孫哲浩，李巧玲

(河北科技大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，石家莊 050018)

沙拉醬起源于地中海的米諾卡島，是常用的西餐調(diào)味品。沙拉醬醬體細膩，口味清爽香甜，用于水果和蔬菜沙拉的制作、面包及蛋糕等烘焙食品的涂層以及點蘸等方面。傳統(tǒng)沙拉醬中主要的成分有植物油、水、蛋黃、醋及一些風(fēng)味成分，其中油脂的含量在70%～80%左右，蛋黃在其中起乳化作用，一般將蛋黃添加大于6%的沙拉醬稱為蛋黃醬。傳統(tǒng)的沙拉醬屬于高脂肪和高膽固醇含量的食品，最近的一些研究表明，經(jīng)常大量食用高脂肪及高膽固醇含量的食品會給人類帶來一些健康問題，如肥胖、心血管疾病和糖尿病等，因此，人們開始關(guān)注一些低脂、低膽固醇的健康食品，一些含植物性成分的低脂、低卡路里的沙拉醬產(chǎn)品應(yīng)運而生[1]。

傳統(tǒng)沙拉醬產(chǎn)品中的高油脂為沙拉醬提供了一定的穩(wěn)定性和口感，低脂沙拉醬由于油脂降低會導(dǎo)致 產(chǎn)品的外觀、流變、質(zhì)構(gòu)、口感及風(fēng)味等特性的變化，同時蛋黃含量的降低也會影響產(chǎn)品的乳化效果。如何使低脂、低蛋黃含量的沙拉醬產(chǎn)品具有傳統(tǒng)產(chǎn)品貨架期內(nèi)的穩(wěn)定性而又保持與傳統(tǒng)沙拉醬類似的口感是食品研

究者需要解決的問題。目前的研究主要通過添加一些乳化劑、增稠劑等穩(wěn)定劑以及相關(guān)的乳化技術(shù)來解決這一問題，同時開發(fā)出一些油脂的替代物。由于一些小分子乳化劑的安全性問題，食品研究者們始終在探索一些新型植物來源的天然生物大分子用作低脂沙拉醬乳狀液的結(jié)構(gòu)構(gòu)建及進行脂肪模擬和替代，尤其是多糖類生物高分子的研究及應(yīng)用成為了熱點，眾多的研究發(fā)現(xiàn)，多糖類可以作為脂肪替代物、穩(wěn)定劑廣泛應(yīng)用到低脂沙拉醬中[2-3]。本文針對這方面的內(nèi)容做了探討。

1 低脂沙拉醬乳狀液結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

食品乳狀液由三相組成，包含油相、界面相以及水相。油相通常處于部分或全部結(jié)晶狀態(tài)；界面相由蛋白或小分子乳化劑如單甘脂、脂肪酸或這些表面活性劑的混合物組成；水相包括一些離子、生物大分子如多糖和蛋白質(zhì)等，所以要想了解乳狀液的性質(zhì)就必須熟悉各相的性質(zhì)。乳狀液按結(jié)構(gòu)類型分為水包油體系(O/W)以及油包水體系(W/O)，沙拉醬是典型的水包油(O/W)體系，常被食品研究者們作為模式體系進行乳狀液的研究，典型的水包油型乳狀液模擬圖見圖1。在乳狀液的研究中，一般將被包裹的相稱為內(nèi)相，將包裹相稱為外相，因此沙拉醬中的油相也稱為內(nèi)相，水相也稱為外相，一般內(nèi)相的百分占比大于74%時，稱之為高內(nèi)相的乳狀液[4]。

圖1 乳狀液的模擬結(jié)構(gòu)

沙拉醬內(nèi)相的構(gòu)成是常用的一些植物油，如大豆油、菜籽油、葵花油、橄欖油等。傳統(tǒng)高脂沙拉醬向低脂沙拉醬的轉(zhuǎn)變本質(zhì)上是乳狀液類型從高內(nèi)相比向低內(nèi)相比的轉(zhuǎn)變，油脂添加量的減少會帶來沙拉醬的物理化學(xué)特性的變化，從而影響產(chǎn)品的口感和穩(wěn)定性。當油脂的含量從70%～80%左右降至30%～40%左右時，由于水的添加量增加，降低了沙拉醬的粘度以及彈性模量，乳狀液開始變得不穩(wěn)定，因此需要一些穩(wěn)定劑加入來重新構(gòu)建沙拉醬的質(zhì)構(gòu)，以此來維持沙拉醬乳狀液的穩(wěn)定性，此外，沙拉醬中自由水的增加會使產(chǎn)品的水分活度增加，影響其貨架期內(nèi)的微生物穩(wěn)定性[5]。

乳狀液中水-油液滴的性質(zhì)決定了乳狀液的性質(zhì)，液滴均勻細小以及具備良好的油-水界面性質(zhì)是乳狀液穩(wěn)定的關(guān)鍵。膠體磨或均質(zhì)機使分散的粗顆粒破碎形成均勻細小的液滴，使液滴的粒徑分布趨向于單峰、平均粒徑變小，同時減小了液滴的自由能，因而是最常用的乳化技術(shù)。乳化劑的主要作用是依靠其親水及親油基團吸附在界面上，形成細小且均勻的液滴并降低水和油形成顆粒界面的自由能，阻止了液滴的分離和重新聚集。常用的一些乳化穩(wěn)定劑包括小分子乳化劑、蛋白質(zhì)及多糖類生物高分子。蛋白質(zhì)與多糖等生物高分子在界面上的吸附模型見圖2，蛋白質(zhì)一般吸附在液滴界面內(nèi)相面，而多糖等吸附在界面的內(nèi)相面并通過相互作用影響著乳狀液的穩(wěn)定性。多糖類等增稠穩(wěn)定劑的加入主要是使內(nèi)相和外相的粘度趨于一致，研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)、外相的粘度差別越小，乳狀液越穩(wěn)定。多糖等生物高分子除具有增稠穩(wěn)定作用之外，由于其本身長鏈的結(jié)構(gòu)和帶電的特性，可以通過立體排斥作用以及靜電排斥作用來改善乳狀液的穩(wěn)定性，因此多糖類生物高分子是低脂乳狀液結(jié)構(gòu)構(gòu)建的理想材料[6-9]。

圖2 蛋白質(zhì)與多糖在液滴表面的吸附

一種名為Pickering的新型乳液的研究對于低脂沙拉醬結(jié)構(gòu)的構(gòu)建也是有意義的。Pickering發(fā)現(xiàn)乳液制備可以使用固體顆粒替代傳統(tǒng)乳化劑來實現(xiàn)體系的穩(wěn)定，此類乳狀液以其名而命名。與小分子表面活性劑和以天然大分子穩(wěn)定的傳統(tǒng)乳液相比，Pickering乳液中起到乳化作用的固體顆粒在水-油界面上的吸附過程不可逆，顆粒不僅降低了體系的總自由能，也為液滴之間的接觸提供了空間上的物理屏障，賦予了Pickering 乳液更強的穩(wěn)定性。經(jīng)過食品科研工作者的不懈努力，近年來以蛋白質(zhì)與多糖共聚體制備的食品級固體顆粒穩(wěn)定 Pickering 乳液的報道不斷增多，Pickering 乳液作為傳統(tǒng)乳液食品(沙拉醬、人造奶油)的替代物已成為國際上的研究熱點[10-13]。

另外一種新型結(jié)構(gòu)的乳狀液——雙重乳液的研究也引起了人們的興趣，雙乳液體系包括水包油包水(W-O-W)體系、油包水包油(O-W-O)體系及油包水包水(O-W-W)體系，水包油包水(W-O-W)體系適合低脂沙拉醬[14]。雙重乳液體系可以起到活性成分的控制釋放、微膠囊包埋及靶向輸送等作用，因此在食品工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。雙乳液的制備一般需要兩步：先制備油包水的體系，然后將該體系加入到水相中經(jīng)均質(zhì)完成，這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了創(chuàng)新型的食品質(zhì)構(gòu)系統(tǒng)。雙乳液體系應(yīng)用到沙拉醬乳狀液中最主要的作用是能夠減少脂肪含量及增加乳狀液的穩(wěn)定性。對于沙拉醬來說，形成水包油包水的體系對于穩(wěn)定性更有幫助，人們用蛋白質(zhì)-多糖類的共聚體來制備這種類型的乳狀液，共聚體的優(yōu)勢是與每個單體相比，產(chǎn)生了蛋白質(zhì)與多糖的協(xié)同增效作用。雙乳液體系中存在的一個問題就是內(nèi)部的水相向外部水相的擴散，蛋白質(zhì)與多糖共聚體能夠增稠乳狀液并進行有效的立體阻隔，防止溶解在顆粒內(nèi)部的親水性成分的擴散(W/O)以及溶解在油相的親脂性成分的擴散。Benichou等[15]研究了乳清蛋白-黃原膠共聚體對雙乳液體系的影響，這些大分子的共聚體通過粘度和空間的阻礙作用防止內(nèi)部水相中的親水性成分外溢。Merve Y等[16]研究雙乳液體系不僅增加低脂沙拉醬的穩(wěn)定性，而且可以使油脂的含量降低到36.6%，與全脂的沙拉醬有類似的口感。

2 多糖類對低脂沙拉醬乳狀液的穩(wěn)定機理[17-20]

多糖類是生物體內(nèi)重要的成分，具有豐富的資源，其不僅是生物體的能量儲備材料，如淀粉和糖原，也是生物體結(jié)構(gòu)性材料，如纖維素和果膠。多糖類的結(jié)構(gòu)決定了其功能特性，最終使多糖在食品工業(yè)中有一定的加工性能。多糖類穩(wěn)定乳狀液的機理與小分子乳化劑略有不同，小分子乳化劑主要影響乳狀液液滴平均粒徑和粒徑分布，加入小分子乳化劑的乳狀液液滴粒徑一般較小，其粒徑分布有的是單峰的，有的是雙峰的。多糖類與小分子乳化劑相比，其形成的液滴較小分子乳化劑大，是在顆粒的表面形成弱凝膠的結(jié)構(gòu)，通過影響乳狀液的流變、質(zhì)構(gòu)、液滴結(jié)構(gòu)最終影響乳狀液的穩(wěn)定性。

2.1 通過改變水相的粘度等流動性質(zhì)使乳狀液穩(wěn)定

乳狀液在長期的靜置貯藏中，由于重力的作用呈現(xiàn)出分層及相分離的趨勢。多糖類分子在水溶液中具有一定的粘度，因此分散在水相中的液滴由于粘滯作用，減弱了液滴的布朗運動，弱化了液滴的重力作用，從而減少了液滴聚集的幾率及可能性，使乳狀液趨于穩(wěn)定。

2.2 立體排斥及靜電排斥作用

多糖類是生物高分子，具有長鏈結(jié)構(gòu)，在低油相分數(shù)的乳狀液中，分散好的油滴顆粒能夠均勻地纏繞在多糖形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，一方面，多糖的空間阻隔作用防止液滴的聚集；另外作用到液滴的浮力不足以克服凝膠網(wǎng)絡(luò)給予液滴的屈服應(yīng)力，從而減少液滴的聚集及分層。另一方面，許多多糖是帶電的，絕大多數(shù)帶有負電荷，這些多糖類吸附在界面上，可以通過同性電荷的排斥作用而防止液滴顆粒的聚集。

2.3 通過在界面上蛋白質(zhì)與多糖的交互作用穩(wěn)定乳狀液

應(yīng)用天然的多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合體穩(wěn)定乳狀液。阿拉伯膠是天然的多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合體，其超強的乳化特性在低脂乳狀液中廣泛應(yīng)用，其分子中蛋白質(zhì)含量占比超過10%，具有親水親油的兩親特性，增加了其疏水交互作用。最近越來越多的證據(jù)表明多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合體這類獨特的分子結(jié)構(gòu)具有良好的乳化特性，如玉米纖維膠、柑橘纖維，其分子結(jié)構(gòu)中都結(jié)合成有一定比例的蛋白質(zhì)。

通過美拉德反應(yīng)形成的蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合體穩(wěn)定乳狀液。美拉德反應(yīng)是發(fā)生在多糖的羰基與蛋白質(zhì)的氨基之間的反應(yīng)，形成的產(chǎn)物具有良好的乳化特性。將一定量的固體蛋白質(zhì)與多糖混勻后在一定溫濕度作用一定時間，混合物的乳化特性高于各單體乳化能力的和，這可能是蛋白質(zhì)與多糖類發(fā)生了美拉德反應(yīng)，形成了聚合體，進而提升了乳化能力。通過正負離子的吸引形成的蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合體穩(wěn)定乳狀液，在酸性條件下，蛋白質(zhì)帶正電荷，大多數(shù)多糖帶負電荷，因此兩種分子在界面上相遇時，通過靜電的吸引，形成蛋白質(zhì)與多糖的復(fù)合體，這個大分子的復(fù)合體穩(wěn)定了乳狀液。

3 應(yīng)用到低脂沙拉醬中的多糖類

目前在低脂沙拉醬中應(yīng)用的多糖類主要為淀粉多糖類，包括淀粉及變性淀粉；非淀粉多糖類，包括一些親水膠體以及纖維素及其衍生體。其中變性淀粉與黃原膠的復(fù)配使用是目前工業(yè)生產(chǎn)中最常用的體系。除此之外，食品的研究者們也在探討其他的多糖高分子，如天然來源的膳食纖維、親水膠體如柑橘纖維、菊粉、果膠、海藻酸鈉等在沙拉醬中的應(yīng)用。

3.1 淀粉及變性淀粉[21-26]

淀粉作為天然的多糖類生物高分子在食品工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。淀粉含量高的材料如馬鈴薯粉、大米粉、紅薯粉、香蕉粉等，都有在低脂沙拉醬中的應(yīng)用研究報道。冷加工的沙拉醬制作所需的淀粉一般需要預(yù)糊化。

大多數(shù)天然淀粉顆粒因具有較強的吸水性，吸附在乳狀液界面上時大部分處于水相，為了達到在水-油相的均衡存在，故需要對淀粉顆粒進行疏水性改造，以增強其親水-親油的雙親特性，其中的羥丙基二淀粉磷酸酯和辛烯基琥珀酸淀粉鈉是在低脂沙拉醬中應(yīng)用最多的兩種改性淀粉。王嫣等研究利用羥丙基二淀粉磷酸酯制作低脂沙拉醬，5.5%的添加量制得的低脂沙拉醬與高脂對照無明顯差異。辛烯基琥珀酸淀粉鈉又被稱為乳化淀粉，Ritika Bajaj、陳穎嫻等研究了辛烯基琥珀酸淀粉對低脂沙拉醬的影響，添加量3%～4.5%制得的低脂焙烤型沙拉醬表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，同時辛烯基琥珀酸淀粉鈉對于沙拉醬的低溫穩(wěn)定性也表現(xiàn)出良好作用。

3.2 親水膠體[27-30]

黃原膠是目前低脂沙拉醬應(yīng)用最廣泛的親水膠體，常與變性淀粉復(fù)配使用，作為低脂沙拉醬的穩(wěn)定體系。另外，一些具有乳化特性的膠體，如阿拉伯膠、半乳甘露聚糖、 瓜爾豆膠、刺槐豆膠、海藻酸鈉、魔芋膠以及果膠等都有在低脂沙拉醬中應(yīng)用的報道，如曾習(xí)等運用魔芋膠與羧甲基淀粉復(fù)配研制低脂沙拉醬，脂肪含量可以降低到32.99%，且具有良好的穩(wěn)定性。一些新的親水膠體也在不斷地開發(fā)應(yīng)用，Mozafari運用響應(yīng)面法研究了Zodo膠、黃原膠、大豆粉對于低脂沙拉醬在低脂、低膽固醇以及降低生產(chǎn)成本方面的影響，Zodo膠表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。

3.3 新型的纖維素及半纖維素制品

目前纖維素資源的開發(fā)是研究的熱點，其不僅符合可持續(xù)發(fā)展的理念，也為食品工業(yè)帶來了新的功能性配料。一些富含纖維素的綠芒果漿及綠香蕉漿等均 加入到低脂沙拉醬的應(yīng)用研究[31-32]。纖維素主要是由于其結(jié)晶的纖維束結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致水溶性差而限制了其應(yīng)用，因此最近的一些研究集中在其改性的研究，并將改性后的膳食纖維應(yīng)用到低脂沙拉醬乳狀液中，探討其對穩(wěn)定性的影響。目前的一些研究內(nèi)容及結(jié)果見表1，通過這些研究的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改性的膳食纖維打開了原來分子的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而在溶解性、水合性質(zhì)、乳化特性方面較原粗纖維都有所提升，將其應(yīng)用到低脂乳狀液中能夠起到穩(wěn)定作用，此外，一些膳食纖維還在脂肪模擬方面有不錯的表現(xiàn)，因此在低脂沙拉醬中有潛在的應(yīng)用前景，需要食品研究者們繼續(xù)進行深入的研究。

表1 不同類型的纖維素及半纖維素在低脂沙拉醬乳狀液中的應(yīng)用Table 1 The application of different types of cellulose and hemicellulose in low-fat salad dressing emulsion

續(xù) 表

4 小結(jié)

多糖類是食品工業(yè)中重要的配料，其對于低脂沙拉醬乳狀液的制備具有重要作用。人們通過流變、質(zhì)構(gòu)、粒徑、分子量及微觀結(jié)構(gòu)研究其對于低脂乳狀液的物理化學(xué)特性的影響，并將其應(yīng)用在低脂沙拉醬中，會產(chǎn)生越來越多的優(yōu)秀的配方及工藝。隨著研究的增加和深入，越來越多的多糖類會被開發(fā)出來應(yīng)用到低脂沙拉醬中，從成本、口感、穩(wěn)定性、加工的便利性等方面滿足食品制造者以及消費者的需求。