油脂取代物.

脂肪模拟物的研究进展油脂取代物产生的现实需要现代营养学研究表明，油脂的过多摄入会引起心血管疾病、糖尿病、癌症和肥胖等严重危害人体健康的疾病，所以膳食中油脂的含量应受到限制。但是，由于油脂对食品物理和感官性质起着非常重要的作用，故降低食品中的油脂用量会极大的影响食品的品质，使食品口感粗糙、滋味和风味不佳、外观品质差。为解决这一问题，就需要一种既具有传统油脂的物理感官性状，又不产生能量或只产生较低能量的物质，于是，油脂取代物便应运而生，并成为许多低能量食品的重要基料。一背景简介RationaleforFatReplacers脂肪取代物产生的现实需要Thegrowingprevalenceofobesityandrelatedhealthrisks……不断增长肥胖比例和与之相关的健康风险（肥胖症、心血管疾病、糖尿病等）RationaleforFatReplacersRecommendationfromUSDA:ReducingthesaturatedfatintakeindietUSDA推荐尽量降低日常饮食中的饱和脂肪摄入量RationaleforFatReplacersFatcontributeskeysensoryandphysiologicalbenefits……降低食品中脂肪含量将对食品感官和物理性质产生影响：风味、口感、味道、气味外观、适口性、质构脂溶性风味物质脂肪取代物产生的现实需要全脂面包无脂面包合理膳食要求满足消费者需求理想脂肪取代物IdealFatReplacer油脂取代物的特点（1）具有类似油脂的滑腻口感；（2）无色、无异味；（3）低热量或无热量；（4）与各类营养素间不发生相互作用；（5）无生理副作用于，摄入后不会导致腹泻；（6）使用方式与效果类似于天然油脂；（7）在中高温条件下性质稳定；（8）贮存期至少一年。二脂肪取代物的分类脂肪取代物(1)脂肪模拟物①蛋白质基质脂肪模拟物②碳水化合物基质脂肪模拟物(2)油脂替代物(1)脂肪模拟物脂肪模拟物主要以蛋白质或碳水化合物为基质，添加在食品中以模拟脂肪的部分特性。又称为蛋白质基质脂肪模拟物或碳水化合物基质脂肪模拟物。目前，脂肪模拟物不能1:1替代脂肪，提供的热量远远低于脂肪。二脂肪取代物的分类蛋白质基质脂肪模拟物主要是通过物理、化学方法对底物蛋白质进行处理，通过改变其粒径、乳化性及持水性等特点来制备、模拟脂肪。①蛋白质基质脂肪模拟物二脂肪取代物的分类其模拟脂肪机理有3种：1、蛋白质与胶类物质混合处理形成凝胶，而凝胶具有海绵状三维网状结构，这种结构显示部分的黏性和部分的弹性，且凝胶网可以截留大量的水，被截留的水具有一定的流动性，感觉起来似脂肪。①蛋白质基质脂肪模拟物二脂肪取代物的分类①蛋白质基质脂肪模拟物2、用相对分子质量较低的蛋白质来模拟脂肪，以改变含有相对分子质量高的蛋白质产品的质构。相对分子质量较高的蛋白质结构紧密，表现出较高的韧性和强度，而用相对分子质量较低的蛋白制备脂肪模拟物，则可以改善产品的口感、多汁等品质，从而模拟奶油般的质构。二脂肪取代物的分类3、通过微粒化技术处理变性的蛋白质，模拟脂肪的滑腻感。微粒化蛋白是原料蛋白质先在加热、pH值、金属盐等的条件下变性，使得疏水基团和区域暴露在分子表面，模拟油脂的疏水性状，然后经微粒化技术处理而得到颗粒直径小于10μm，舌头可以分辨的近似球形的微粒。①蛋白质基质脂肪模拟物二脂肪取代物的分类人体口腔黏膜对一定大小和性状颗粒的感知程度有一定的阈值，当小于这一阈值时，这些颗粒就不会被感觉出来。①蛋白质基质脂肪模拟物二脂肪取代物的分类当变性蛋白质形成的凝胶后，经过微粒化技术处理后，所得的颗粒很小以至于舌头无法将颗粒一一分辨出来。此时人感觉不到粗糙的颗粒，使得蛋白质模拟物具有了如奶油般滑腻的口感特性。①蛋白质基质脂肪模拟物二脂肪取代物的分类但是，蛋白质通常会在高温条件下发生变性，使得蛋白质基质脂肪模拟物在高温煎炸食品中的应用受限。另外，蛋白质有可能结合一些风味物质，从而降低或者改变食物的风味。①蛋白质基质脂肪模拟物二脂肪取代物的分类因此，蛋白质基质脂肪模拟物的添加具有更高的体系特异性，不仅仅与所使用蛋白质来源，更与食品配方中其它成分有关。①蛋白质基质脂肪模拟物二脂肪取代物的分类②碳水化合物基质脂肪模拟物碳水化合物基质中，淀粉及其衍生物应用最多。碳水化合物基质脂肪模拟物的特性，主要由碳水化合物微粒与水分子相结合形成具有三维网状结构的凝胶，该凝胶网可以截留水，被截留的水具有一定的流动性从而模拟脂肪口感。二脂肪取代物的分类这类脂肪模拟物具有涂抹性，呈现出脂肪的假塑性，其味道在口腔中停留的时间也与脂肪停留的时间相同，具有与脂肪相似的黏性和润滑性。②碳水化合物基质脂肪模拟物二脂肪取代物的分类碳水化合物基质脂肪模拟物同样不能用于高温制品中，且其较高的持水量使得制品中的水分活度提高，缩短了货架期。②碳水化合物基质脂肪模拟物二脂肪取代物的分类(2)油脂替代物又称脂质型替代物，是指具有与脂肪相同的感官性状，化学结构是以脂肪酸为基础的一类物质。其醋键能抵抗脂肪酶的水解，所以难于被人体吸收，从而产生较少甚至是不产生热量。二脂肪取代物的分类由于和油脂类似的物理性质和化学性质，可用于煎炸和焙烤等需要高温加热食品，能使食品维持亲油性，不会影响风味物质的分布和释放，能够保持食品一定的风味和质构。(2)油脂替代物二脂肪取代物的分类但由于不能或是难于被消化吸收，过多摄入有可能导致肛漏和渗透性腹泻，并影响脂溶性维生素和其他营养素的吸收，所以在加工和研究上受到限制。(2)油脂替代物二脂肪取代物的分类分类按油脂替代物阻碍人体吸收的方式可以将其分为两种：低热量油脂替代物和无热量油脂替供物。（1）低热量油脂替代物定义：低热量油脂替代物是利用不同脂肪酸的生理代谢特性，将长链、中链、短链脂肪酸进行分子设计、组合构筑在甘油骨架上而成的重构脂质。特点：重构脂质中的中链、短链脂肪酸不能形成乳糜微粒流入淋巴管，而是通过门静脉在肝脏线粒体内进行急剧的β-氧化，故而这些游离脂肪酸难以进入组织细胞蓄积成脂肪。该类油脂取代物虽然产生热量低，但是不能达到完全无热量。主要的低热量油脂替代物商品名称原料特性厂商Caprenin辛酸、癸酸与山萮酸酯化物重构脂质，部分吸收，热值21kJ/kgProcter&GambleSalatrim短链脂肪酸与C16-C22饱和酸酯化物重构脂质，部分吸收，热值21kJ/kgNabiscoMCTC8-C10中链饱和脂肪酸可吸收，热值34.9kJ/kgBabayan（2）无热量油脂替代物定义：无热量油脂替代物是通过合成不能被人体中脂肪酶催化分解的物质来制备无热量油脂替代物。特点：该类油脂在人体内不被分解，因而也不提供热量。主要的无热量油脂替代物产品组成制造公司蔗糖脂肪酸多酯（SPE）蔗糖与C8-C22脂肪酸的酯化物Procter&Gamble羧酸酯两种不同类型的酸（脂肪酸与具有酸功能的酯或醚）与多元醇的复合酯NabiscoBrands丙氧基甘油酯（EPG）环氧多元醇与C8-C24脂肪酸的乙酰化物ArcoChemical三烷氧基丙三羧酸酯（TATCA）三丙三羧与C8-C30饱和或不饱和醇酯化物CPCinternational二元酸酯（DDM）丙二酸酯化物Frito-Lay霍霍巴油（JO）单不饱和长链脂肪酸与C8-C22（包含一个双键）脂肪醇的线性酯混合物LeverBrother聚硅氧烷（PDMS）主要是甲基或苯基硅油DowComingCooporation常用的合成路线：路线1：将传统甘油三酯中的甘油部分换成多元醇，所生成的大分子多醇的立体空间阻碍大，不适于脂肪酶接近。常用的多元醇有葡萄糖醇、蔗糖醇、海藻糖醇、棉子糖醇、水苏糖醇、山梨糖醇、木糖醇、赤藓糖醇等。路线2：将传统的甘油三酯中的脂肪酸部分换成其他的酸，如芥酸等带α-支链的羧酸、多元酸或氨基酸，生成的新化合物也能阻止消化酶作用。路线3：用醚键代替甘油酯键，所生成的物质也不是脂肪酶的合适底物。油脂取代物举例1、明胶可作为低热量油脂替代物用作黏度改良剂，并可用于生产具有奶油质构的产品。2、变性蛋白蛋白质在受控热变性时暴露了多肽链上的疏水结构，产生亲油特性，提高了蛋白质的乳化特性，反过来又使蛋白质具有了水分控制特性，从而改善了低脂食品特别是冷冻牛奶甜点等乳制品的质构。3、葡聚糖葡聚糖是由葡萄糖在山梨醇和柠檬酸催化作用下经高温合成而得到的，通常含有一些山梨醇尾端基团及其与柠檬酸键合而成的单酯产物。由于它是葡萄糖的随机聚合物，对消化酶呈惰性，可引起小肠渗透压的升高，导致轻微腹泻，所以在食品中的使用量受到限制。主要用于焙烤制品、口香糖、色拉调味品、布丁、冰冻乳制品等食品中。4、植物胶植物胶是高分子物质，通常用作增稠剂、稳定剂和胶凝剂，主要有卡拉胶、果胶、瓜尔豆胶、黄原胶、阿拉拍胶等。它们能和食品中的其它成分相互作用，在用量很少的情况下，就可获得类似于油脂的黏度和稳定性。这类产品通常用在色拉调味料、冰淇淋、肉制品、甜食、焙烤制品、乳制品、汤料以及沙司中。5、纤维素纤维素类的油脂替代品是通过机械研磨（粉末纤维）、化学分子解聚（微晶纤维）、湿法机械分解（纤维凝胶）以及化学衍生（羧甲基纤维素纳、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等）而得到的。一般它们都是和食品配料中的其它亲水胶体，如果胶、卡拉胶等一起使用来替代食品中的部分油脂的。(2)碳水化合物基质脂肪模拟物(3)油脂替代物(1)蛋白质基质脂肪模拟物三研究进展(1)蛋白质基质脂肪模拟物①Simplesse：这是以牛乳和鸡蛋蛋白为原料经一种专利微粒化过程而制得，是Nutra-Sweet公司的专利产品，此项技术国外已经投入工业化。Simplesse三研究进展1989年，Singer发现在加热的过程中使用剪切力（如高速乳化剪切机）可以破坏蛋白质聚集，能够形成直径较小的微粒，这项技术获得了专利，称作微粒化技术。Simplesse三研究进展Simplesse的制备首先是经热处理使蛋白质发生一定程度的变性，之后通过很强的剪切力作用使蛋白颗粒大小降至0.1-2.0μm之间。由于球形小颗粒之间易发生滚动，从而产生类似油脂的口感特性。Simplesse三研究进展Simplesse还包含一些其他成分，诸如乳糖、柠檬酸、乳化剂和复合抗絮凝剂等，这些成分的共同作用使得产品具有良好的物理与口感特性。三研究进展Simplesse主要缺点为热敏感变性而丧失滑腻的口感，因此其最佳用途是低温食品。另外产品中包含牛乳与鸡蛋蛋白，对此过敏的人不能食用。Simplesse三研究进展另一不足之处是保存时间较短，含有蛋白质与碳水化合物大分子、胶体分散粒子的产品均易受微生物污染。Simplesse三研究进展②Traiblazer：这是一种纤维状的脂肪模拟物。1985年美国Kraft公司以大豆蛋白、鸡蛋蛋白、乳清蛋白为原料生产，并获得专利所有权。Traiblazer三研究进展蛋白质纤维化结构的形成起始于物料pH值接近黄原胶—蛋白质复合物的等电点，该产品对较宽范围的盐浓度和pH值均比较稳定，且经热处理后其稳定性进一步提高。Traiblazer三研究进展纤维的大小与形状通过变化pH值和剪切力加以调节。相对低的剪切力形成的较长而不规则的纤维，而高剪切力作用得到的是短而细小且比较规则的纤维。Traiblazer三研究进展Traiblazer是上述纤维状蛋白质的均质化与浓缩化产物，它由形状规则的蛋白质—黄原胶碎片（长度10微米）组成，蛋白质与胶的比例2：1~4：1，改变蛋白质与胶的相对比例，可以调节终产品的质构。Traiblazer三研究进展Kraft公司声称在制造过程中蛋白质没有发生变化，同时他们拿出的喂养实验结果表明，黄原胶不会影响蛋白质组分的生物可利用性。据分析，人体消化道内，在小肠的上部，黄原胶与蛋白质完全分离开。Traiblazer三研究进展③LITA是美国Opta食品组分有限公司开发的脂肪模拟物。该产品是由溶解于醇溶液中的玉米醇溶蛋白，在一定条件下与水混合，形成的胶状分散液。LITA三研究进展分散液中蛋