《食品科學(xué)》：云南農(nóng)業(yè)大學(xué)和勁松教授等：油凝膠和乳液凝膠在替代動(dòng)物脂肪組織中的應(yīng)用研究進(jìn)展

近年來(lái)，隨著人們生活水平的逐步提高，動(dòng)物脂肪的攝入量日益增加，而由于脂肪的過(guò)量攝入而導(dǎo)致體內(nèi)脂肪堆積容易引起超重、肥胖等問(wèn)題。出于飲食健康的考慮，用富含不飽和脂肪酸的植物性脂質(zhì)替代飽和脂肪組織是減脂的最佳策略。

油凝膠和乳液凝膠是食品工業(yè)中較為常見(jiàn)的兩種新型動(dòng)物脂肪替代物。油凝膠通過(guò)模擬脂肪組織的流變學(xué)特性和質(zhì)地，能夠部分或完全替代肉制品中的動(dòng)物脂肪，從而優(yōu)化其營(yíng)養(yǎng)成分。乳液凝膠作為一類含有乳化油滴的凝膠材料，兼具乳液體系和凝膠網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，其固體結(jié)構(gòu)特征更類似于動(dòng)物脂肪，是設(shè)計(jì)和構(gòu)建良好質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味的動(dòng)物脂肪組織模擬物尤其是植物基產(chǎn)品的理想策略。

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院的葉樹(shù)芯、肖愛(ài)、和勁松*等綜述油凝膠和乳液凝膠在替代動(dòng)物脂肪組織中的構(gòu)建方式及其研究進(jìn)展、3D打印技術(shù)在構(gòu)建動(dòng)物脂肪組織模擬物中的應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為構(gòu)建未來(lái)新型動(dòng)物脂肪組織替代物的研究提供新思路，為油凝膠、乳液凝膠及3D打印技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 動(dòng)物脂肪組織特征

肉制品被認(rèn)為是高生物價(jià)值蛋白、脂溶性維生素、礦物質(zhì)和生物活性化合物的良好來(lái)源。然而，這些肉制品含有大量的脂肪（20%～30%），且飽和脂肪酸和膽固醇含量豐富。肉制品中低的多不飽和/飽和脂肪酸比與某些疾病如冠心病、肥胖、高血脂和某些類型的癌癥的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。盡管動(dòng)物脂肪能夠改善肉制品的質(zhì)地、口感、風(fēng)味和多汁性，但將更健康的油（富含

n

-3和

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-6多不飽和脂肪酸油，如亞麻籽油、菜籽油、大豆油、葵花籽油）以補(bǔ)償動(dòng)物脂肪缺乏的形式加入配方中被認(rèn)為是替代動(dòng)物脂肪的有效策略之一 。

大多數(shù)食物脂肪是由具有不同熔化和結(jié)晶溫度的三酰甘油酯（TAGs）的混合物組成。這種脂肪晶體網(wǎng)絡(luò)的相互作用主要是由于弱范德華力，當(dāng)受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)，脂肪表現(xiàn)出塑性材料行為。如果應(yīng)力超過(guò)臨界值，則它們會(huì)發(fā)生不可逆變形，且可逆變形發(fā)生的應(yīng)力范圍非常小。許多食品都需要這樣的塑性行為，例如黃油或起酥油，因?yàn)樗茉黾友诱剐院湍逃蜖罨蚰逃蜖畹目诟小Ｔ谌庵破分校鞠嗟奈⒂^結(jié)構(gòu)與上述不同，因?yàn)門(mén)AGs是脂肪組織的一部分，其中晶體和液體的TAGs嵌入由結(jié)締組織基質(zhì)結(jié)合在一起的脂質(zhì)顆粒組成的脂肪細(xì)胞中。底層網(wǎng)絡(luò)主要由膠原蛋白組成，膠原蛋白是一種具有獨(dú)特性質(zhì)的蛋白質(zhì)。研究表明，由于其自組裝三螺旋結(jié)構(gòu)，膠原蛋白能夠形成具有顯著強(qiáng)度的高彈性凝膠。因此，肉制品工業(yè)中使用的脂肪組織不僅應(yīng)具有塑性，而且還應(yīng)具有彈性，也就是在不可逆變形之前，擴(kuò)大對(duì)疊加剪切應(yīng)力的彈性響應(yīng)范圍。

動(dòng)物脂肪組織的機(jī)械性能對(duì)其在加工過(guò)程中尤其是在粉碎過(guò)程中的行為非常重要。這些特性使得動(dòng)物脂肪組織在研磨或切碎后形成獨(dú)特的動(dòng)物脂肪組織顆粒，而不是像黃油或起酥油被粉碎時(shí)那樣形成糊狀物質(zhì)。這種特性在許多肉制品中如生發(fā)酵香腸至關(guān)重要，因?yàn)榭梢?jiàn)的、具有彈性的脂肪組織顆粒的存在會(huì)產(chǎn)生特有的感官特征。因此，使用非結(jié)構(gòu)化植物脂肪替代脂肪動(dòng)物組織被證明是次優(yōu)的，因?yàn)檫@類產(chǎn)品缺乏關(guān)鍵的質(zhì)量屬性而導(dǎo)致它們?cè)诟泄俳邮芏壬系陀谕惾庵破?。因此，設(shè)計(jì)更接近動(dòng)物脂肪組織物理化學(xué)特性、功能屬性和感官體驗(yàn)的新型植物脂肪基質(zhì)結(jié)構(gòu)已成為一個(gè)重要的研究目標(biāo)。模擬動(dòng)物脂肪系統(tǒng)不僅有助于制造更營(yíng)養(yǎng)健康的動(dòng)物源肉制品（較低的飽和脂肪酸和膽固醇含量），還可以用作結(jié)構(gòu)元素，制造各種素食肉類產(chǎn)品模擬物，如“素食香腸”或“素食漢堡肉餅”等（圖1）。

2 動(dòng)物脂肪組織模擬物研究現(xiàn)狀

脂肪是食品中的重要組分，食品中的脂肪含量與食物的風(fēng)味、口感密切相關(guān)。根據(jù)前文所述，攝入過(guò)量的飽和脂肪容易引起肥胖和各種慢性疾病的發(fā)生。隨著人們健康意識(shí)的提高，低飽和脂肪/無(wú)飽和脂肪食品也越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。為了解決低飽和脂肪/無(wú)飽和脂肪和食物口感方面的問(wèn)題，用脂肪模擬物替代飽和脂肪是一個(gè)很好的策略。脂肪模擬物通過(guò)模擬飽和脂肪的質(zhì)構(gòu)，一方面能夠減少因過(guò)度攝入飽和脂肪帶來(lái)的健康危害，另一方面也能夠提供一種類似飽和脂肪的口感，從而實(shí)現(xiàn)降低飽和脂肪的攝入與保持食物口感等品質(zhì)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

近10 年來(lái)（2014—2024），在Web of Science上發(fā)表的有關(guān)動(dòng)物飽和脂肪替代（(animal or saturat*) and (fat or adipose) and (replac* or simulat* or mimetic or substitut*or bionic*) not *cell*）的文章有3 110 篇，文章發(fā)表量總體呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)（圖2a）。從文章的分類來(lái)看，研究型論文2 683 篇，綜述論文342 篇，會(huì)議論文95 篇，會(huì)議摘要12 篇，研究型文章占大多數(shù)；從文章發(fā)表國(guó)家/地區(qū)來(lái)看，美國(guó)620 篇，中國(guó)370 篇，巴西363 篇，西班牙302 篇；從文章的分類來(lái)看，食品科學(xué)技術(shù)類890 篇，農(nóng)業(yè)、乳品、畜牧業(yè)類637 篇，營(yíng)養(yǎng)飲食類523 篇。由此可見(jiàn)，世界各國(guó)研究者對(duì)于飽和脂肪替代物領(lǐng)域的關(guān)注度和研究熱度較高。傳統(tǒng)飽和脂肪替代物的類型可分為蛋白基質(zhì)、膳食纖維基質(zhì)、預(yù)乳液基質(zhì)三大類，而新型的飽和脂肪替代方式則包括油凝膠和乳液凝膠兩種（圖2b）。基于搜索文獻(xiàn)分析可知，2014年以來(lái)在Web of Science上發(fā)表的關(guān)于飽和脂肪替代的文章中傳統(tǒng)替代物占比81.91%，新型替代物占比18.09%。

在油凝膠中，液態(tài)油通過(guò)使用有機(jī)凝膠劑轉(zhuǎn)化為“凝膠狀”結(jié)構(gòu)，而乳液凝膠可通過(guò)使連續(xù)相凝膠化從而達(dá)到穩(wěn)定的乳液形式。以乳液凝膠和油凝膠為代表的新型飽和脂肪替代物也越來(lái)越成為食品領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

2.1 油凝膠的構(gòu)建及其在替代動(dòng)物脂肪組織中的應(yīng)用

油凝膠是由液態(tài)油（如橄欖油、葵花油、椰子油等）通過(guò)凝膠劑形成的物質(zhì)，其既保留了油脂的特性（如營(yíng)養(yǎng)性、潤(rùn)滑性）又具有凝膠的機(jī)械性能（如彈性、可塑性），因而在替代動(dòng)物脂肪組織方面的應(yīng)用具有巨大潛力。油凝膠為半固體體系，其中液體疏水相固定在親油固體（凝膠劑）的三維網(wǎng)絡(luò)中。凝膠劑在液體介質(zhì)中誘導(dǎo)凝膠化的能力歸因于該凝膠劑與溶劑的溶解度和不溶性之間的平衡。凝膠劑是形成油凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵成分，常見(jiàn)的凝膠劑有蠟類（如蜂蠟、米糠蠟、小燭樹(shù)蠟等）、蛋白質(zhì)（乳清蛋白、大豆蛋白等）、多糖（乙基纖維素、殼聚糖等）、小分子凝膠因子（脂肪酸、甾醇類化合物）。

單甘酯可作為凝膠劑形成油凝膠構(gòu)造動(dòng)物脂肪組織模擬物，通過(guò)在冷卻過(guò)程中形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)凝膠化，能夠通過(guò)自組裝成雙層來(lái)構(gòu)造水相和非水相。通過(guò)將疏水尾部暴露于脂質(zhì)介質(zhì)和親水頭部的內(nèi)部附著，在疏水介質(zhì)中形成反向雙層。Ferro等使用傳統(tǒng)或高油酸葵花籽油制備的單硬脂酸鹽的油凝膠替代博洛尼亞香腸的豬肉脂肪，其不飽和脂肪酸含量較高，可用于肉制品中，較好地保留了傳統(tǒng)產(chǎn)品所需的特性。Pintado等則利用蜂蠟作為凝膠劑制備油凝膠替代干發(fā)酵香腸中的動(dòng)物脂肪。此外，乙基纖維素也可作為凝膠劑形成油凝膠構(gòu)造動(dòng)物脂肪組織模擬物。這通常是通過(guò)在高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下將衍生纖維素分子分散在油中，然后將聚合物溶液冷卻到其凝膠點(diǎn)以下實(shí)現(xiàn)。乙基纖維素的玻璃化轉(zhuǎn)變通常發(fā)生在約130 ℃時(shí)，但隨著聚合物分子質(zhì)量的增加而增加。通過(guò)加熱冷卻法制備的乙基纖維素油凝膠由于形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)具有溫度依賴性和非共價(jià)性，可被認(rèn)為是熱可逆的“物理”凝膠。許多研究表明乙基纖維素油凝膠具備模仿傳統(tǒng)脂肪的物理特性（TAGs晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）減少或消除食品中飽和脂肪或反式脂肪的潛在可能性。目前，乙基纖維素雖被列入聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織批準(zhǔn)的食品添加劑清單中，但尚未被列入我國(guó)食品添加劑清單中（GB 2760—2024《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》），這在一定程度限制了國(guó)內(nèi)的乙基纖維素油凝膠在食品中的應(yīng)用。此外，油凝膠作為脂肪模擬物限制因素包括其在高溫、冷藏和烹飪過(guò)程中的脂質(zhì)氧化仍會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降等問(wèn)題。

油凝膠使用天然和可再生資源（如植物油和天然蠟）制備，減少了對(duì)環(huán)境的影響。油凝膠可以替代不健康的脂肪（如飽和脂肪和反式脂肪），從而改善食品的營(yíng)養(yǎng)組成。此外，油凝膠具有很好的控釋性和可塑性，通過(guò)調(diào)整油和凝膠劑的類型，可以開(kāi)發(fā)具有特定功能的油凝膠（如用于化妝品、醫(yī)藥、材料科學(xué)、特殊工業(yè)領(lǐng)域）。與此同時(shí)，在油凝膠的開(kāi)發(fā)中也面臨著許多挑戰(zhàn)，首先，用于食品中脂肪組織替代物時(shí)，其口感、質(zhì)地等感官特性需要進(jìn)一步改善；其次，在油凝膠的儲(chǔ)存和使用過(guò)程中，要防止油的分離和凝膠結(jié)構(gòu)的塌陷，油凝膠的長(zhǎng)期穩(wěn)定性需要提高；最后，消費(fèi)者對(duì)油凝膠在食品領(lǐng)域應(yīng)用的接受程度有待考究。

2.2 乳液凝膠的構(gòu)建及其在替代動(dòng)物脂肪組織中的應(yīng)用

使用液體油構(gòu)造動(dòng)物脂肪組織模擬物的另一種策略是乳液凝膠。乳液凝膠融合了乳液與凝膠的雙重特性，由兩種或多種互不相溶的液體（如油相和水相）通過(guò)乳化作用形成一個(gè)穩(wěn)定的體系，隨后通過(guò)凝膠化過(guò)程轉(zhuǎn)化為半固態(tài)或固態(tài)結(jié)構(gòu)。乳液凝膠的構(gòu)建可以分為兩個(gè)過(guò)程，首先是乳液的制備過(guò)程，其次是乳液的膠凝化過(guò)程（圖3a）。乳化過(guò)程在乳化劑的作用下，通過(guò)機(jī)械攪拌、均質(zhì)或超聲波處理，將油相和水相混合形成穩(wěn)定的乳液。常見(jiàn)的乳化劑包括蛋白質(zhì)（如乳清蛋白、大豆蛋白）、表面活性劑（如吐溫、司盤(pán)）、多糖（如黃原膠、阿拉伯膠）等（圖3b）。凝膠化過(guò)程在凝膠劑的作用下，通過(guò)物理或化學(xué)方法使乳液凝膠化，形成半固態(tài)或固態(tài)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的凝膠劑包括蛋白質(zhì)（如乳清蛋白、明膠）、多糖（如卡拉膠、果膠）和小分子凝膠因子（如脂肪酸、甾醇類化合物）等。與傳統(tǒng)（水包油）乳液相比，凝膠乳液作為結(jié)構(gòu)化乳液可以更好地模擬目前大多數(shù)肉制品脂肪組織如豬肉背脂肪的硬度和保水能力。此外，使用凝膠乳液作為脂肪模擬物可能是一種合適的技術(shù)，即可作為遞送體系，也適用于保護(hù)食品中的脂質(zhì)。乳液凝膠在食品、醫(yī)藥、化妝品和材料科學(xué)等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。

乳液凝膠，也被稱作乳液填充凝膠，是指一類含有乳化油滴的凝膠材料。乳液凝膠可通過(guò)液滴聚集到較高水平和通過(guò)使乳液的連續(xù)相凝膠化的兩種方式形成。前一種類型的乳液凝膠通常在含油量高（如高內(nèi)相乳液）或界面層厚（如Pickering乳液）的系統(tǒng)中獲得，其中快速液滴聚集發(fā)生在乳化之前。在這些乳液凝膠中，聚集的油滴形成凝膠網(wǎng)絡(luò)。而后一種類型的乳液凝膠則基于蛋白質(zhì)或多糖凝膠，可以設(shè)計(jì)為具有良好的物性（如質(zhì)構(gòu)、流變性），用于替代動(dòng)物脂肪組織或生物活性成分的遞送（圖3b）。乳液凝膠的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與其組分（乳化劑和凝膠劑）之間的相互作用（靜電力、范德華力、氫鍵、共價(jià)交換、疏水相互作用、空間位阻效應(yīng)）密切相關(guān)，這些相互作用決定了乳液凝膠的微觀結(jié)構(gòu)、流變性、機(jī)械強(qiáng)度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。例如，蛋白-多糖體系的乳清蛋白與黃原膠的協(xié)同作用形成穩(wěn)定的界面膜和凝膠網(wǎng)絡(luò)，顯著增強(qiáng)乳液凝膠的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性；吐溫與卡拉膠的結(jié)合可通過(guò)靜電相互作用和空間位阻效應(yīng)提升乳液凝膠的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和流變性。

乳液凝膠兼具水凝膠（即熱力學(xué)穩(wěn)定性）和乳液（即脂溶性分子的遞送）的優(yōu)點(diǎn)。與水凝膠類似，乳液凝膠可以通過(guò)熱、鹽、酸、壓力、酶或剪切誘導(dǎo)凝膠技術(shù)在乳液系統(tǒng)中形成。與水凝膠不同，乳化凝膠中生物聚合物的臨界凝膠濃度通常低于水凝膠，因?yàn)槟z網(wǎng)絡(luò)中的油滴可以增強(qiáng)凝膠強(qiáng)度，具備凝膠強(qiáng)化效應(yīng)。在這種情況下，油滴被稱為活性填料，其界面層與凝膠網(wǎng)絡(luò)基質(zhì)相互作用。具有良好乳化性能和凝膠能力的蛋白質(zhì)或淀粉能夠形成這種類型的乳液凝膠。然而，在某些乳液凝膠中，油滴不參與凝膠網(wǎng)絡(luò)基質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成，例如，小分子乳化劑（如表面活性劑）穩(wěn)定的蛋白質(zhì)油滴凝膠網(wǎng)絡(luò)。在這種情況下，油滴被稱為非活性填料，通常不會(huì)帶來(lái)凝膠強(qiáng)化效應(yīng)（圖3c）。乳液凝膠的流變性與填充劑和基質(zhì)的特性密切相關(guān)。吸附在液滴表面的乳化劑類型決定了液滴和凝膠網(wǎng)絡(luò)之間相互作用的性質(zhì)，活性填料根據(jù)液滴模量與凝膠基質(zhì)的比率增強(qiáng)或減少乳液凝膠的儲(chǔ)能模量（

G

’），當(dāng)液滴模量高于凝膠基質(zhì)的模量時(shí)，乳液凝膠

G

’增強(qiáng)。另一方面，網(wǎng)絡(luò)中的非活性填料會(huì)削弱凝膠并破壞網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)乳液凝膠模量較小（圖3d）。例如，Chen Jianshe等研究了在添加或不添加小分子乳化劑的情況下，熱定型乳清分離蛋白穩(wěn)定乳液凝膠的黏彈性特性，研究表明，乳清蛋白乳液凝膠的

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’（5.05 kPa）比混合乳清蛋白＋吐溫20穩(wěn)定乳液凝膠的

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’（0.95 kPa）高5 倍 。

乳液凝膠根據(jù)凝膠網(wǎng)絡(luò)基質(zhì)的不同可以分為蛋白基質(zhì)乳液凝膠、多糖基質(zhì)乳液凝膠、蛋白-多糖復(fù)合物基質(zhì)乳液凝膠以及功能性乳液凝膠。此外，乳液凝膠也被應(yīng)用于遞送脂溶性生物活性化合物和保護(hù)酚類化合物，賦予乳液凝膠抗菌和抗氧化效果，以延長(zhǎng)肉制品的貨架期。

2.2.1蛋白基質(zhì)乳液凝膠在替代動(dòng)物脂肪組織中的應(yīng)用

在肉制品中常使用蛋白基質(zhì)乳液凝膠作為脂肪模擬物制備低脂肉制品。蛋白基質(zhì)乳液凝膠以蛋白質(zhì)（如植物蛋白或動(dòng)物蛋白）為主要基質(zhì)，將蛋白溶解在水相中形成蛋白溶液，經(jīng)機(jī)械攪拌或均質(zhì)將油相分散在蛋白溶液中形成乳液，再通過(guò)加熱、酸誘導(dǎo)或酶誘導(dǎo)使蛋白形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包裹油滴，形成凝膠。蛋白基質(zhì)乳液凝膠具有半固體性質(zhì)、穩(wěn)定性、流變性、功能特性、可調(diào)控性等特點(diǎn)。通過(guò)調(diào)整蛋白質(zhì)的種類，乳化劑、凝膠劑和油水比例，乳化條件和凝膠化方法，可調(diào)控凝膠的微觀結(jié)構(gòu)、流變性、機(jī)械強(qiáng)度、控釋性以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性，從而滿足人們對(duì)乳液凝膠在食品（如脂肪替代物）、化妝品、藥品等不同領(lǐng)域的需求。近幾年來(lái)，有關(guān)蛋白基質(zhì)乳液凝膠在脂肪替代物方面的研究較多。例如，Dreher等使用大豆蛋白懸浮液乳化菜籽油與全氫化菜籽油混合物，然后使用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的交聯(lián)，制備出的乳液凝膠能夠很好地模擬動(dòng)物脂肪的機(jī)械性能。Baune等研究了豌豆、大豆和馬鈴薯中具有不同氨基酸譜的商用蛋白質(zhì)加熱至72 ℃形成乳液凝膠的能力，制備出的植物乳液凝膠可作為純素香腸的固體動(dòng)物脂肪替代品。Pintado等利用大豆分離蛋白和明膠作為乳化劑和膠凝膠制備乳液凝膠替代干發(fā)酵肉制品動(dòng)物脂肪。Zhang Xuehua等則采用蘆丁-草魚(yú)肌纖維蛋白（3.0%草魚(yú)肌纖維蛋白、12.0%蘆?。┓€(wěn)定魚(yú)油高內(nèi)相乳液，這種液滴尺寸小、黏彈性好的O/W型乳液凝膠可作為脂肪模擬物添加到鰱魚(yú)魚(yú)糜中。Choi等制備的基于凝乳蛋白和轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的熱誘導(dǎo)乳液凝膠，實(shí)現(xiàn)了豬脂肪組織的熱特性和彈性結(jié)構(gòu)的模擬，該脂肪模擬物經(jīng)過(guò)烹飪和加熱過(guò)程仍保持其彈性特性，具有熱穩(wěn)定性。Cui Bing等以大豆分離蛋白和凝乳蛋白為原料，通過(guò)簡(jiǎn)單的熱處理法得到了一種類似于豬背脂的乳液凝膠，并發(fā)現(xiàn)含油量為10%的乳液凝膠的硬度、嚼勁、彈性和凝膠強(qiáng)度與豬背脂相比無(wú)顯著差異。Wang Baoli等以蛋清蛋白為乳化劑和凝乳蛋白為凝膠因子構(gòu)建乳狀凝膠，發(fā)現(xiàn)采用4%凝乳蛋白和40%油制備的乳液凝膠代替脂肪的低脂肉糜體系與豬肉脂肪肉糜具有相似的物理化學(xué)和口服加工性能。

2.2.2多糖基質(zhì)乳液凝膠在替代動(dòng)物脂肪組織中的應(yīng)用

多糖可用于構(gòu)建各種凝膠結(jié)構(gòu)，以固定油滴和形成乳液凝膠，能夠?qū)⒕邆溆幸娼】敌Ч挠H脂性物質(zhì)結(jié)合到食品中。多糖生物聚合物，如卡拉膠、魔芋葡甘露聚糖、菊粉、糊精和海藻酸鈉，均可作為潛在的脂肪模擬物降低或改善不同肉制品的脂肪含量，并已取得了良好的效果。采用卡拉膠作為基質(zhì)制備膠凝乳液被用作漢堡餡餅或干發(fā)酵香腸的脂肪替代品，最終產(chǎn)品顯示出營(yíng)養(yǎng)優(yōu)勢(shì)（總脂肪含量減少，不飽和脂肪酸增加，膽固醇和飽和脂肪酸降低），且對(duì)感官特性沒(méi)有負(fù)面影響。Fontes-Candia等采用瓊脂和

-卡拉膠乳液凝膠部分（50%）或完全（100%）代替法蘭克福香腸中動(dòng)物脂肪含量。該配方的法蘭克福香腸脂肪含量降低，易被消費(fèi)者接受，這表明以多糖為基礎(chǔ)的乳液凝膠可以作為開(kāi)發(fā)具有改善營(yíng)養(yǎng)成分的肉制品成分。尹衍霖將大豆油體乳液作為乳化劑與魔芋膠-卡拉膠復(fù)配體系混合，制備出具有白色外觀、特殊乳脂氣味和良好質(zhì)構(gòu)的脂肪組織模擬物，可應(yīng)用于素食肉餅的制作。蔣杰則在魔芋凝膠基塊狀脂肪模擬物制備中引入不良溶劑乙醇以制備乳液醇凝膠，并發(fā)現(xiàn)乙醇的添加可改善塊狀脂肪模擬物在凍融過(guò)程中的質(zhì)構(gòu)特性，使其更接近豬背脂 。

2.2.3蛋白-多糖復(fù)合基質(zhì)乳液凝膠在替代動(dòng)物脂肪組織中的應(yīng)用

將蛋白和多糖以復(fù)配的方式形成乳液凝膠可以改善單一原料制備的產(chǎn)品性能不足的問(wèn)題。在食品制造中，親水膠體體系的物理穩(wěn)定性和質(zhì)構(gòu)特性可以通過(guò)蛋白質(zhì)和多糖之間的結(jié)合相互作用增強(qiáng)。這些類型的大分子可以通過(guò)多種方式相互作用，包括非共價(jià)引力，如靜電、氫鍵、疏水性和范德華相互作用。Asyrul-Izhar等采用明膠與改性玉米淀粉經(jīng)pH值調(diào)節(jié)靜電相互作用形成的乳化凝膠，并用于肉制品中潛在的脂肪替代品。Dos Santos等探討肉品工業(yè)副產(chǎn)物豬皮（富含膠原蛋白）和膳食纖維等穩(wěn)定的菜籽油乳液凝膠替代乳化肉制品中的豬背脂總含量的效果。結(jié)果表明，加入乳液凝膠的肉類乳狀液的乳化穩(wěn)定性和pH值與用豬背脂制成的肉類乳狀液的穩(wěn)定性和pH值相似。菊粉基乳液凝膠是一種潛在的脂肪替代品，可用于開(kāi)發(fā)具有更好的脂肪酸組成的肉制品。De Souza Paglarini等利用大豆分離蛋白作為乳化劑，菊粉和卡拉膠作為穩(wěn)定劑和功能成分制備乳液凝膠，以完全替代豬背脂制作富含膳食纖維和不飽和脂肪酸的法蘭克福香腸。Burcu等利用聚蓖麻酸聚甘油酯為表面活性劑，以動(dòng)物蛋白和菊粉為凝膠劑，通過(guò)冷定型和熱定型兩種凝膠方式制備出乳液凝膠并作為發(fā)酵牛肉香腸中的脂肪替代品，發(fā)現(xiàn)冷定型乳液凝膠和熱定型乳液凝膠在感官和技術(shù)質(zhì)量屬性方面呈現(xiàn)出不同的優(yōu)勢(shì)。Serdaro?lu等采用相似的乳液凝膠配方替代雞肉餅中牛肉脂肪。De Souza Paglarini等使用大豆油、奇亞粉和大豆分離蛋白、菊粉、卡拉膠、酪蛋白酸鈉及三聚磷酸鈉作為功能成分、穩(wěn)定劑和/或凝膠劑制備乳液凝膠，并將其用于替代博洛尼亞香腸中50%和100%的豬背脂。此外，Botella-Martínez等利用明膠、蕎麥粉、結(jié)冷膠等作為乳化劑和凝膠劑制備含大麻油的乳液凝膠并用于替代法蘭克福香腸中豬背脂。Glisic等則利用大豆卵磷脂作為乳化劑，菊粉和豬肉明膠作為凝膠劑制備含亞麻籽油的乳液凝膠替代干發(fā)酵香腸中的脂肪。Zhang Renzhao等采用葡萄糖-

-內(nèi)酯緩慢酸化誘導(dǎo)蛋清蛋白凝膠化，同時(shí)酸化影響CaCO 3 釋放Ca 2＋ 交聯(lián)海藻酸鈉，導(dǎo)致雙網(wǎng)狀乳液凝膠網(wǎng)絡(luò)逐漸形成，該產(chǎn)品替代豬背脂提高肉糜凍融穩(wěn)定性。Li Xiaolong等的研究表明以卡拉膠和玉米蛋白/羧甲基糊精穩(wěn)定的乳劑為原料制備的乳液凝膠可以作為香腸中脂肪的優(yōu)良替代品。Wei Lai等研究發(fā)現(xiàn)以大豆分離蛋白和魔芋葡甘露聚糖為原料制備的復(fù)合乳液凝膠可作為植物基脂肪模擬物，且當(dāng)脂肪替代率增加到75%時(shí)，肉餅的凝膠網(wǎng)絡(luò)變得更細(xì)、更致密，其織構(gòu)參數(shù)、儲(chǔ)存模量和分形維數(shù)均有所增加。侯文博以轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶誘導(dǎo)豌豆分離蛋白共價(jià)交聯(lián)形成的豌豆蛋白-多糖復(fù)合乳液凝膠為研究對(duì)象，探究多糖濃度和類型對(duì)乳液凝膠特性的影響，并發(fā)現(xiàn)脂肪替代率為75%可最大程度地減少豬背脂肪添加量，可在最小破壞原有香腸微觀結(jié)構(gòu)的情況下保證感官特性 。

2.2.4功能性乳液凝膠在替代動(dòng)物脂肪組織中的應(yīng)用

在肉制品中，主要采用將酚類化合物加入動(dòng)物飼料中或肉制品重組配方的策略以提高酚類化合物的含量。肉制品重組配方主要為直接添加富含苯酚的成分（如漿果、葡萄籽、茶、橄欖、丁香、鼠尾草、精油等），其物理化學(xué)目的是賦予重組配方產(chǎn)品以抗菌和抗氧化效果。然而，在肉制品加工過(guò)程中直接添加多酚通常會(huì)出現(xiàn)失活或降解現(xiàn)象，甚至還會(huì)伴隨有一些難看的顏色、苦味和澀味。一方面，乳液已被證明可以有效地保護(hù)多酚，另一方面，乳液凝膠因其結(jié)構(gòu)特殊性可被用作動(dòng)物脂肪組織模擬物。因此，乳液凝膠可能是一個(gè)有趣且鮮有探索的包載體系，用于遞送脂溶性生物活性化合物和保護(hù)酚類化合物，發(fā)揮抗菌和抗氧化效果，以延長(zhǎng)肉制品貨架期。Pintado等評(píng)估了含有兩種不同葡萄籽多酚提取物的乳液凝膠作為動(dòng)物脂肪替代品在法蘭克福香腸開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，結(jié)果表明在肉制品中使用這些含有酚類化合物的乳液凝膠作為動(dòng)物脂肪替代品可以滿足消費(fèi)者對(duì)高質(zhì)量和更健康肉制品的需求。Freire等發(fā)現(xiàn)添加高度聚合的縮合單寧到乳液凝膠中是增強(qiáng)抗氧化能力和延緩此類系統(tǒng)中脂質(zhì)氧化的良好策略，在作為功能性脂肪替代品的同時(shí)確保良好的產(chǎn)品外觀。

表1為乳液凝膠作為動(dòng)物脂肪模擬物在肉制品應(yīng)用中的研究匯總。

2.3 3D打印技術(shù)在構(gòu)建動(dòng)物脂肪組織模擬物中的應(yīng)用

3D打印通過(guò)逐層堆疊材料，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的快速構(gòu)建。在動(dòng)物脂肪組織模擬物的構(gòu)建中，主要應(yīng)用的3D技術(shù)包括擠出式打?。ㄍㄟ^(guò)熱熔或冷擠方式沉積脂質(zhì)基材料，如油凝膠和乳液凝膠）、光固化打?。ɡ米贤夤夤袒饷魡误w的脂肪模擬材料，如光敏性油凝膠和乳液凝膠光敏樹(shù)脂）、生物打?。ńY(jié)合活細(xì)胞與生物墨水，構(gòu)建具有生物活性的脂肪組織，如天然水凝膠）。3D打印是一項(xiàng)新型的創(chuàng)新技術(shù)，具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括結(jié)構(gòu)的定制、個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)的設(shè)計(jì)及供應(yīng)鏈的簡(jiǎn)化。通過(guò)食品3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品基質(zhì)成分的比例和分布的控制，如通過(guò)調(diào)整脂肪酸組成（低飽和脂肪、高Omega-3），滿足特定人群健康需求。因而利用該技術(shù)生產(chǎn)植物基肉制品，并通過(guò)插入脂肪模擬物以形成類似動(dòng)物脂肪組織中大理石花紋。基于擠出工藝的3D打印技術(shù)通常用于食品加工，并要求可打印的復(fù)雜食品材料作為油墨時(shí)具備良好的流變特性，如剪切變?。偎苄孕袨椋┖瓦m當(dāng)?shù)酿椥浴Ｈ欢?，使?D打印技術(shù)開(kāi)發(fā)嵌入肉類中的脂肪的結(jié)構(gòu)特性充滿挑戰(zhàn)，目前只有有限數(shù)量的研究報(bào)道了使用3D打印技術(shù)的可打印脂肪組織模擬物。Li Jie等使用淀粉納米顆粒作為O/W型Pickering乳液的穩(wěn)定劑，用于提高不同油的卡拉膠乳液凝膠的可打印性，以制備高保真度和營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化魚(yú)脂肪模擬物。Lim等研究了豌豆分離蛋白穩(wěn)定的Pickering乳凝膠的含油量對(duì)其外觀、物理性質(zhì)和熔化行為的影響，并發(fā)現(xiàn)50%含油量制備的乳液凝膠具有良好的打印性和抑制熔融特性。Liu Wenmeng等研究了改變水凝膠與油凝膠的比例對(duì)雙凝膠特性的影響，通過(guò)對(duì)雙凝膠的流變學(xué)、油結(jié)合能力、水油分布、結(jié)構(gòu)和3D打印特性的評(píng)估，發(fā)現(xiàn)比例高的水凝膠和油凝膠可改變雙凝膠的流變學(xué)特性，具有更好的3D打印特性，可以成功地用作固體脂肪替代物。

3 結(jié) 語(yǔ)

油凝膠和乳液凝膠作為新型結(jié)構(gòu)化脂質(zhì)體系，通過(guò)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)與多功能整合，在替代動(dòng)物脂肪領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。油凝膠通過(guò)凝膠因子（如蜂蠟、乙基纖維素）將液態(tài)油脂固化為熱可逆網(wǎng)絡(luò)，精準(zhǔn)模擬動(dòng)物脂肪質(zhì)地與熔融特性。但油凝膠在用于脂肪替代物融入到肉品加工時(shí)，容易出現(xiàn)脂質(zhì)氧化、結(jié)構(gòu)塌陷和存在口感差異等問(wèn)題，需要進(jìn)一步解決。乳液凝膠依托界面穩(wěn)定化（如蛋白質(zhì)、多糖）構(gòu)建雙連續(xù)相，復(fù)現(xiàn)動(dòng)物脂肪組織的潤(rùn)滑性與多汁感。相較于油凝膠在加工儲(chǔ)藏過(guò)程中易發(fā)生脂質(zhì)氧化的問(wèn)題，利用乳液凝膠制備具有結(jié)構(gòu)性或引入功能性成分以替代肉制品中的脂肪已引起廣泛關(guān)注。值得一提的是，經(jīng)由與不同種類的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、多糖及多酚的協(xié)同作用，可進(jìn)一步提升乳液的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，為蛋白質(zhì)基乳液凝膠作為食品工業(yè)中創(chuàng)新脂肪替代品的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。從營(yíng)養(yǎng)健康的角度出發(fā)，該乳液凝膠通過(guò)精細(xì)調(diào)控油相的比例與成分，有效降低了飽和脂肪酸及反式脂肪酸的攝入量。進(jìn)一步地，蛋白基乳液凝膠所具備的獨(dú)特油水包載結(jié)構(gòu)，不僅顯著增強(qiáng)了所包封生物活性物質(zhì)的穩(wěn)定性，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)這些活性物質(zhì)的控釋功能，從而提升了其在生物體內(nèi)的利用率，為大健康食品產(chǎn)業(yè)的研發(fā)開(kāi)辟了新的路徑。

3D打印提供了一種可以滿足個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)要求、外觀和質(zhì)地的食品制造手段。為了達(dá)到穩(wěn)定的打印效果，食品材料作為油墨必須具有適當(dāng)?shù)膹椥院宛ざ?。油凝膠和乳液凝膠所具有的獨(dú)特流變性、成分可調(diào)性及功能仿生性可作為3D打印的食品材料。但性能不合適的油墨可能導(dǎo)致打印失敗或后處理缺陷。因此，開(kāi)發(fā)可3D打印的油凝膠和乳液凝膠并在熱處理過(guò)程中保持與動(dòng)物脂肪相似的形態(tài)和口感仍然充滿挑戰(zhàn)。

引文格式：

葉樹(shù)芯, 肖愛(ài), 龔麗娟, 等. 油凝膠和乳液凝膠在替代動(dòng)物脂肪組織中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(13): 417-427. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241226-227.

YE Shuxin, XIAO Ai, GONG Lijuan, et al. Recent progress on the application of oleogels and emulsion gels in the replacement of animal adipose tissue[J]. Food Science, 2025, 46(13): 417-427. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241226-227.

實(shí)習(xí)編輯：彤禾；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來(lái)源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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