低脂畜禽及脂肪替代物開(kāi)發(fā)途徑研究進(jìn)展

李?lèi)傂溃藕檎瘢瑒?騫，刁新平，孔保華*

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

畜禽肉及其肉制品是人們餐桌上必不可少的食物，它們?yōu)槿梭w提供了高質(zhì)量的脂肪、蛋白質(zhì)、必需氨基酸、豐富的礦物質(zhì)及其他營(yíng)養(yǎng)成分，因此深受消費(fèi)者的喜愛(ài)[1]。其中動(dòng)物脂肪是甘油與一種或多種脂肪酸發(fā)生酯化反應(yīng)所形成的，它不僅通過(guò)參與機(jī)體能量貯存、細(xì)胞組成和活性物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)等生理生化活動(dòng)來(lái)影響人體的生長(zhǎng)發(fā)育，也與食品的質(zhì)構(gòu)和感官特性有密切聯(lián)系[2]。

隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和科技水平的提高，消費(fèi)者加大了對(duì)飲食健康的重視程度。畜禽肉及其肉制品含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)等，但由于畜禽肉的脂肪含量通常比較高，且其肉制品中含有較高含量的脂肪、飽和脂肪酸、食鹽、合成添加劑和膽固醇等物質(zhì)而飽受爭(zhēng)議[3]。例如，飲食中脂肪的過(guò)量攝入能夠?qū)е卵褐械哪懝檀妓缴撸曳词街舅岬倪^(guò)量攝入會(huì)導(dǎo)致心血管疾病和其他代謝性疾病[4-5]。同時(shí)有研究表明，高脂飲食也會(huì)使血腦屏障完整性喪失和腦血流減少，進(jìn)而導(dǎo)致認(rèn)知障礙的發(fā)生[6]。由此可見(jiàn)，攝入過(guò)量脂肪對(duì)人體的負(fù)面作用不可忽視，因此降低畜禽肉及其肉制品的脂肪含量迫在眉睫。然而，降低脂肪含量會(huì)對(duì)肉及肉制品的滋味和口感等產(chǎn)生消極影響，因此，降低脂肪含量的同時(shí)，如何保持其原有口感和風(fēng)味是食品行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。

本文從低脂畜禽的培育方法、脂肪替代物的分類(lèi)兩方面介紹低脂畜禽及脂肪替代物的開(kāi)發(fā)途徑，為低脂畜禽及脂肪替代物的研究發(fā)展提供理論依據(jù)，為飲食與健康提供有效的參考意見(jiàn)。

1 低脂畜禽的培育方法

1.1 飼養(yǎng)調(diào)控培育低脂畜禽

飼料為動(dòng)物生長(zhǎng)提供能量、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、維生素和微量元素等基本成分，這些營(yíng)養(yǎng)成分是動(dòng)物生長(zhǎng)的必需條件，它們決定動(dòng)物的生長(zhǎng)性能[7]。因此，通過(guò)調(diào)整飼料成分配比可以得到低脂畜禽。駱婉秋[8]研究高鐵含量飼糧對(duì)肉雞的影響，發(fā)現(xiàn)在日糧中添加高鐵類(lèi)物質(zhì)能夠抑制肉雞腹部脂肪組織的發(fā)育，顯著降低其脂肪含量，同時(shí)能夠抑制肝臟中脂肪酸合成酶等相關(guān)酶的活性和基因表達(dá)。這可能是因?yàn)殍F的添加可調(diào)節(jié)機(jī)體產(chǎn)熱、促進(jìn)脂肪動(dòng)員和能量消耗，且促進(jìn)骨骼肌中解偶聯(lián)蛋白2、3 mRNA的表達(dá)[9]。Reis等[10]研究低脂干酒糟對(duì)幼公牛的影響，表明飼料中含有可溶性低脂干酒糟的公牛肌肉中n-6多不飽和脂肪酸含量和共軛亞油酸含量更高，且脂蛋白脂酶基因表達(dá)量較低。究其原因，可能是由于其高纖維和低能量的特性，降低了肌內(nèi)脂肪含量[11]。湯佩芬等[12]在日糧中添加蠶豆替代豆粕，研究其對(duì)肉雞的影響發(fā)現(xiàn)，蠶豆組肉雞的腹脂含量降低，且飽和脂肪酸含量減少，多不飽和脂肪酸含量增加。Baldassini等[13]研究飼喂含干玉米麩質(zhì)飼料對(duì)內(nèi)洛爾公牛的影響發(fā)現(xiàn)，盡管對(duì)照組和干玉米麩質(zhì)飼料組的牛背膘厚度相似，但在干玉米麩質(zhì)飼料水平高于18%時(shí)，胸部背最長(zhǎng)肌的脂肪含量減少，且脂肪酸分布改變。飼養(yǎng)調(diào)控培育低脂畜禽的相關(guān)研究見(jiàn)表1。

綜上所述，通過(guò)調(diào)整畜禽的飼料成分配比，可以調(diào)節(jié)相關(guān)酶的活性，進(jìn)而影響畜禽脂肪的沉積及脂肪酸的組成，最終得到營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高、生長(zhǎng)特性差別不大甚至更好的低脂畜禽。但不同飼料所喂養(yǎng)的畜禽均存在缺陷，且向飼料中添加高鐵類(lèi)物質(zhì)、蠶豆等也會(huì)提高養(yǎng)殖成本，從而限制其大規(guī)模應(yīng)用。

表 1 飼養(yǎng)調(diào)控培育低脂畜禽相關(guān)研究Table 1 Advantages and disadvantages of dietary intervention strategies for low-fat livestock and poultry

1.2 基因調(diào)控培育低脂畜禽

基因控制生物性狀的表達(dá)，也與動(dòng)物脂肪的沉積有密切關(guān)系。Li等[18]在雞CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白ζ（CCAAT enhancer binding protein ζ，C/EBPζ）基因的研究中發(fā)現(xiàn)，C/EBPζ基因是雞腹部脂肪沉積的潛在候選基因，將其標(biāo)記輔助選擇可以實(shí)現(xiàn)未來(lái)的雞育種計(jì)劃。李祥坤等[19]在天農(nóng)麻雞腹脂沉積候選基因表達(dá)水平和腹脂率的關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，脂蛋白脂酶、脂滴包被蛋白、FTO基因、α-酮戊二酸依賴(lài)性雙加氧酶、過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ的高表達(dá)量與腹脂率增加有很大關(guān)系，可以作為調(diào)控腹部脂肪沉積的候選基因。Pothakam等[20]在豬脂肪細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-1A（interleukin-1A，IL-1A）和IL-6基因與肌間脂肪含量和脂肪酸組成的關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，豬IL-1A基因多態(tài)性與肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸和二十碳二烯酸水平有關(guān)，豬IL-6基因多態(tài)性揭示了肌內(nèi)脂肪含量和高亞麻酸水平的進(jìn)一步關(guān)聯(lián)。因此，豬IL-1A和IL-6基因可作為豬肌肉脂肪含量和脂肪酸組成遺傳改良的候選標(biāo)記基因。基因調(diào)控培育低脂畜禽的相關(guān)研究見(jiàn)表2。

表 2 基因調(diào)控培育低脂畜禽相關(guān)研究Table 2 Advantages and disadvantages of gene regulation strategies for low-fat livestock and poultry

綜上所述，通過(guò)調(diào)控基因的表達(dá)，可以控制畜禽的脂肪含量及其組成，但成本較高，或許還會(huì)造成突變，對(duì)人體是否產(chǎn)生危害目前無(wú)法估量。此外，部分基因和脂肪的關(guān)系屬于推測(cè)，只是觀察到與脂肪含量相關(guān)，并未在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，目前還處于探索階段。

1.3 品種選育培育低脂畜禽

畜禽遺傳信息的差異使得不同品種的畜禽肉質(zhì)有較大差別。為了從根本上得到低脂畜禽，品種選育成為一個(gè)有效的方法。Martins等[24]研究發(fā)現(xiàn)，胴體性狀受基因型的影響，與比薩羅（Bísaro，BI）和里巴特亞諾（Ribatejano，RI）豬相比，阿倫蒂亞諾（Alentejano，AL） 豬表現(xiàn)出較高的平均背脂肪厚度和肌內(nèi)脂肪含量，而RI豬生長(zhǎng)速度更快，瘦肉和脂肪的比例更高，背部脂肪厚度更低，更符合當(dāng)下人們對(duì)低脂畜禽的要求。雖然AL和BI品種之間存在一些明顯差異，但是RI品種的肉質(zhì)更符合期望，考慮是由于二者雜交所得的品質(zhì)在大多數(shù)研究性狀中呈現(xiàn)中間特征。Franci等[25]研究發(fā)現(xiàn)，琴塔（Cinta Senese，CS）豬在樣本切割中具有最低的瘦肉率，且在腰長(zhǎng)肌中，CS豬顯示出比大白（Large White，LW） 豬更高的脂肪含量，LW×CS豬有較低的脂肪含量，考慮是由于雜交品種顯示親本之間的中間值所導(dǎo)致的，與上述研究結(jié)果一致。品種選育培育低脂畜禽的相關(guān)研究見(jiàn)表3。

表 3 品種選育培育低脂畜禽相關(guān)研究Table 3 Advantages and disadvantages of crossbreeding strategies for low-fat livestock and poultry

綜上所述，不同的畜禽品種具有不同的肉質(zhì)，通過(guò)品種培育可以得到低脂畜禽。其中雜交是很好的方法，所得品種的性狀通常呈現(xiàn)中間特征，得到脂肪含量低卻口感較好的雜交品種，但缺點(diǎn)是前期需要大量的投入，且雜交后代是否存在疾病或缺陷未知，因此需要進(jìn)一步探索。

2 脂肪替代物的分類(lèi)

脂肪替代物是指具有脂肪特有的物理和感官性質(zhì)、能夠提供能量且可以被人體消化吸收、可用來(lái)替代食品中脂肪的物質(zhì)[29]，它可以產(chǎn)生類(lèi)似于脂肪的外觀和滋味，能夠模擬肉制品中脂肪的感官特性和質(zhì)構(gòu)特性[30]，因此它的使用不僅降低了肉制品中的脂肪含量，還改善了肉制品品質(zhì)特性。脂肪替代物主要包括蛋白質(zhì)基質(zhì)類(lèi)、碳水化合物基質(zhì)類(lèi)、脂肪基質(zhì)類(lèi)及新型脂肪替代物，其中新型脂肪替代物由于能夠更好地模擬動(dòng)物脂肪口感，也有效彌補(bǔ)了前3 種脂肪替代物的弊端，因此得到了廣泛應(yīng)用。

2.1 蛋白質(zhì)基質(zhì)類(lèi)

蛋白質(zhì)基質(zhì)類(lèi)是將蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)物理或化學(xué)處理后得到，主要是將一些富含蛋白的物質(zhì)加工成微小的顆粒，模擬脂肪的特性[31]。由于植物蛋白價(jià)格便宜、富含營(yíng)養(yǎng)成分且不含膽固醇等優(yōu)勢(shì)，在蛋白質(zhì)基質(zhì)類(lèi)肉制品中得到了廣泛應(yīng)用[32]。方媛媛[33]向低脂肉丸中加入不同比例大豆分離蛋白替代脂肪，顯著降低了肉丸的脂肪含量，并且未對(duì)整體可接受性造成負(fù)面影響。另外，大豆分離蛋白的添加改善了肉丸的硬度、黏聚性、咀嚼性及持水性能，這可能是由于脂肪的減少和大豆分離蛋白的添加使得肉制品體系中凝膠結(jié)構(gòu)更加緊實(shí)、穩(wěn)固。但植物蛋白的使用也會(huì)有一些弊端，如會(huì)對(duì)原有食品的風(fēng)味造成掩蓋，且高溫條件下蛋白會(huì)變性，不能用于油炸等高溫處理，同時(shí)部分蛋白，如大豆蛋白還會(huì)造成過(guò)敏等問(wèn)題，因此植物蛋白的功能特性還需要進(jìn)一步改善[29]。

2.2 碳水化合物基質(zhì)類(lèi)

碳水化合物基質(zhì)類(lèi)替代物可以與大量水結(jié)合，使其具有類(lèi)似脂肪的流動(dòng)性、口感和質(zhì)構(gòu)，可用來(lái)代替脂肪并減少食品熱量，熱值一般為0～16.8 kJ/kg[29]。 Rather等[34]在黃原膠對(duì)印度乳化低脂肉制品的影響中發(fā)現(xiàn)，黃原膠的添加能有效降低脂肪含量，且不影響脂肪酸組成；另外，添加1.5%黃原膠的低脂組可以觀察到膽固醇含量顯著下降及較低膽固醇氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生。因此，黃原膠可以作為脂肪替代物應(yīng)用到肉制品中，且其與其他膠體復(fù)配可能會(huì)起到協(xié)同作用，可以進(jìn)一步研究。Carvalho等[35]在牛肉漢堡中用水化小麥纖維部分替代脂肪，研究發(fā)現(xiàn)，替代比例越大，脂肪含量越低，因而隨后產(chǎn)生的熱量越小，且直到纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.69%，牛肉漢堡的感官可接受性均與對(duì)照組沒(méi)有顯著差異。綜上所述，碳水化合物基質(zhì)類(lèi)可以模擬脂肪，不僅能夠改善肉制品的品質(zhì)特性，還保持了其口感和風(fēng)味。另外，碳水化合物基質(zhì)類(lèi)被公認(rèn)為是食用最安全的脂肪替代物，除聚糊精外，所有碳水化合物類(lèi)脂肪替代物都能被完全消化，但缺陷是存在膠束感和淀粉煳味，且不能用于溶解油溶性風(fēng)味物質(zhì)，另外，與蛋白質(zhì)基質(zhì)類(lèi)脂肪替代物一樣，不能用于高溫油炸食品[29]。總的來(lái)說(shuō)，近些年在多糖、膠體等方面的研究較多。

2.3 脂肪基質(zhì)類(lèi)

脂肪基質(zhì)類(lèi)物質(zhì)包括脂肪酸酯化得到的一類(lèi)產(chǎn)品，由于理化性質(zhì)類(lèi)似于油脂，且所含有的酯鍵可以抵抗人體內(nèi)脂肪酶的催化水解而不易被人體吸收[36]，還包括植物油直接加工制備而成的產(chǎn)品，后者由于操作簡(jiǎn)單，得到更加廣泛的應(yīng)用。例如，Paneras等[37]在用植物油替代豬背膘制備低脂法蘭克福香腸的研究中發(fā)現(xiàn)，含有橄欖油、玉米油、葵花籽油或大豆油的法蘭克福香腸，其脂肪含量、飽和脂肪酸含量、膽固醇含量和熱量減少，肉蛋白含量提高，考慮是由于植物油的添加減少了蛋白質(zhì)的損失。因此，脂肪基質(zhì)類(lèi)脂肪替代物不僅能提高產(chǎn)品的感官特性和質(zhì)構(gòu)特性，而且能夠作為一種功能性物質(zhì)來(lái)保證肉制品的營(yíng)養(yǎng)功能價(jià)值[38]。但直接加入會(huì)有弊端，例如，用植物油直接替代固體脂肪會(huì)對(duì)食品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，其中較高的不飽和脂肪酸含量不利于室溫下形成結(jié)構(gòu)[39]。但有研究表明，經(jīng)過(guò)預(yù)乳化可以顯著改善這一缺陷[40]。因此，脂肪基質(zhì)類(lèi)替代物需要在制備工藝上進(jìn)一步改善，才能更好地用于模擬脂肪。

2.4 新型脂肪替代物

2.4.1 乳化液型脂肪替代物

預(yù)乳化脂肪的研究多以非肉蛋白或肌原纖維蛋白本身作為乳化劑，通過(guò)乳化形成脂肪球膜蛋白，再通過(guò)二硫鍵或其他力相互作用與連續(xù)相蛋白基質(zhì)相連[41]。即將適量乳化劑加入油相與水相互不相溶的液體中，之后經(jīng)過(guò)一定的加工處理，可以使其形成均質(zhì)的分散體 系，其中乳化劑起到乳化、助溶、抗老化、發(fā)泡和消泡作用[42]。Araújo等[43]在添加雞爪膠原蛋白的低脂雞肉香腸品質(zhì)研究中發(fā)現(xiàn)，添加7.5%脂肪和7.5%雞爪膠原蛋白的處理組和添加15%脂肪的對(duì)照組乳狀液穩(wěn)定性接近，考慮是由于膠原蛋白所具有的乳化性和凝膠性，且處理組的致動(dòng)脈粥樣硬化和血栓形成風(fēng)險(xiǎn)最低，更符合低脂、健康的要求。Barros等[44]在牛肉漢堡中使用虎堅(jiān)果油乳化液替代脂肪，研究發(fā)現(xiàn)，虎堅(jiān)果油乳化液影響牛肉組分，并降低脂肪和蛋白質(zhì)含量。降低蛋白質(zhì)含量使得營(yíng)養(yǎng)成分降低，需要進(jìn)一步改善。乳化液型脂肪替代物在肉制品中應(yīng)用的相關(guān)研究見(jiàn)表4。

綜上所述，乳化液型脂肪替代物可以有效替代肉制品中的動(dòng)物脂肪，同時(shí)改善其質(zhì)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)特性，抑制脂質(zhì)氧化，部分還能提高物理穩(wěn)定性。且安全、天然、營(yíng)養(yǎng)、多功能的食品乳化劑及其復(fù)配技術(shù)具有很大的潛力，是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)[45]。不足之處在于需要控制脂肪替代比，且部分會(huì)增加蒸煮損失，降低某些品質(zhì)特性?？偟膩?lái)說(shuō)，乳化液型脂肪替代物具有很好的研究前景。

表 4 乳化液型脂肪替代物在肉制品中的應(yīng)用相關(guān)研究Table 4 Advantages and disadvantages of emulsion-based fat substitutes in meat products

2.4.2 凝膠型脂肪替代物

凝膠指一定濃度的高分子溶液或溶膠，在適當(dāng)條件下失去流動(dòng)性，最終整個(gè)體系變成一種外觀均勻并保持一定形態(tài)的彈性半固體[60]。凝膠食品具有高水分含量、低能量、口感宜人、質(zhì)構(gòu)特性獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn)[61]。特殊的結(jié)構(gòu)質(zhì)地使其成為低脂肉制品中動(dòng)物脂肪替代物的一種很好的選擇。Kwon等[62]在以乳清蛋白和十二烷基硫酸鈉制備的凝膠作為脂肪替代物的應(yīng)用研究中發(fā)現(xiàn)，添加十二烷基硫酸鈉到乳清分離蛋白中可以增加膠凝性，減少聚集；且添加凝膠的低脂香腸在蒸煮損失、乳化穩(wěn)定性、硬度和咀嚼性等品質(zhì)特性方面均有顯著改善。Pintado等[63]將奇亞籽和燕麥乳劑凝膠作為新型動(dòng)物脂肪替代品和保健生物活性物質(zhì)應(yīng)用在香腸配方中，發(fā)現(xiàn)凝膠提高了不飽和脂肪酸的含量，且降低了蒸煮損失；雖然影響了微生物計(jì)數(shù)和感官特性，但是所有香腸的感官評(píng)價(jià)結(jié)果都被判定是可接受的。凝膠型脂肪替代物在肉制品中應(yīng)用的相關(guān)研究見(jiàn)表5。

綜上所述，凝膠型脂肪替代物可以模擬動(dòng)物脂肪固體的性質(zhì)，改善其品質(zhì)特性，部分還能提高抗氧化能力。且不同原料制備的凝膠用來(lái)替代脂肪，大多可以 保持或改善肉制品的營(yíng)養(yǎng)和質(zhì)構(gòu)特性，因此，凝膠型脂肪替代物有很大的發(fā)展?jié)摿?。但不同凝膠種類(lèi)和添加量對(duì)肉制品的品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生很大影響，且部分會(huì)影響硬度等品質(zhì)特征，因此凝膠型脂肪替代物還需要不斷研究。

表 5 凝膠型脂肪替代物在肉制品中的應(yīng)用相關(guān)研究Table 5 Advantages and disadvantages of gel-based fat substitutes in meat products

3 結(jié) 語(yǔ)

近些年，人們對(duì)飲食健康的關(guān)注度逐漸增加。畜禽肉及其肉制品雖然營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，但其中高脂肪含量是過(guò)度肥胖、代謝性疾病、心腦血管疾病等的誘導(dǎo)因素。本文論述低脂畜禽及脂肪替代物的開(kāi)發(fā)途徑，為降低畜禽肉及其肉制品中脂肪含量提供了新的思路，但是也存在一些問(wèn)題。飼養(yǎng)和基因調(diào)控以及品種選育雖然可以有效降低畜禽肉中脂肪含量，但動(dòng)物飼養(yǎng)的周期太長(zhǎng)，成本較高，且基因調(diào)控容易引起基因突變，品種選育所得畜禽存在未知缺陷等，目前更多處于研究階段。蛋白質(zhì)基質(zhì)類(lèi)、碳水化合物基質(zhì)類(lèi)及脂肪基質(zhì)類(lèi)可以有效減少肉制品中的脂肪含量，但每種方法都存在各自的弊端，不利于實(shí)際生產(chǎn)。最近興起的乳化液型和凝膠型脂肪替代物能夠更好模擬動(dòng)物脂肪，不僅可以有效降低肉制品中脂肪含量，還可以緩解脂肪降低所導(dǎo)致的品質(zhì)劣變，改善肉制品的質(zhì)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)及感官特性。因此具有很好的發(fā)展前景。

低脂畜禽及脂肪替代物滿(mǎn)足當(dāng)代人們對(duì)健康飲食的要求，具有很好的發(fā)展?jié)摿?。未?lái)對(duì)其的研究應(yīng)該更多集中在以下方面：1）飼養(yǎng)、基因調(diào)控及品種選育可以有效降低畜禽肉脂肪含量，但存在實(shí)際生產(chǎn)受限的問(wèn)題，未來(lái)應(yīng)該在理論的基礎(chǔ)上加大其實(shí)際應(yīng)用；2）新型脂肪替代物應(yīng)為主要的研究方向，更多的脂肪替代物類(lèi)型及加工方式應(yīng)該被研究；3）新型脂肪替代物較多應(yīng)用在肉糜制品中，可以進(jìn)一步研究其在各類(lèi)產(chǎn)品中應(yīng)用的效果，對(duì)其進(jìn)行改善；4）目前關(guān)于人體對(duì)低脂肉及低脂肉制品消化吸收的研究較少，可以建立體外模型，更好探究其功能特性。綜上所述，低脂畜禽及脂肪替代物是一個(gè)具有較高研究?jī)r(jià)值的方向，具有廣闊的發(fā)展前景。