劉 楠 高彥祥 毛立科

(北京食品營養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

根據(jù)我國飲食特點(diǎn)，成年居民膳食蛋白質(zhì)、碳水化合物及脂肪適宜供能比分別為10%～15%、55%～65%以及20%～30%，但1989—2009年我國九省居民均存在脂肪和膽固醇攝入過量問題，脂肪供能比超30%及膽固醇平均攝入水平超300 mg/d的人群比例顯著增加[1,2]。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)實(shí)況報道，2016年全球18歲及以上成年人中有39%超重，其中13%達(dá)到肥胖，5～19歲兒童和青少年的超重和肥胖比例大幅上升，增加了患心血管疾病、糖尿病和某些癌癥的風(fēng)險，原因之一是富含脂肪的高能量食物的過多攝入[3]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)及營養(yǎng)學(xué)研究表明，低脂肪膳食有助于預(yù)防和治療肥胖[4]，高脂肪膳食易導(dǎo)致身材發(fā)胖，內(nèi)臟脂肪堆積更可能會造成葡萄糖和脂質(zhì)代謝紊亂，引起高血壓等循環(huán)障礙疾病[5]。隨著人們健康意識的提高，越來越多的消費(fèi)者意識到高脂肪攝入對健美身材與健康體質(zhì)的不利影響，對健康低脂食品的需求也與日俱增。

但脂肪在食品加工中發(fā)揮著不可或缺的作用，并對最終產(chǎn)品的營養(yǎng)功效影響很大。膳食脂肪是人體必需脂肪酸的重要來源以及脂溶性維生素載體，能夠賦予食品潤滑的口感、獨(dú)特的風(fēng)味、良好的穩(wěn)定性以及飽腹效果。直接降低脂肪含量會導(dǎo)致感官特性變差，不易被消費(fèi)者接受，因此脂肪替代品(Fat replacers)應(yīng)運(yùn)而生，降低脂肪含量的同時一定程度上彌補(bǔ)感官品質(zhì)的不足，但低脂膳食仍存在一系列明顯的問題，如感官品質(zhì)差、無法載送脂溶性功能因子等。

為順應(yīng)時代發(fā)展并滿足消費(fèi)者的健康需求，食品行業(yè)的工作者正致力于開發(fā)健康低脂食品，或通過某些方法降低消費(fèi)者攝入的脂肪含量，同時保證產(chǎn)品的感官品質(zhì)和營養(yǎng)功效。本文涉及脂肪替代品的基本分類、低脂食品的應(yīng)用缺陷和解決思路以及降低脂肪攝入的手段和方法，以期幫助廣大讀者了解低脂食品行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，并鼓勵相關(guān)科研人員進(jìn)行更深入的研究。

1 脂肪替代品的基本介紹及分類

脂肪替代品(Fat replacers)可代替甘油三酯，降低食品脂肪含量和熱量。按功能特性可劃分為兩類，一類是碳水化合物、烷基糖苷和糖醇(多元醇)的脂肪酸酯[6]，通過改變分子結(jié)構(gòu)降低其可消化性，同時具有類似油脂的物理及功能特性，也稱代脂肪，最具代表性的Olestra(蔗糖脂肪酸聚酯)于1996年被批準(zhǔn)使用，但其無法水解過量攝入可能導(dǎo)致肛漏和滲透性腹瀉[7]；另一類是以其他高分子化合物(主要是蛋白質(zhì)和碳水化合物)模擬脂肪性狀而合成的脂肪模擬物，高溫下結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不適用于需高溫處理的食品，同時也不能攜帶脂溶性功能成分。

脂肪替代品按基本成分主要分為四類：脂肪基質(zhì)(fat-based)，蛋白質(zhì)基質(zhì)(protein-based)，碳水化合物基質(zhì)(carbohydrate-based)和復(fù)合型脂肪替代品(combination fat)。目前應(yīng)用最廣泛的商業(yè)脂肪替代品即前文中提及的Olestra(蔗糖脂肪酸聚酯)，其酯鍵被疏水基團(tuán)嚴(yán)密包裹，空間位阻大，無法被機(jī)體吸收也不能提供能量[8]；Benefat是由非吸收性長鏈脂肪酸和兩條短鏈脂肪酸結(jié)合而成的甘油三酯，熱量僅為普通甘油三酯的55%[9]；Simplesse是一種蛋白質(zhì)基質(zhì)脂肪替代品，主要原料為乳蛋白和雞蛋蛋白，二者經(jīng)加熱發(fā)生一定程度的變性，然后經(jīng)微?；幚硎沟鞍踪|(zhì)顆粒細(xì)度小于舌的敏感閾(0.1～0.2 μm)，顆粒間發(fā)生滾動并相互壓縮從而產(chǎn)生類似脂肪的口感，干物質(zhì)熱量僅為16.7 kJ/g[10]；碳水化合物基的脂肪替代品[11]可改善水相結(jié)構(gòu)特征，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠截留大量水，具有較好的流動性，能模擬脂肪的質(zhì)構(gòu)和口感，如淀粉及其衍生物、纖維、菊粉[12]等。

2 低脂食品的應(yīng)用缺陷及解決措施

作為三大營養(yǎng)素之一，除了供能，脂肪在決定食品質(zhì)地、風(fēng)味、口感和穩(wěn)定性方面的作用不可忽視。無論是直接降低食品中的脂肪含量還是加入脂肪替代品部分取代脂肪都不可避免帶來一系列問題，本文主要探討低脂食品的三個典型缺陷：質(zhì)構(gòu)特性變差、風(fēng)味不足以及功能因子遞送問題。

2.1 低脂食品的質(zhì)構(gòu)缺陷及解決思路

高能量密度的食品通常具有更高的適口性，嘗起來更加美味，口感更好[13]，而低脂食品通常缺乏平滑細(xì)膩的口感及理想的質(zhì)構(gòu)特性。

研究表明牛奶脂肪對奶酪質(zhì)構(gòu)特性影響很大。脂肪含量降低導(dǎo)致蛋白質(zhì)基質(zhì)形成致密的微觀結(jié)構(gòu)，硬度和彈性增大，內(nèi)聚性和粘附性降低，從而影響質(zhì)地。脂肪的存在會破壞酪蛋白之間的相互作用，使蛋白質(zhì)基質(zhì)松弛，有助于獲得質(zhì)地理想的干酪[14]。其他低脂奶制品的質(zhì)構(gòu)特性同樣受蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的控制。

近年來低脂酸奶受到追捧，然而降低脂肪含量常導(dǎo)致酸奶黏度降低、平滑度下降、口感變差且易出現(xiàn)乳清析出等問題[15,16]。Sandoval-Castilla等[17]發(fā)現(xiàn)脂肪替代品的種類不同，酸奶的微觀結(jié)構(gòu)和質(zhì)地屬性差異很大，多種脂肪替代品混合使用可以產(chǎn)生更好的效果；而脂肪替代品種類繁多，需全方位分析比較以確定最佳選擇，Nguyen等[18]利用摩擦學(xué)模型分析比較了含不同水膠體(明膠、黃原膠、角叉菜膠和改性淀粉)的低脂酸奶的質(zhì)地和感官特性，發(fā)現(xiàn)明膠能顯著提高產(chǎn)品硬度和黏度，減緩脫水收縮并改善潤滑性；為模擬脂肪在口腔中的感官特性，常通過一定處理將凝結(jié)的蛋白質(zhì)破碎成直徑0.3～10 μm的微粒，代替脂肪滴和淀粉顆粒，同時增加食品乳液的黏度和亮度，Torres等[19]用微?；榍宓鞍?MWP)代替天然乳清蛋白(WPI)，把MWP看作活性填料以提供酸化凝膠中的蛋白質(zhì)基質(zhì)，導(dǎo)致局部致密聚集體比例減小，乳清析出情況得到改善，MWP的變性程度對最終產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)有影響[20]，基于顯微結(jié)構(gòu)研究推斷MWP不易與酪蛋白膠束及乳清蛋白相互作用，能像全脂酸奶中脂肪球的一樣發(fā)揮作用[21]。

近年來許多學(xué)者嘗試?yán)玫鞍缀投嗵悄z作為脂肪模擬物，通過多糖屏蔽活性帶電基團(tuán)并增加溶液黏度以減少分子間碰撞，從而防止微?；鞍踪|(zhì)之間的相互作用和聚結(jié)，同時多糖可以結(jié)合大量水在口腔中提供乳脂感和潤滑感[22]。Chung等[23]利用MWP和多糖組合開發(fā)脂肪模擬物，用于生產(chǎn)具有良好口感的低熱量乳液型食品，如醬汁、調(diào)味品和蘸料等；Sun等[24]利用MWP-果膠復(fù)合物替代蛋黃醬中的脂肪，添加量達(dá)60%時可提高低脂蛋黃醬的穩(wěn)定性，添加量為40%時與全脂蛋黃醬具有相似的質(zhì)地、顏色、外觀和風(fēng)味。

多種脂肪替代品混合使用以及脂肪替代品的微?；瑯舆m用于其他低脂食品。Troutt等[25]利用聚葡萄糖、馬鈴薯淀粉和甜菜、燕麥或豌豆纖維組合改善低脂牛肉餅的硬度，使其口感、質(zhì)地與含有20%脂肪的牛肉餅相似。Liu等[26]發(fā)現(xiàn)果膠弱凝膠和微粒果膠凝膠作為脂肪模擬物應(yīng)用于低脂蛋黃醬中可以形成與全脂蛋黃醬相似的質(zhì)地屬性，比用WPI /果膠基脂肪模擬物效果更好。

低脂食品還常存在硬度不足、容易塌陷等問題，Oliver等[27]發(fā)現(xiàn)通過誘導(dǎo)液滴聚集可以提高凝膠的剛度，該效果可用于降低總脂肪含量同時保持相似的凝膠硬度。例如，填充有25%非聚集狀態(tài)乳脂肪滴的凝膠與含有15%聚集狀態(tài)乳脂肪滴的凝膠的硬度相當(dāng)，在這種情況下，誘導(dǎo)脂肪滴聚集可減少40%的脂肪，同時保持相似的凝膠特性。

2.2 低脂食品的風(fēng)味缺陷及解決思路

降低脂肪含量會削弱親脂性風(fēng)味成分與食物基質(zhì)的結(jié)合，從而影響風(fēng)味的釋放[28,29]。Delahunty等[30]發(fā)現(xiàn)親脂性風(fēng)味成分會優(yōu)先進(jìn)入脂肪，在進(jìn)食過程中緩慢揮發(fā)，脂肪含量變化會影響不同親脂性風(fēng)味成分的分配，因此低脂和高脂食品之間的化合物平衡會有所不同。脂肪含量較高時，風(fēng)味釋放緩慢，當(dāng)脂肪含量較低(<5%)時風(fēng)味先是爆發(fā)，隨后風(fēng)味強(qiáng)度迅速下降，為了模擬低脂條件下“全脂”食物的風(fēng)味釋放，需選擇性降低親脂性風(fēng)味成分的釋放速率，例如利用含油凝膠顆粒控制風(fēng)味成分釋放[31]。

除了脂肪，食品中其他主要成分如蛋白質(zhì)、碳水化合物及脂肪替代品(乳液凝膠體系等)、增稠劑等都會與揮發(fā)性成分結(jié)合，脂肪含量降低或使用增稠劑引起的質(zhì)構(gòu)變化也會影響風(fēng)味，Brauss等[32]發(fā)現(xiàn)酸奶黏度和顆粒大小會影響風(fēng)味，影響程度取決于化合物的物理化學(xué)性質(zhì)。增稠劑在改善低脂食品質(zhì)地的同時會削弱食品的香氣和味道，主要與增稠劑類型有關(guān)[33,34]。

對于乳制品甜點(diǎn)而言，乳脂肪含量和芳香化合物的親脂性都會影響其風(fēng)味釋放，增加脂肪含量可以保留更多的親脂性化合物從而形成更好的風(fēng)味[35,36]。乳脂肪通過疏水相互作用保留風(fēng)味成分，在低脂乳蛋糕中加入淀粉的濃度及存儲時間均對風(fēng)味釋放有影響，再次證明食品的風(fēng)味與食物基質(zhì)的流變學(xué)特性以及風(fēng)味物質(zhì)和基質(zhì)之間復(fù)雜的物理化學(xué)結(jié)合相關(guān)[37]。Arancibia等[38]以檸檬味乳制品甜點(diǎn)為模型，發(fā)現(xiàn)脂肪含量主要影響最親脂的芳香化合物(芳樟醇)向鼻腔的遞送，而增稠劑類型和濃度主要影響最小親脂性化合物(順式-3-己烯-1-醇)的釋放。

風(fēng)味感知是由咀嚼和吞咽期間食物的動態(tài)分解引起的，并受物理、化學(xué)、生理和心理等因素的影響，因而很難預(yù)測和控制[39]。目前關(guān)于質(zhì)地-香味-味道的研究很多，但大多基于同一系統(tǒng)中可能存在的二元相互作用(如香氣對味道的作用)，在真正的食物系統(tǒng)中往往存在多種感官感覺并發(fā)生多種相互作用，所以目前的研究有很大局限性。食品的微觀結(jié)構(gòu)對風(fēng)味物質(zhì)的釋放起決定性作用，將油脂封裝在凝膠化的顆粒中增加擴(kuò)散的路徑長度，抑制油相和連續(xù)相之間的質(zhì)量傳遞速率，減緩親脂性風(fēng)味成分的釋放，并且不會顯著改變食物質(zhì)地。親脂性風(fēng)味成分的釋放速率取決于風(fēng)味分子的物理化學(xué)性質(zhì)以及顆粒的組成和微觀結(jié)構(gòu)，顆粒大小、油含量及香料的油水分配系數(shù)是影響釋放速率的主要因素，通過選擇合適的生物聚合物制備凝膠，可在生理?xiàng)l件下控制顆粒在口腔中的分解，從而控制風(fēng)味釋放[40]。

2.3 低脂食品中脂溶性功能因子遞送

長期食用低脂食品，可能導(dǎo)致一些脂溶性功能成分(如維生素A、D、E和K，ω-3脂肪酸，植物甾醇，類胡蘿卜素等)攝入不足而引發(fā)健康問題。本文以典型的脂溶性維生素類胡蘿卜素為例進(jìn)行探討。

如圖1所示，食物基質(zhì)中釋放的類胡蘿卜素首先進(jìn)入脂肪滴，形成膠束后才能被進(jìn)一步吸收，說明膳食脂肪含量對類胡蘿卜素的消化吸收至關(guān)重要，但并不意味著脂肪含量越高脂溶性功能因子吸收的也越多。研究表明每餐中5 g脂肪足以保證攝入足夠量的類胡蘿卜素[41]，Jalal等[42]表示截止點(diǎn)在3～5 g之間，在甘薯點(diǎn)心中添加3 g或18 g脂肪并不會對血清中視黃醇含量造成明顯影響。Hof等的研究結(jié)果顯示，富含類胡蘿卜素的低脂肪膳食(3 g脂肪/每餐)在提高血漿中α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素濃度方面與富含類胡蘿卜素的全脂肪膳食(35 g脂肪/每餐)一樣有效。然而，對于以葉黃素酯的形式添加的葉黃素來說，全脂肪膳食能使血漿反應(yīng)提高100%，可能是因?yàn)樯倭恐鞠拗屏巳~黃素酯在脂肪相中的溶解以及酯酶和脂肪酶的活性，從而影響葉黃素酯的吸收。

其次，脂肪的類型及消化率也非常重要。脂肪類型會影響類胡蘿卜素的生物利用率，如中鏈甘油三酯主要通過門靜脈吸收，攝入僅含有此類甘油三酯的膳食后只能形成很少的乳糜微粒(如圖1)，即使在此類膳食中加入β-胡蘿卜素，與同樣加入β-胡蘿卜素的含有長鏈甘油三酯的膳食相比，β-胡蘿卜素在乳糜微粒中的摻入量也很低[44]。前文提及過一種不可吸收的脂肪替代品——蔗糖聚酯，它能使血漿中類胡蘿卜素的含量降低20%～120%，降低程度取決于類胡蘿卜素的類型及蔗糖聚酯含量，其中最親脂番茄紅素和β-胡蘿卜素吸收效果最差。如果參與實(shí)驗(yàn)者可隨意食用含蔗糖聚酯的零食，而不是在主餐期間與類胡蘿卜素的主要膳食來源一起食用，就不會產(chǎn)生那么明顯的降低血漿中類胡蘿卜素含量的效果。由此推斷在蔗糖聚酯存在的情況下，從食物基質(zhì)中釋放的類胡蘿卜素會優(yōu)先和不可吸收的蔗糖聚酯結(jié)合，而不是摻入由膳食脂肪形成的膠束中[45-47]。

近年來，利用乳液體系傳遞親脂性功能成分的研究很多。乳液液滴大小直接影響脂質(zhì)消化和類胡蘿卜素的生物利用率[48]，液滴越小活性表面積越大，腸脂肪酶可吸附結(jié)合的位點(diǎn)更多，脂肪消化速度更快，消化率更高，類胡蘿卜素的生物利用率提高。Salvia-Trujillo等[49]發(fā)現(xiàn)乳液液滴初始尺寸對脂質(zhì)消化、膠束形成以及類胡蘿卜素?fù)饺牖旌夏z束等動力學(xué)過程有顯著影響，液滴尺寸越小類胡蘿卜素的吸收率越高。因此可以利用乳液體系及乳液凝膠顆粒降低食品脂肪含量同時實(shí)現(xiàn)功能因子定點(diǎn)釋放，從而提高低脂食品中脂溶性功能成分的生物利用率[50]。

圖1 類胡蘿卜素的消化吸收步驟以及影響類胡蘿卜素吸收的膳食因素[43]

表1低脂食品的應(yīng)用缺陷及解決思路

低脂食品的應(yīng)用缺陷解決思路食品類型參考文獻(xiàn)質(zhì)構(gòu)特性缺陷多種脂肪替代品混合使用;低脂酸奶、低脂肉制品[17,25]通過處理使脂肪替代品呈微?；Y(jié)構(gòu);低脂酸奶、低脂蛋黃醬[19-21,26]使用蛋白與多糖組合開發(fā)脂肪模擬物;通過誘導(dǎo)液滴聚集提高凝膠的硬度。低脂蛋黃醬、醬汁、調(diào)味品和蘸料等凝膠型食品[22-24][27]風(fēng)味不足利用含油凝膠顆?？刂骑L(fēng)味成分的釋放速率;乳制品甜點(diǎn)等[31,40]控制增稠劑的類型和濃度。低脂膳食[33,34,38]脂溶性功能因子根據(jù)脂溶性功能因子的特點(diǎn)確定脂肪添加量的截止點(diǎn);低脂膳食[42,43]攝入不足注意脂肪類型對功能因子吸收的影響;低脂膳食[44]避免同時食用脂肪酸酯和富含脂溶性功能因子的膳食;低脂膳食[45-47]利用乳液及凝膠化的乳液顆粒實(shí)現(xiàn)功能因子的定點(diǎn)釋放。低脂膳食[48-50]

3 降低脂肪攝入的手段和方法

3.1 提高飽腹感

飽腹感由一系列因素控制，從開始消耗食物至胃腸道的消化吸收，都會在大腦特定區(qū)域生成信號，這些區(qū)域還涉及能量攝入調(diào)節(jié)，響應(yīng)于對所消耗食物的感官感覺、認(rèn)知感覺以及胃的擴(kuò)張。這些信號由大腦整合，刺激人們停止進(jìn)食，當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)被腸道吸收，許多激素信號再次整合到大腦中誘導(dǎo)飽腹感產(chǎn)生。飽腹感還受激素(如瘦素和胰島素)波動的影響，與體內(nèi)脂肪儲存水平相關(guān)[51]。

通過提高食品的飽腹感以減少食物消耗量，從而達(dá)到降低脂肪攝入的目的。研究表明，在提供相同能量的情況下，蛋白質(zhì)比碳水化合物或脂肪有更強(qiáng)的飽腹效果[52,53]，但目前沒有明確證據(jù)表明不同來源的蛋白質(zhì)(動物或植物蛋白)飽腹強(qiáng)度是否存在差異[54]。食物形態(tài)和質(zhì)地帶來的感官感受在飽腹感中起基本作用，利用蛋白質(zhì)的技術(shù)功能特性(乳化、膠凝、發(fā)泡等)可在食品中構(gòu)建微觀結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)飽腹感，延長食物的感官暴露時間同樣有利，可以向食物中添加蛋白質(zhì)以延長口服消耗時間或提高咀嚼頻率。

為優(yōu)化高蛋白食品的飽腹感，還應(yīng)考慮碳水化合物和脂肪的比例，關(guān)于這兩種營養(yǎng)素添加量的高低目前還沒有定論，攝入碳水化合物所導(dǎo)致的血糖變化會影響飽腹感信號傳遞，使研究變得更加困難和復(fù)雜[55]。但近年來低脂膳食觀念深入人心，更多消費(fèi)者堅(jiān)信消耗更多的碳水化合物而非脂肪可以降低超重或肥胖的風(fēng)險[56,57]，因此在設(shè)計(jì)高飽腹食品時可優(yōu)先選擇碳水化合物。

另一種可以提高飽腹感的食物成分是膳食纖維[58]。纖維是一種復(fù)雜多變的常量營養(yǎng)素，包括一系列非淀粉多糖(碳水化合物)和木質(zhì)素(非碳水化合物醇衍生物)，其對飽腹感的影響主要取決于纖維類型、溶脹能力、黏度、凝膠能力及在腸道中的發(fā)酵狀況等[59]。纖維可以增加胃擴(kuò)張，減緩胃的排空速度并影響飽腹感激素釋放，同時促進(jìn)其他增強(qiáng)飽腹感的反應(yīng)[60]。有文獻(xiàn)報道高纖維食物可能會影響食欲，歐洲食品安全局(EFSA)也否決了纖維能提高飽腹感的聲稱，理由是該食物成分總是以多種形式出現(xiàn)并且其影響尚未得到充分表征。由于纖維類型復(fù)雜、功能多樣且具有豐富的感官特性，在應(yīng)用于高飽腹感產(chǎn)品時必須慎重考慮。

總之，食品中蛋白質(zhì)和膳食纖維含量高，碳水化合物比例高于脂肪，可能可以達(dá)到令人滿意的飽腹效果。近些年與飽食/飽腹感相關(guān)的專利很多，主要是添加蛋白質(zhì)，如乳清蛋白、糖巨肽、乳白蛋白、酪蛋白酸鈉、水解酵母蛋白、鱈魚或雞蛋等，有些專利中蛋白質(zhì)配方能刺激與饑餓控制相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)或酶，有些專利利用某些蛋白質(zhì)在胃pH范圍內(nèi)形成水凝膠狀的交聯(lián)球狀蛋白質(zhì)以增強(qiáng)飽腹感。此外在開發(fā)低脂飽腹食品時還需保證其具有可接受的感官風(fēng)味，掌握質(zhì)構(gòu)特性對感官品質(zhì)的影響十分重要，有報道稱富含乳清蛋白的高蛋白飽食酸奶[61]和高蛋白飽腹條中出現(xiàn)了令人不快的味道和質(zhì)地。

3.2 控制脂肪消化率

通過改變食品的微觀結(jié)構(gòu)和理化特性，可降低人體內(nèi)脂肪消化的速率和程度 。本文重點(diǎn)介紹以下三種途徑：控制脂質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)特征、調(diào)整液滴尺寸和界面性質(zhì)以及改變食物基質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成。

三酰甘油的生物利用率取決甘油骨架上脂肪酸鏈的類型和位置[62]。脂肪分解過程中短鏈和中鏈脂肪酸的釋放速率比長鏈脂肪酸快，由于胰脂肪酶對sn-1和sn-3具有高度特異性，所以sn-1和sn-3位置的脂肪酸比sn-2位置的釋放速率更快。因?yàn)閱熙８视捅扔坞x脂肪酸更易吸收，所以sn-2位置的脂肪酸吸收率更高。長鏈飽和游離脂肪酸吸收效果差，因?yàn)槠淙埸c(diǎn)高，并容易與陽離子多價礦物離子(如Ca2 +和Mg2 +)在小腸中形成不溶性皂[63]。長鏈飽和脂肪如硬脂酸和棕櫚酸的生物利用率較低導(dǎo)致某些脂肪的能量小于9 kcal/g，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)給幼鼠喂食三硬脂酸甘油酯時，其能量可降到3 kcal /g[64]。典型的脂肪替代品如Salatrim和Caprenin，就是利用長鏈飽和脂肪酸的消化率受其立體定向位置影響這一原理，其在sn-1和sn-3位置上分別是相對高濃度的硬脂酸和二十二烷酸，由此降低人體對脂肪酸的吸收并減少飽和脂肪酸的熱量貢獻(xiàn)值，這些結(jié)構(gòu)化脂肪的能量約為5～7 kcal / g[65,66]。此外，三酰甘油類型可能會影響液滴破裂及其在口腔、胃和小腸中聚結(jié)的趨勢，間接影響消化吸收過程。

脂肪消化率和食物液滴尺寸大小相關(guān)[67]，胃和小腸中脂質(zhì)消化速率取決于暴露在周圍水相中的表面積，因此可以通過控制食物中初始液滴大小來控制其在口腔、胃和小腸中破裂或聚結(jié)穩(wěn)定性及脂質(zhì)的生物利用率。液滴周圍界面層的組成和性質(zhì)也會影響脂質(zhì)消化吸收。首先，界面特性會影響液滴在口腔、胃和小腸中破壞或聚結(jié)穩(wěn)定性，影響暴露在周圍水相中的表面積。其次，液滴的界面特性會影響胃或胰脂肪酶的吸附和相互作用能力[68,69]。但是食品體系的界面組成是不斷變化著的，其變化取決于各種表面活性物質(zhì)的相對濃度和表面活性，具有最高表面活性和濃度的傾向于在界面處占主導(dǎo)地位[70,71]。對大鼠的研究表明，酪蛋白穩(wěn)定的乳液液滴比磷脂穩(wěn)定的液滴消化速率慢，凸顯了界面組成對脂質(zhì)消化的重要性[72]，還有研究發(fā)現(xiàn)由蛋白質(zhì)(酪蛋白酸鹽或乳清蛋白)穩(wěn)定的乳液，脂質(zhì)水解程度遠(yuǎn)大于由小分子表面活性劑(吐溫20或卵磷脂)穩(wěn)定的乳液。Espinal-Ruiz等[73]將多糖與水包油乳液混合進(jìn)行體外消化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著果膠、甲基纖維素和殼聚糖濃度的增加，脂質(zhì)消化的速率和程度降低，并推測多糖能誘導(dǎo)液滴絮凝或和參與脂質(zhì)水解的分子(如膽汁鹽，脂肪酸和鈣)相互作用。相關(guān)研究人員可以利用食品化學(xué)和膠體科學(xué)知識控制液滴大小和界面組成[74]，從而更有效地控制脂質(zhì)消化速率。

大多數(shù)食品中的脂質(zhì)相在體溫下是液體，但在某些食品中可能是部分或完全結(jié)晶的。脂質(zhì)相的結(jié)晶度可以改變脂肪酶水解脂質(zhì)的能力或改變消化產(chǎn)物的吸收率，如長鏈脂肪酸在多價陽離子(如Ca2 +和Mg2 +)存在下形成不溶性皂，延緩脂質(zhì)消化。有些學(xué)者開發(fā)了基于固體脂質(zhì)顆粒(至少部分脂質(zhì)相為結(jié)晶態(tài))的遞送系統(tǒng)用于包封、保護(hù)和遞送親脂性功能組分[75,76]。體外和體內(nèi)研究表明，包封的親脂性分子能夠從固體脂質(zhì)顆粒中釋放出來，表明固態(tài)的脂質(zhì)仍可被消化，并且被包封的親脂性成分仍具生物活性[77]。在消化過程中，脂質(zhì)相的結(jié)晶度和結(jié)構(gòu)組織會影響親脂性分子的釋放速度，隨著結(jié)晶度的增加，固體脂質(zhì)顆粒的消化速率下降，親脂性成分的釋放速率也降低[78]。

食品中其他基質(zhì)如膳食纖維、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、碳水化合物和表面活性劑等也會影響脂肪的消化速率，它們可能與脂肪酶結(jié)合降低酶活，可能在脂肪滴表面形成保護(hù)層阻止其與脂肪酶接觸，也可能增加脂肪滴周圍水相的黏度阻礙脂質(zhì)消化運(yùn)輸。降低脂肪消化率的途徑和手段有很多，食品科學(xué)家可以根據(jù)影響脂質(zhì)消化吸收的物理化學(xué)因素并利用結(jié)構(gòu)特性方面的知識對食品進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)以降低脂肪消化率。

4 結(jié)論

隨著社會發(fā)展及相關(guān)醫(yī)療水平的進(jìn)步，人們逐漸意識到預(yù)防慢性疾病是重要的公共衛(wèi)生問題。由超重和肥胖引發(fā)的慢性病已引起全球消費(fèi)者的警惕，隨著膳食結(jié)構(gòu)調(diào)整，人們對健康低脂食品的關(guān)注和需求也越來越大。本文闡明了低脂食品的研究現(xiàn)狀及研究意義，介紹了低脂食品在質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味等方面的缺陷和解決思路，最后還討論了通過提高食品飽腹感或降低脂肪消化率來設(shè)計(jì)新型低脂食品的方法。通過本文的介紹可以發(fā)現(xiàn)食品乳液及乳液凝膠體系在新型健康低脂食品的開發(fā)方面大有前途，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供一個新的思路。