制品后可能因斩拌、混合、盐添加、蛋白质提取、烹饪、烟熏、干燥和冷藏而受破坏，且肌原纤维蛋白、磷酸盐、盐、血红素色素、游离铁和促氧化剂可能影响脂质氧化和生物活性稳定性。因此，非肉基质的证据应视为机制支持，而非肉制品中生物活性递送的直接证据。
在两种功能在肉制品基质中的融合部分，研究人员指出，油凝胶在肉制品基质中同时发挥两种功能的直接证据仍然稀缺。Kouzounis等人的研究虽非以生物活性递送为主要目标，但其油凝胶由植物甾醇结构化，而甾醇本身具有营养功能，可视为结构与生物活性部分重叠的间接融合示例。Gómez-Estaca等人将姜黄素掺入乙基纤维素和蜂蜡结构油凝胶（基于PUFA丰富的油混合物）中，作为低脂猪肉汉堡中的全脂替代物，并在模拟家庭储存和烹饪后评估。姜黄素可测量地降低了冷藏和烹饪引起的脂质氧化，但黄色降低了感官接受度，蜂蜡系统在技术上是充分的，而乙基纤维素系统氧化更严重。该研究是迄今为止最清晰的证据，表明共掺入脂肪替代油凝胶中的生物活性化合物可在真实肉制品的特定加工序列中保持保护功能。Agregán等人将墨角藻提取物掺入猪肉饼中，该饼含有γ-谷维素和β-谷甾醇结构亚麻籽油油凝胶，1000 mg/kg处理最有效降低脂质氧化，500 mg/kg处理在烹饪后获得最高气味评分，但未明确提取物是否真正封装于油凝胶网络内，应视为共应用证据而非控制递送证据。Lopes等人通过猪皮结构化油凝胶（初榨橄榄油、抗氧化剂耗尽的油或添加橄榄叶酚类提取物的油）在牛肉汉堡中比较，发现仅有耗油配方在烹饪和冷冻储存后发生氧化，表明氧化保护归因于酚类抗氧化剂而非油结构化本身。Yan和Zhang评估了负载姜黄素的花生和大豆蛋白乳液凝胶作为香肠中猪背膘的部分或全部替代物，尽管乳液凝胶与经典油凝胶结构不同，但该研究显示一个脂肪结构化系统可承载生物活性化合物并在香肠加工后保持功能，表现出降低烹饪损失、改善质地和更高的自由基清除能力。Wang等人用负载白藜芦醇的Pickering乳液（由肌原纤维蛋白-壳聚糖复合物稳定）替代猪肉饼中的脂肪，改善了抗氧化性能。Alamer等人用洋葱皮酚类提取物富集葵花籽油油凝胶和乳液凝胶，作为牛肉汉堡中的脂肪替代物，酚类富集配方改善了氧化稳定性，并在同一实验设计中评估了质地和感官属性。Cofrades等人比较了油凝胶和蛋白质稳定凝胶乳液（均基于橄榄/奇亚油混合物且负载姜黄素）在脂质水解和姜黄素及健康脂肪酸的体外生物可及性方面的影响，结构化系统显著影响结果，但该研究未测试油凝胶掺入真实肉制品后的生物可及性。Noorolahi等人将开心果绿壳提取物掺入ω-3丰富的、卡拉胶结构亚麻籽油凝胶乳液中，作为干发酵香肠中猪背膘的部分替代物，并在成熟和两个月储存期间追踪，提取物降低了TBARS值并保留了更高比例的ω-3和PUFA，表明保护作用可持续通过烹饪（如汉堡）以及干发酵产品的盐、氧和脱水暴露。Kang等人使用蜂蜡油凝胶在3D食品打印中模拟动物脂肪的打印行为和质地，但仅涉及技术性能。Cao等人将番茄红素负载于酵母蛋白Pickering乳液中，作为3D打印肉制品中的脂肪替代物，封装效率超过90%，脂质氧化随脂肪替代水平增加而降低。总体而言，这些研究表明，在肉基质中融合脂肪替代和生物活性递送在技术上是可行的，且对于结构化脂质系统已在多种产品、油凝胶剂、生物活性化合物和储存时间上得到部分证明。但对于经典油凝胶，直接证据仍限于少数案例，最明确的是Gómez-Estaca等人负载姜黄素的油凝胶汉堡，其余支持来自结构相关的乳液凝胶和Pickering乳液。现有证据涵盖至少四个推断层次：油凝胶作为肉制品脂肪替代物的直接证据；共掺入生物活性化合物通过家庭储存和烹饪保持保护功能的直接证据；结构相关系统（如蛋白质基乳液凝胶和Pickering乳液）在真实肉制品中递送姜黄素或白藜芦醇并产生可测量功能益处的证据；以及仅限孤立结构化脂质系统（而非最终肉制品）关于结构化系统选择如何影响被封装化合物体外生物可及性的证据。尚待探索的不是这种融合是否可能，而是油凝胶剂类型、浓度、载体油组成、生物活性负载和肉加工条件如何共同决定其在产品类别中的幅度和一致性，以及生物可及性是否在成品消化肉制品中得以保持。
在技术权衡与局限性部分，研究人员讨论了脂肪替代与生物活性递送融合面临的技术冲突。首要权衡涉及氧化稳定性：载体油的不饱和度使其在营养上吸引人，但也增加了在斩拌、烹饪、烟熏、干燥和冷藏过程中对脂质氧化的敏感性，这在多个研究中报告，包括高蜡法兰克福香肠的不良感官和肉饼/汉堡中氧化稳定性下降。当抗氧化生物活性化合物共掺入时，可能部分补偿氧化负担，但其有效性取决于生物活性浓度、油凝胶剂类型、载体油组成、烹饪温度、氧气暴露、储存时间和肉基质的促氧化环境，这些变量尚未在肉制品类别中系统评估。第二个张力点涉及油凝胶剂浓度本身：较高浓度获得更致密的网络，可能改善与动物脂肪的机械相似性及共掺入化合物保留，但常损害感官接受度，如高米糠蜡浓度导致过硬或蜡质质地，乙基纤维素系统多次被感官评定小组评为较差。因此，同时优化生物活性保留、脂肪替代性能和感官可接受度的配方空间比单独优化任何单一目标更窄，现有文献多为单目标优化研究，对此空间指导有限。第三个实际约束涉及加工温度：乙基纤维素基油凝胶通常需加热至100°C以上以完全溶解聚合物，这可能加速热敏生物活性化合物（如类胡萝卜素和某些酚类）的氧化降解；间接模板化途径虽避免高温，但干燥步骤在油-空气界面引入自身氧化风险，表明没有一种油凝胶化途径在目标是同时保持结构性能和生物活性完整性时是免于权衡的。最后，成本、标签和监管状态不可忽视：不同油凝胶剂和生物活性化合物在不同司法管辖区、浓度、食品类别和技术或营养功能下可能有不同监管分类；蜡、乙基纤维素、甾醇、植物甾醇、乳化剂、植物提取物和分离的生物活性化合物可能不被所有监管机构或消费者平等接受；以足够产生可测量抗氧化、营养或递送效果的浓度使用生物活性化合物可能增加配方成本，这些对于加工肉制品尤为重要，因其重组策略必须与感官预期、标签限制、工业加工和价格竞争力保持兼容。
在研究空白与未来展望部分，研究人员总结了五个主要研究空白。第一，共掺入生物活性的动力学持久性已在猪肉汉堡的家庭冷藏和烹饪中得到展示，Noorolahi等人也在干发酵香肠的成熟和两个月储存中展示了酚类提取物的类似保护效果，但尚未验证这种动力学行为是否可推广到更广泛的产品类别和生物活性类别，特别是对于油凝胶而非结构相关凝胶乳液，在熟香肠和肝酱的热应力（内部温度70-85°C）下是否同样成立，以及对于具有不同热敏和氧化敏感性的生物活性（如类胡萝卜素或挥发性酚类）的系统比较尚未报告。第二，需要确定联合优化饱和脂肪减少、生物活性保留、氧化稳定性、质地和感官可接受性的配方窗口。响应面方法已应用于肉制品用脂质结构化系统，例如Poyato等人优化了波洛尼亚香肠中ω-3递送的卡拉胶凝胶水包油乳液，但仅围绕单一功能目标。Kang等人也应用多响应优化于蜂蜡油凝胶以模拟动物脂肪打印行为，但未添加生物活性负载。目前尚无研究在单一多目标设计中将油凝胶剂浓度与添加的抗氧化剂或生物活性负载同时变化并应用于最终肉制品。第三，关于生物可及性，Cofrades等人已证明在孤立结构化脂质系统中，油凝胶与蛋白质稳定凝胶乳液的选择影响姜黄素和健康脂肪酸的体外生物可及性，但未测试这些相对差异在油凝胶被研磨、加盐、与肉蛋白乳化、烹饪并作为完整肉基质一部分消化后是否保持不变。肌原纤维蛋白、磷酸盐、盐、血红素铁和肉加工的热负荷都可能改变消化过程中的生物活性释放，因此孤立结构化脂质系统的生物可及性数据不能直接转移到最终肉制品。第四，关于生物活性类别，目前测试的化合物（姜黄素、海藻和洋葱皮酚类、白藜芦醇）相对特征明确，可预测颜色、风味和抗氧化行为，而来自区域或未充分利用植物材料的酚类提取物行为较不可预测，其在富含血红素铁的肉系统中的促氧化-抗氧化平衡、感官贡献和监管状态大部分未知，不能从纯化合物外推。这些提取物能否共掺入脂肪替代油凝胶而不损害氧化稳定性或感官质量是一个开放问题。第五，关于货架期和感官验证在特定商业产品格式中的应用，尽管已有汉堡和干发酵香肠中的联合评估，但尚未报告经典油凝胶在切片熟香肠等产品中经过同等长时间储存的评估，这些产品中蜡质口感、不良风味、颜色变化和微生物稳定性可能与汉堡或干发酵香肠不同。这不同于第一个空白（关于保护机制在加工条件和生物活性类别中的持久性），这里的问题是保护是否转化为可接受、稳定的商业相关最终产品。
在结论部分，研究人员总结道，油凝胶已被广泛研究作为肉制品中的脂肪替代物，同时越来越多的研究开始测试它们与结构相关的凝胶乳液、双凝胶和Pickering乳液作为肉基质中亲脂性生物活性化合物的递送载体。本综述的核心论点是这两种功能并非独立，两者均受相同结构变量（油凝胶剂类型、油凝胶剂浓度、载体油组成及由此产生的网络结构）支配，因此优化脂肪替代的配方同时塑造了生物活性保留、氧化保护和释放。双功能性能目前基于初步且分布不均的证据。最直接的支持涉及经典油凝胶负载模型抗氧化剂并在冷藏和烹饪后评估，而其余大部分证据来自结构相关系统而非严格意义上的油凝胶。因此，耦合两种功能的机制推理强于直接油凝胶证据基础，两者不应混淆。该证据仍然碎片化，因为个体研究在生物活性化合物、结构化系统、肉制品和加工或储存条件上不同，且很少设计为同时优化脂肪替代、生物活性保留、感官质量和货架期稳定性。最关键的空白涉及经典油凝胶在真实加工、储存和模拟消化条件下在最终肉制品中的评估，因为生物可及性比较迄今主要针对孤立结构化脂质系统进行。将异质证据整合为联合优化饱和脂肪减少、生物活性保留、氧化稳定性、感官质量和货架期（在工业相关条件下）的配方窗口是本研究提出的主要优先事项。问题不再是油凝胶的双功能角色是否可实现，而是其可复制性、在哪些肉制品中以及哪些加工和储存条件下可被验证。
