随着时代变迁，消费者的观念和消费水平随之改变，更加追求高品质、营养均衡和安全的食品。肉及肉制品中蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等为人体生长发育提供所需的营养 [1-2]。脂肪不仅是人体热量、能量和必需脂肪酸的主要来源，也赋予食品特殊的风味、良好的质地以及感官特性，但高胆固醇、饱和脂肪酸的摄入会导致肥胖、高血压、心血管疾病及某些癌症[3-5]。研究表明，增强肉制品健康属性，降低脂肪含量对消费者选择肉制品有着积极影响[6]，这也推动越来越多学者对低脂肉制品关注和研究[7-8]。目前，乳化凝胶类肉制品通常含有8%～15%的动物脂肪，主要发挥改善质构、增加多汁性及风味等作用[9]。凝胶类肉制品因食用携带方便、味道鲜美以及高脂肪含量带来的嫩滑口感等特点受到大众喜爱。高脂肪含量肉制品的质地、口感、风味等感官特性以及产品品质较低脂肉制品更为明显和突出，部分消费者并不愿意为改善营养价值而降低感官质量[10]。因此，研究低脂凝胶类肉制品不能仅关注降低脂肪含量，还需保持与高脂产品相似的感官性质，同时解决低脂导致的产品风味不足、质构松散等问题。目前，研究制备低脂凝胶类肉制品较多采用添加脂肪替代品或者使用非热加工技术[11-12]，本文对脂肪替代及非热加工技术对肉制品品质的影响进行多方面阐述，以期为两者结合应用提供思路，也为开发新型营养低脂凝胶类肉制品提供参考。
1 脂肪替代改性
不同种类脂肪一般具有甘油三酯的化学结构，脂肪替代品需要能够模拟脂肪功能，补偿脂肪相关特性的损失，替代食物系统中的甘油三酯，降低其脂肪含量和能量[13]。
1.1 脂肪替代品分类和特点
脂肪替代品是一个广义的术语，用于描述任何可用于部分或完全替代脂肪的物质，可细分为：脂肪替代物、脂肪模拟物、复合型替代物[13]。这3 类脂肪替代品具体的种类及特点如表1所示。
表1 脂肪替代品分类及特点
Table 1 Classification and characteristics of fat substitutes
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1.2 脂肪替代物
不饱和脂肪酸含量高的健康植物油脂因与天然油脂物理、化学性质不同，作为脂肪替代物时需使用不同的替代技术，如直接加入或提前乳化以达到一定的替代效果。而由脂质、合成脂肪酸酯等物质组成的大分子化合物，在替代过程中由于其酯键不易被脂肪酶催化水解，不参与能量代谢过程，因此能够起到降低能量的作用[16]。例如蔗糖聚酯是蔗糖六酯、蔗糖七酯和蔗糖八酯的油状混合物，由6～8 个长链脂肪酸通过化学酯交换与蔗糖共价连接而成。因人体几乎不吸收含有6 个脂肪酸的酯类，摄入蔗糖聚酯后不产生热量，同时其理化性质与天然油脂类似，因此，蔗糖聚酯完全适用于脂肪替代[11,15]。目前，蔗糖聚酯在蛋糕、甜点等食品中应用较多，而在肉制品中应用研究较少。
1.3 脂肪模拟物
脂肪模拟物是指经物理或化学方法处理、充分吸收水分后形成水状液体系，代替原油脂的油状液体系，改善连续相结构特性，模拟脂肪滑润口感的一类脂肪替代品。可根据乳液凝胶形成过程中选择基质的不同分为2 种：以碳水化合物为基质的替代物和以蛋白质为基质的替代物[11]。
1.3.1 碳水化合物类脂肪模拟物及其应用
以碳水化合物为基质的脂肪模拟物是由重复的单糖（葡萄糖、半乳糖）及其衍生物组成的多聚体，在替代添加过程中通过与水分子结合形成网络凝胶，截留吸收大量的水分，改善水相结构特性，因此具有保水性和成胶性，能够增加产品黏性。这类脂肪替代物不是其自身完全等量替代，而是通过其中大量的水分降低肉制品中的脂肪含量，并产生类似于脂肪的风味、流动性和口感[16]。与蛋白质类脂肪模拟物相比，碳水化合物脂肪模拟物的成本效益更高[13]。目前，碳水化合物类脂肪模拟物主要有淀粉类、纤维基类和混合类，常见的包括改性淀粉、麦芽糊精、β-葡聚糖、纤维素、树胶及亲水胶体（如果胶）等（表2）。
表2 以碳水化合物为基质的脂肪模拟物Table 2 Carbohydrate-based fat substitutes
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膳食纤维是一类不易被消化酶水解的多糖类食物成分，能够连通凝胶结构内部的水通道，有效提高凝胶网络的聚合度[30-31]。因其独特的营养保健作用、较好的水合性能和持油性以及促进肉糜蛋白质的乳化稳定性等特点，作为碳水化合物类脂肪模拟物被广泛运用。表3列举了几种常见膳食纤维脂肪替代物在低脂凝胶类肉制品中的应用。
表3 几种常见膳食纤维脂肪替代物在低脂凝胶类肉制品中的应用Table 3 Recent studies on the application of several common fiberbased fat substitutes in low-fat gel meat products
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膳食纤维包含可溶性膳食纤维（如胶体类果胶、黄原胶等）和不溶性膳食纤维（如纤维素、半纤维素）等。膳食纤维中的亲水基团与水结合，促进肌原纤维蛋白分子间的交互作用，形成稳定的三维网络结构。Schemiele等[35]研究发现，将燕麦纤维添加到低脂（＜10%）牛肉丸中，肉丸的乳化稳定性、出品率显著提高，且与高脂肉丸相似，色泽、硬度、多汁性等感官评分无显著差异。汪倩[20]添加质量分数3.09%的燕麦麸皮到猪肉丸中，其感官评价总分最高，脂肪含量减少50%，粗纤维、蛋白质、水分含量增加。将1%纳米纤维纤维素（cellulose nanofibrils，CNF）水溶液与其棕榈油酸乳化液（cellulose nanofiber palm oil Pickering emulsion（CPOE），油、水体积比1∶1）分别替代乳化香肠中30%和50%的脂肪，结果表明，CPOE和CNF替代脂肪可降低香肠蒸煮损失，提高持水性，加入CNF后产品的组织结构得到明显改善，与对照组全脂香肠相比，CNF的加入使香肠致密性更好，CPOE和CNF替代比例为30%的复配产品的感官评分最高[36]。亲水胶体作为水溶性膳食纤维，具有优越的增稠性、稳定性、乳化性、持水性、凝胶性、成膜性等特性，黄原胶、卡拉胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、果胶、海藻酸钠等40多种亲水胶体通常与淀粉或其他蛋白复配应用于低脂肉制品，主要起凝胶保水、保护蛋白质、增强分散体系稳定性的作用。Poyato等[37]用葵花籽油和卡拉胶制备凝胶乳液，分别替代肉饼中25%、50%、75%和100%的猪肉脂肪，发现替代100%的猪肉脂肪时，产品总脂肪含量降低41%，不饱和脂肪酸含量增加74.5%，饱和脂肪酸（47%）和胆固醇含量（62%）显著降低，且不会对成品感官产生负面影响。魔芋胶也具有类似脂肪的特性，与猪肉脂肪相比，魔芋胶在受热时水分结合能力更好，魔芋胶经粉碎后与猪背脂在硬度、耐嚼性、穿透力等方面差异较小，流变学分析结果表明KFG具有与猪背脂类似的热流变行为[38]。综上所述，膳食纤维促使蛋白质间发生交联反应，形成稳定的三维网状结构，替代脂肪后肉制品表现出较好的凝胶特性，从而改善凝胶类肉制品的保水性、色泽、质地等品质，为低脂凝胶肉制品的研发提供了良好的替代策略。
1.3.2 蛋白质类脂肪模拟物及其应用
天然高分子蛋白经加热、微粒化、高速剪切技术改性后，在不同因素（如pH值、温度、离子强度等）影响下蛋白结构展开，分子中疏水基团暴露，从而模拟脂肪。常见的蛋白质类脂肪模拟物有大豆蛋白、乳清蛋白、小麦蛋白、胶原蛋白等。Ahmad等[39]在低脂水牛肉乳化香肠中添加0%、15%和25%的大豆分离蛋白后，与对照相比相同贮藏时间下低脂香肠的含水量、色泽及感官品质显著提高。蛋白还可作为基质形成乳液凝胶来替代脂肪[40-41]，蛋白变性影响其凝胶性能，并进一步改变产品的质构、凝胶形成和保水性等[42]。
1.4 复合型脂肪替代物
单一基质脂肪替代品难以全面满足产品要求时，不同替代物按一定比例复配的复合型脂肪替代物可对其弥补[16]。复合型脂肪替代物主要为上述植物蛋白、膳食纤维、亲水胶体、植物油脂和改性淀粉等组合物。周士琪等[43]将1%多糖-复乳凝胶（2 g卡拉胶、1%海带水提多糖、0.3 g酪蛋白酸钠）替代鸡肉肠中的猪背脂，替代比例30%时鸡肉肠的持油性显著增加，乳化稳定性提高，硬度和咀嚼性显著升高（P＜0.05），当替代比例达到60%以上时，感官评分接近对照组。Jiménez-Colmenero等[44]分别采用酪蛋白酸钠、大豆分离蛋白、微生物转谷氨酰胺酶乳化橄榄油形成的稳定“水包油”乳液替代法兰克福香肠中的猪背脂，香肠的脂肪含量降低了1.46%。不同复配物替代脂肪后的作用效果与其本身物性有关，有些对产品的色泽和组织结构方面有改善作用，有些则会降低产品某方面的品质。复合型脂肪替代物比例及种类多样，替代物种类以及组合比例对产品质构、风味、可接受度等影响还需深入研究。
2 非热加工技术
热加工技术在食品加工过程中会诱发化学或物理变化，对产品感官品质存在较大影响，热效应会破坏低分子化合物的共价结合，营养物质中的热敏感活性成分受热破坏，某些成分在加热条件下会产生对人体有害的成分，如致癌物质丙烯酰胺[45]。因此，相较于热加工技术，非热加工技术不仅能够减少营养物质的流失和活性成分的降低，还能更好地保护热敏性成分，提高食用品质及安全性，为食品加工提供更好的技术手段。
蛋白质功能特性是指在加工、贮藏、制备和销售期间影响蛋白质在食品体系中的物理和化学性质，如溶解性、起泡性、乳化性、保水性、凝胶性等[46-49]。蛋白质乳化性在凝胶肉糜中表现为蛋白质分子迅速吸附在油滴表面形成界面蛋白膜，界面吸附蛋白质包裹油滴，其极性亲水性基团与外部水结合，形成稳定乳液。持水性是蛋白质与水分子间相互作用结合，将水分保留在蛋白质组织中，影响肉及肉制品的质地和口感。凝胶特性是蛋白质的重要功能特性之一，蛋白质间相互作用并有序聚集，达到胶凝点时形成初级凝胶网络，再通过氢键稳定形成三维网状凝胶结构。表4中列出了几种非热加工技术对蛋白结构和功能性质的影响及其在低脂肉制品中的应用。
表4 几种非热加工技术对蛋白结构及功能性质的影响
Table 4 Effects of several non-thermal processing techniques on protein structure and functional properties
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2.1 超高压技术
超高压技术主要作用于蛋白质氢键、疏水键等，诱导蛋白质伸展、聚集、变性、解离和凝胶化，影响蛋白质的水合作用。白云等[54-55]研究超高压（100、200、300 MPa）处理9 min对乳化肠品质特性的影响，结果表明，压力200 MPa时乳化肠的蒸煮损失最低，超高压处理加强了蛋白质-水的相互作用，改善了凝胶网络结构及水分分布，提高了凝胶的保水性；此外，与未经超高压处理相比，经100～300 MPa超高压处理的低脂乳化肠中结合水和不易流动水比例增加，微观结构存在差异，说明超高压处理改善了乳化肠的微观结构，提高了低脂乳化肠的保水性。Yang Huijuan等[12]也发现200 MPa超高压处理20%低脂乳化肠的蒸煮损失、质构和感官特性与未经高压处理的30%脂肪含量乳化肠相似，表明超高压技术有助于提高低脂乳化型香肠品质。
2.2 超声波技术
Li Ke等[56]研究不同超声波（40 kHz、300 W）处理时间对鸡胸肉肉糜凝胶性质和持水力的影响，20 min超声波处理能提高肉糜的持水力，且凝胶结构紧凑；Li Ke等[57]还发现高强度超声引起鸡肌原纤维蛋白的结构变化并增加油滴周围界面蛋白，有助于改善鸡肌原纤维蛋白的乳化性能。超声波通过破坏分子间作用力，诱导蛋白质结构展开和交联，形成均匀、紧密的凝胶网状结构，改善凝胶类肉制品的功能特性；此外，超声波的空化效应也能够改变蛋白质粒径以及二级结构，提高蛋白质溶解性和表面疏水性，影响蛋白质的功能特性[58-59]。赵颖颖等[60]采用超声波制备预乳化液替代猪背脂添加到法兰克福香肠中，随着替代比例的增大质构特性被显著改善，自由水含量降低，结合水含量增加，香肠中乳化球体积小且填充均匀，表明超声波处理提高了蛋白质分子对水油的吸附和保持能力，从而改善低脂香肠品质。
2.3 微波技术
微波处理技术主要用于各类低脂糕点零食的加工中，如低脂薯片[61-62]、低脂松饼[63]，而在低脂肉制品中微波处理应用较少。但微波处理能够显著影响肉蛋白质的功能特性，例如，曹洪伟[52]研究微波处理对鱼糜加工过程中肌球蛋白的影响，5 W/g微波的交变电场破坏了肌球蛋白分子的二级结构，α-螺旋含量减少，肌球蛋白分子粒径逐渐增加，蛋白聚集加快，促进鱼糜凝胶网络结构形成。4 W/g微波处理80～200 s，鸡胸肉糜的蒸煮损失显著增加，持水性显著下降，硬度、弹性、咀嚼性等质构特性均随加热时间的延长逐渐增大[64]。因此，将微波技术应用于低脂肉制品前景广阔。
2.4 辐照技术
常用于杀菌的辐照技术也可通过改变蛋白质分子构象，破坏蛋白质次级键、二硫键，使蛋白分子伸展、分子内疏水基团暴露，降低蛋白质界面张力，提高乳化特性。辐照对蛋白的改性与蛋白的种类、辐照方式和剂量有关。Li Chengliang等[53]研究不同辐照剂量对猪肉肌原纤维蛋白和肌浆蛋白乳化特性的影响，当辐照剂量增加到7 kGy时，肌浆蛋白羰基含量显著增加、巯基含量显著减少（P＜0.05），乳化活性显著降低，而MP的乳化活性仅在低辐射剂量（3 kGy）下显著改善，5 kGy以上的辐照导致肌原纤维蛋白变性，β-折叠结构聚集。
3 脂肪替代物与非热加工技术结合在低脂凝胶类肉制品中的应用
无论是脂肪替代还是非热技工技术，均对低脂肉糜制品的品质具有一定的改善作用，因此可将二者结合应用于低脂肉制品。王嘉楠等[23]研究魔芋胶结合高压处理对鸡肉糜品质特性的影响，结果表明，二者结合可以降低鸡肉糜蒸煮损失率，提高保水性，改善鸡肉糜制品的质地和口感。王伟[65]研究超高压与3 种分子质量的海藻酸钠对低脂猪肉糜凝胶特性的影响，结果表明，适当的压力（100～200 MPa）能显著改善海藻酸钠替代的低脂猪肉糜的凝胶质构，且高分子质量海藻酸钠的改善作用更显著。同样Chen Xing等[66]也发现200～400 MPa超高压处理可以显著提高海藻酸钠-肌动球蛋白复合凝胶的活性巯基含量、表面疏水性和浊度，300 MPa、10 min条件下可形成具有致密网状结构和小孔洞的凝胶，说明超高压处理提高复合凝胶持水性，并改善其凝胶特性。程珍珠[67]对超高压和膳食纤维对鱼糜凝胶品质的综合影响进行研究，发现大豆膳食纤维和聚葡萄糖可以有效提高鱼糜凝胶的质构特性和持水性等，但是过量添加也会对凝胶品质造成不利影响，而超高压处理（400 MPa、10 min）一定程度上可以弥补膳食纤维带来的一些不利影响。充分发挥非热加工技术与脂肪替代品的协同作用为低脂凝胶类肉制品的加工方式提供了新思路。
4 结 语
低脂凝胶类肉制品降低脂肪含量后产品会出现出水出油、切片性降低、质构松散等常见问题，目前解决这类问题的方法中脂肪替代物的研究较多且成熟。脂肪替代物能够减少脂肪含量，模拟脂肪的功能特性，特别是膳食纤维类替代物还具有一定的营养价值，非常符合当今健康消费的观念。非热加工技术对食品中营养成分破坏小，通过改变蛋白结构和功能特性，进而改善低脂凝胶类肉制品的食用品质，将其与脂肪替代物结合应用于低脂凝胶类肉制品，有望成为未来健康低脂凝胶类肉制品品质完善和开发的重要研究方向。
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