蛋白质为基质的脂肪替代品在肉制品申的应用.pdf

W W W C m r c c o r n c n肉类研究M E A T 砌三s B 吣t C H2 0 0 8 6蛋白质为基质的脂肪替代品在肉制品申的应用余静，陈静霞(西南大学食品科学学院，重庆4 0 07 16)摘要：经常摄入高脂肪食品会影响人体健康，因此，国内外出现了多种脂肪替代品在食品加工中替代脂肪。本文主要介绍了以蛋白质为基质的脂肪替代品的研究现状，蛋白质种类，制备方法以及在肉制品中的应用，以期对脂肪替代品的进一步开发研究提供一定的帮助。关键词：脂肪替代品；蛋白质；肉制品A p p li c a t i o n so fP r o t e i n-b a s e dF a tR e p l a c e r si nM e a tP r o d u c t sY uJ i n g，C h e nJ i n g-x i a(C o l l e g eo fF o o dS c i e n c e，S o u t h w e s tU n i v e r s i t y，C h o n g q i n g4 0 0 7 l6，C h i n a)A b s t r a c t：E x c e s s i v ed i e t a r yf a ti n t a k i n gc a nb r i n ga d v e r s ea f f e c t st oh e a l t h 8 0m a n yd e v e l o pt h e f a tr e p l a c e rt or e p l a c ef a ti nf o o d T h ep a p e ri n t r o d u c et h er e s e a r c ho fp r o t e i n-b a s e df a tr e p l a c e r，t h et y p eo fp r o t e i n，m e t h o d sa n dt h ea p p l i c a t i o n si nm e a tp r o d u c t s 丁h ef u n d a m e n t a li n f o r m a t i o nw o u l dh e l pt h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to ff a tr e p l a c e r K e yw o r d s：F a tr e p l a c e r；P r o t e i n；M e a tp r o d u c t s中图分类号：T S 2 0 2文献标志码：文章编号：】0 6 1-8 12 5(2 0 0 8)0 8-0 0 18-0 4脂肪为人体营养所必需，在人类膳食中不可缺少，不仅为人体提供热量、必需脂肪酸、脂溶性维生素等，同时对食品的风味、质构、口感起着重要的作用。在传统的肉制品中脂肪含量较高，一般肉糜制品中含3 0 脂肪，在汉堡包中含2 0 一3 0 脂肪，热狗中一般含2 5-4 0 脂肪 l】。脂肪摄入过多会危害人体健康，导致肥胖、增加消化系统、肝脏的负担，引起心血管疾病、糖尿病等疾病的发生率提高。从二十世纪60 年代起已经引起各国政府的关注和警觉，美国膳食指南建议每人每日热量来源中脂肪不宜超过3 0，饱和脂肪不宜超过l0。有研究表明人体摄入的能量中，如果有14 KJ 的热量不被消耗掉，人的体重就会增加0 5 k g。所以越来越多的消费者希望减少脂肪的摄入量【2J。发达国家几十年来一直在不断地研究开发低脂肉制品，研究表明，脂肪替代品可以使肉制品在低脂条件下保持良好的I Z l 感和风味质构，而脂肪、胆固醇和热量却明显减少，这种产品既满足了消费者对脂肪风味的爱好又预防了疾病的发生。近几年来，国际上出现了许多经政府批准使用或正在研究开发的脂肪替代物，投放市场的低脂新产品也不断增多，仅美国就有2 0 0 0 余种。脂肪替代品一般可分为蛋白质为基质的脂肪替代品、脂肪为基质的脂肪替代品和碳水化合物为基质的脂肪替代品三类l3 1 由于蛋白质在各种条件下变性后分子中的疏水基团和区域暴露于分子表面，能模拟油脂的疏水性状，同时微粒化后的蛋白质颗粒直径可以小于10um，对于这样的颗粒大小，舌头不能分辨出单个颗粒，制品不再具有粗糙的颗粒感，因而能模拟脂肪良好的润滑的感官作者简介：余静(19 8 4 一)女，硬士研究生，研完方向为食品化学与营养学。2 0 0 8 年第6 期总第f，2 期 竹“，峰懒一口”1 嘞4 扩、，4p7 mj十“肉类研究特征【4 l。在国外，蛋白质为基质的脂肪替代品的研究很多，而且很多产品已经得到了消费者的认可，但国内对脂肪替代品的研究起步较晚，很多产品还属于研究阶段，食品加工中应用较少。I制备脂肪替代品的蛋白质的种类以天然高分子蛋白质为原料，通过新技术处理，可制得具有良好功能特性的脂肪替代品，可以用来做替代品的蛋白质原料主要有乳清蛋白、鸡蛋蛋白、大豆蛋白、胶原蛋白，玉米醇溶蛋白等，配以黄原胶、果胶之类增稠剂，以及卵磷脂、乳糖、柠檬酸等辅助物料。一些主要的蛋白质脂肪替代品【5】A m e r i c a nD a i r y-K I n cC a L l r oI n F i n t _0 D t aF o o dI n r e d i e m sI r 8 f tc e 呻n lF o a d lI t r a nC OC 即一1C o a p l e t e P 湖C a l F r o 7 5L I T AT m l l b l e r$1 1 p l e s s el S i m p l e s B e1 0 0 一D 什S i m p l e u e l 0 0 G ra d e A伞部牛乳蛋n 清置内浓墙物乳清置白浓缩物玉米肆藩蛋白增强持性质构，口蓐、扭油性求泡沫，乳化稳定性质相，报油性一置置白，乳蛋白重构、报洼性与投乍瞠乳清蛋白与鸡置置白碧积，质柯口蓐不透明性、粘性拟奶捆忭，抻制胜体收镭持水1 1乳清蛋白乳清蛋白和鸡蛋蛋白是蛋白质基质脂肪替代品的主要有两种原料，乳清蛋白是酪蛋白沉淀分离时保留在上清液中的多种蛋白质组分的统称，其含量约为牛乳总重量的0 7。乳清蛋白具有高蛋白、低脂肪，低胆固醇的特点，有很高的营养价值和生物学效价1 6】鸡蛋蛋白由于含有免疫球蛋白、卵清蛋白等而具有一些独特的功能性质乳清蛋白和鸡蛋蛋白具有特殊的凝聚特性可以制得凝胶，使用微粒化技术，利用剪切力使乳清蛋白、鸡蛋蛋白变成粒度为0 1 2 0um 的颗粒。由于粒度极小，因此口感像液体一样，润滑细腻，可作为为脂肪替代品使用。其代表产品为S i l 7 1 p l e s s e，它是以去胆周醇鸡蛋蛋白和乳清蛋白为基础的产品，采用专利技术微粒化浓缩过程制得的，是N u tr f l S w e e tK e l c o 公司的专利产品。以干物质算，S i m p l e s s e 的热值是4 k c a l g，其具有脂肪一样的润滑、细腻的口感【7 I，l990 年通过GR AS 认证，即被应用于冷冻甜食，I9 9 4 年应用于酸乳、干酪等乳制品，并适用于不需油炸的烘焙食品，色拉调味料、蛋黄酱、麦其淋、沙司及汤类等。D f l i r Y l o 也是一种经特殊加工的乳清蛋白浓缩物，这些聚集体基本上是D 一乳球蛋白。它含热量低，不及脂肪的一半，仅4 k c a l g，口味清爽，具有乳脂似的味感，它不是食品添加剂，而是一种食品或乳制品原料。许多食品由于去除脂肪或降低脂肪含量会引起组织、质构的变化，应用D a i r y l o 时可以改善食品的组织。它与水的结合能力较好，具有稳定剂的功能，可用于多种低脂肪，低热量食品1 81。卢蓉蓉【9 1 等人研究表明微粒化处理后的蛋白质凝胶表面变得光滑，柔软，可以模拟脂肪的特性，作为脂肪替代品。高速短时的微粒化处理是乳清蛋白脂肪替代品的最佳方式，其工艺条件为转速1 2 0 0 0 r r a i n，处理时间为5 m i n。1 2大豆蛋白大豆中有丰富蛋白质，粗蛋白含量约占3 9 2 7，大豆蛋白质分散与水中形成胶体，在一定条件下可转变为凝胶，豆粉、大豆浓缩物及分离大豆蛋白都可以用作脂肪替代品，美国规定，大豆粉和浓缩蛋白在肉制品中用量为3 一4，分离蛋白的最大用量2 10 1。由于大豆蛋白具有明显的豆腥味，限制了其在肉制品中的应用范围，近年来随着脱腥技术的开发和应用，大豆蛋白才越来越多地用在肉制品中，M e M i n d J 等人用水合分离大豆蛋白制成脂肪替代品，做出了风味及综合感觉都较好的牛肉末馅饼。它不仅去除了豆腥味还具有抗氧化的作用，并且分离大豆蛋白在保证制品应用感官质量的同时，可以使肉制品中的脂肪减少2 5 一7 5 热量降低2 0-7 0。王岩蚴等人以大豆蛋白质为原料，采用酸法水解制备大豆水解液，作为蛋白质基质的脂肪替代品，其乳化稳定性较好。1 3胶原蛋白胶原蛋白主要由猪肉皮中提取，呈白色纤维状，质地柔韧，低温及冻结对它无明显影响，经加热可转化成明胶。胶原蛋白含有丰富的羟脯氨酸和脯氨酸，甘氨酸含量更为丰富(约33)几乎不含有色氨酸 13J。有科学研究表明，胶原蛋白不仅是动物蛋白的要组成成分，而且对人体还有特殊的功效，具有提高免疫机能，抑制癌细胞、活化细胞机能等I。作为脂肪代用品胶原蛋白可添加到香肠等肉类灌肠制品及午餐肉等肉糜制品中。同大豆蛋白不同的是，大豆蛋白添加过多后会给消费者一种产生“非肉制品”的感觉，而添加胶原蛋白(1 0 一l5)能明显增加产品的弹性和切片性，赋予制品以咬劲，口感柔嫩。2 0 08 耳第6 期忌第7，2 期量窆g 匡夏蓟 l nII 艺1 4玉米醇溶蛋白玉米醇溶蛋白是玉米蛋白粉中的主要蛋白质，由于玉米醇溶蛋白具有很好的凝胶化性及较强的抗氧化性等，可用于制造脂肪替代品。美国0Pta食品组份有限公司开发的脂肪替代品LITA 以玉米中分离出的玉米醇溶蛋白为原料经微粒化过程而制得，与S i m p l e s s e 不同的是L I T A 产品的组成蛋白质没有变化，醇溶蛋白独特的性质使原蛋白表面呈疏水性，L I T A 的热稳定性很好，15 浓度的悬浮液加热到95 为发现明显的絮宁或沉淀现象J o2制备蛋白质为基质的脂肪替代品的方法2 1湿热处理按照一定的比例配制成蛋白质的混合液，随后进行湿热处理，其目的首先是为了让隐藏在分子内部的疏水基暴露在分子表面以增大其疏水性，其次在湿热处理过程中，各种蛋白质物料发生了比较复杂的缔合作用，形成了大分子络合物，增强脂肪替代品的稳定性，此时体系形成了凝胶。凝胶的形成过程有三步，蛋白质的展开，形成可溶和不可溶的混合液或者凝胶。当微粒在水相中的直径大于3um 时能够感觉到有粉状不溶物，因此为了获得分散在水相中的热凝胶蛋白质微粒，要防止过量的蛋白质变性和凝胶的形成 1 6 1。鸡蛋蛋白中以卵白蛋白的含量最高，凝固温度为64，当鸡蛋蛋白与乳糖共同存在时，其凝固点会提高，这是因为乳糖对蛋白质变性所起到了保护作用，因此调节鸡蛋蛋白混合物料的变性程度，也可通过添加一定数量的乳糖实现。，2 2 微粒化处理可溶性蛋白质呈流动、黏稠状凝胶体，而热变性蛋白则呈粗糙，砂样质地的凝胶体，为了能够模拟脂肪流动性，润滑的口感特性，需要对热变性凝胶破碎，使得颗粒直径不得大干l0um。因此在变性、凝聚过程中进行高速剪切可以防止较大凝聚颗粒的形成，高速剪切可以使颗粒大小保持在0 1 2“m 之间，这样就有了润滑、奶油状、象乳化液等类似脂肪感官特征，这对于模拟脂肪颗粒的口感很有必要，这种使用剪切力可以破坏蛋白质聚集，形成直径较小的微粒的技术称做微粒化技术。但是蛋白质微粒粒径并不是越小越好，当粒径小于0 05u m 时，产品就不再呈现出奶油状的质构，而是流动的，油滑的黏稠凝胶结构。蛋白质微粒大小、形状对于产生类似干脂肪的口感具有十分重要的影响，并且不同的食品体系对粒径有不同的要求。因此微粒化处理是制作脂肪替代品的重要环节，在合适条件下可以通过控制剪切速度而控制凝聚的颗粒大小和凝聚程度，在分散液形成的不同时期进行加热，产生不同的效果，达到微细化的目的。2 3酶法以酶法水解的蛋白为基质制备脂肪替代品，水解度是影响脂肪替代品性质的一个重要因素，适度水解可以使蛋白凝胶的网状结构中充入大量水，凝胶比较柔软，产生类似脂肪的润滑感。但水解度太大时，不能形成凝胶，无法模拟半固体脂肪的特征。卢蓉蓉等人【l，1 研究当乳清蛋白的水解度为4 时，制得的脂肪替代品添加到冰淇淋中，各项感官指标最佳。3蛋白质为基质的脂肪替代品在肉制品中应用以蛋白质为基质的脂肪替代品在高温条件下易失去水分变性或焦化，对热不稳定，这类脂肪替代品在中、低温食品中的应用最为广泛。有研究表示用80 的乳清蛋白浓缩物和20 的玉米淀粉混合，挤压，烘干，可生产出一种富含蛋白质的颗粒状食品，其口感就像吃小块的肉，并且产品质量较好 1 8 1。以卵清蛋白为基质的脂肪替代品A M P 8 0和A M P 8 0 0 广泛应用于火腿肠中，S o f o 等人报道了用大豆蛋白替代部分脂肪制作低脂猪肉牛肉混合火腿肠类制品的研究，E m e lC e n g i z 和N a l a l 2G O k o g l u 研究表明1 1 9 I 在法兰克福类香肠中添加大豆蛋白浓缩物(S P C)作为脂肪替代品，香肠中的脂肪含量分别从2 0 降低到10 和5；其能量值和胆固醇含量也分别下降了38 6 和4 5 7，G e n iR1 2o l 研究了脂肪替代物对法兰克福牛肉香肠的营养价值及消费者可接受性的影响，其中乳清蛋白降低脂肪效果最好，使脂肪含量降低了7 1 7。4 前景展望过量摄入脂肪被认为是一个重要的不健康因素，许多消费者迫切需要那些有益于健康的低脂食品，理想的脂肪替代品应当是安全，功能多样，在口感与功能性上与脂肪相似的。由于肉制品的风味、多汁性和嫩度都与脂肪含量有关，大量减少脂肪会对产品质量带来不利影响，因此当前有许多已开发的产品仅处于实验阶段，有必要继续改善当前脂肪替代品，开发出更好的无脂或低脂食品。尽管以蛋白质为基质的脂肪替代品还存在一些问2 0 0 8 年第6 期总第fT2 期 磷”m 辫穆蛩獬荆黜蟹栉絮磷嘞喇。#秽娜卿9 嬲”删恸甲御8 册蛳惭8 一、磷一秽w “二”“4 一P。聊一7”一掣”肉类研究题，如只限于中低温的处理的食品上、影响风味物质的释放等方面，许多研究工作者已经在努力通过各种方法减少这些缺点，并且这种脂肪替代品具有和脂肪相似的细腻的质构和I：1 感特性，可以显著降低能量的摄取量，而且蛋白质本身的营养价值没有改变，对人们的健康非常有好处。参考文献 j】徐聃，孔保华，武晗脂肪替代品在肉制品中的研究与应用进尉J】食品研究与开发，2 0 0 7，2 8(j)：1 6 3-16 6 2】M o k d a dA H，S e r d u a lJ S A c t u a lc a u s e so fd e a t hi nt h eu n i t es t a t e s J A MM e dA s s n 2 0 0 4，2 9(1)：12 3 8 1 2 4 5 5】Ca s i m i rC F a tr e p l a c e r s J】F o o dT e c h n o l o g y，19 9 8，5 2(3)：4 7-5 3 4 1南海函，郑建仙以蛋白质为原料开发脂肪替代品的探索 J】食品工业科技，2 0 0 2，2 5(2)：8 1-8 5 5】蔡秋生脂肪替代品特性及其开发现状和前景【J】粮食与油脂，19 9 8，(5)：j1 一j 5 6】张丹凤乳清蛋白的特性及其在乳制品生产中的应用【J】中国乳业，20 07，(5)：27 2 8【7】文仁贵，扶雄，杨连生，等脂肪替代品模拟脂肪的机理 J】中国油脂，2 0 0 6，5 1(5)：2 8-5 1 8】屠用利食品中的脂肪替代物 J】食品工业，2 0 0 0，(5)：17 19 9】卢蓉蓉，李玉美，高乾以乳清蛋白为基质的脂肪替代品的微粒化研究 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2 0 G e n iR e ta 1 E f f e c to ff a tr e p l a c e r so nt h en u t r i t i v ev a l u e a n da c c e p t a b i l i t yo f b e e ff r a n k f u r t e r s J J o u r n a lo fF o o d C o m p o s i t i o na n dA n a l y s i s2 0 0 4，17(5)：4 6 9 4 7 4一一_ 一一_ I I I 一-一一一-一-一一一(上接14 页)1 4】S u z u k i，K，I m a j o h，S，E m o r i，Y，K a w a s a k i，H，M i n a m i，Y a n dO h n o，S，19 8 8 R e g u l a t i o no fa c t i v i t yo fc a l c i u ma c t i v a t e dn e u t r a lp r o t e a s e A d v E n z y m 0 1 R e I A r e a s，27，15 5-I6 9【15】P e n n y，I Fa n dF e r g u s o n P r y c e，R，1 9 7 9 M e a s u r e m e n to fa u t o l y s i si nb e e f m u s c l eh o m o g e n a t e s J M e a tS c i 5：1 2 1 15 4 16 1T o m o y u k iO k u m u r a，g y o j iY a m a d aT o s h i h i d eN i s h i m u r a，2 0 0 5 S u r v e yo fc o n d i t i o n-i n gi n d i c a t o r sf o rp o r kl o i n s：c h a n g e si nm y o f i b r i l s p r o t e i n sa n dp e p t i d e sd u r i n gp o s t m e r t e mc o n d i t i o n i n go fv a c u u m-p a c k e dp o r kl o i n sf o r5 0d a y s J m e a ts c j 6 4：4 6 7 4 7 5 17 O u a l i，A，G a r r e l，N，0 b l e d，A，19 8 7 C o m p a r a t i v ea c-t i o no fc a t h e p s i nD，B，H，La n do fan e wl y s o s o m a Ic y s t e i n ep r o t e i n a s eO Rr a b b i tm y o f i b r i l s J M e a tS c i，19：8 j 一10 0 18】D u e a s t a s i n g，A，V a i i n，C，S c h o l l m e y e r，J，C r o s s，R 19 8 5 E f f e c t so fe l e c t r i c a Is t i m u l a t i o nO Rp 0 8 t m o r t e mc h a n g e si nt h ea c t i v i t i e so ft w oC ad e p e n d e n tn e u t r a Ip r o t e i n a s e sa n dt h e i r i n h i b i t o ri Rb e e fm u s c l e J M e a tS c i 15：19 5-2 0 2 2 0 0 8 耳第6 期总第112 期