《食品科學》：黑龍江八一農墾大學李躍博士等：脂肪替代物的分類及其在烘焙食品中的應用及展望

烘焙食品是以面粉、酵母、白砂糖、油脂等為主要原料，經和面、發酵、成型、焙烤等工藝制成的食品，主要包括糕點、面包和餅干等類型。目前，我國烘焙食品行業市場潛力巨大，據《2024—2025年中國烘焙食品行業現狀及趨勢研究報告》顯示，2023年中國烘焙食品零售市場規模達5 614.2億 元，同比增長9.2%，預計2029年可達到8 595.6億 元。這一增長不僅源于消費場景的多元化，更與烘焙食品的創新和健康化轉型密切相關。在烘焙食品制作過程中，油脂作為關鍵功能組分，影響著烘焙食品的品質，油脂在制作過程中通過形成隔離面筋網絡，能夠有效改善烘焙食品的質構，其良好的起酥性使烘焙食品口感更松軟；其次，在面團攪打過程中，油脂能有效截留空氣，在烘焙時形成均勻氣孔，從而改善烘焙食品的蓬松度與柔軟度，如在餅干中添加油脂可以使面團更加柔軟，膨脹效果更好；在蛋糕中添加油脂可使其口感更加細膩，提升蛋糕的風味和口感。然而，過量攝入油脂會增加肥胖、心血管疾病和2型糖尿病等疾病的患病風險。《中國居民膳食指南》（2022）明確指出，每100 g食物中含20 g及以上的脂肪屬于高脂肪食品。隨著消費者健康飲食意識的提升，傳統高脂烘焙食品已難以滿足市場的需求，低脂、健康的烘焙食品越來越受到青睞，因此烘焙食品行業開始尋求能夠有效減少脂肪含量并對烘焙食品質構、風味等影響較小的脂肪替代物。脂肪替代物具有與脂肪相類似的結構與感官特性，能夠有效減少食物中的脂肪含量和卡路里，添加脂肪替代物是減少烘焙食品中的脂肪含量的主要方法之一，契合當前健康飲食觀念與低脂食品需求。

黑龍江八一農墾大學食品學院的孫華軍、朱思靜、李躍*等人綜述脂肪替代物的分類及其在烘焙食品中的應用，以期為新型低脂烘焙食品的研發提供理論基礎。

1 脂肪替代物分類

脂肪替代物有不同的分類標準，根據功能特性可分為類油脂脂肪替代物和模擬脂肪，根據組成成分不同又可分為碳水化合物基脂肪替代物、脂質基脂肪替代物、蛋白質基脂肪替代物及復合型脂肪替代物 ，如圖1所示。

1.1 碳水化合物基脂肪替代物

碳水化合物基脂肪替代物主要以改性淀粉、纖維素、膠體及其衍生物等為原料，通過增稠、乳化、凝膠等作用模擬脂肪的口感和質地，根據其來源不同可分為淀粉基質脂肪替代物、纖維基質脂肪替代物和膠體基質脂肪替代物，常見碳水化合物基脂肪替代物有麥芽糊精、菊粉、β-葡聚糖和果膠等。碳水化合物基脂肪替代物有較好的穩定性和持水性，能夠顯著改善面制品的質地和口感。

1.1.1 淀粉基質脂肪替代物

淀粉作為一種常見的碳水化合物，具有成本低、來源廣泛等優點，是制備脂肪替代物的重要原料。天然淀粉由于抗逆性較低、熱穩定差、耐酸性不足及凍融穩定性較弱等固有缺陷，難以形成穩定的溶膠體系，限制了其在食品工業中的應用，但通過交聯、酸水解和酶水解等改性方法對天然淀粉進行處理，可促使其形成相互纏繞的雙螺旋凝膠結構，這種結構能夠有效截留水分，使其具有與脂肪相似的口感，從而能夠模擬脂肪。淀粉基質脂肪替代物正是這類通過形成凝膠結構的改性淀粉，從而模擬脂肪的口感與質地。其中，通過酶改性淀粉所形成的麥芽糊精因其較好的水溶性與黏稠性，可形成與脂肪類似的結構與口感，并有研究表明低葡萄糖值的麥芽糊精有作為脂肪替代物的潛力。喬麗娟通過酶解秈米淀粉制備低葡萄糖值麥芽糊精，通過對其結構和性質進行分析證實秈米淀粉基脂肪替代物可用于脂肪替代。淀粉基質脂肪替代物在食品工業中已取得了顯著進展，但缺乏風味是限制其應用的關鍵因素，未來可通過復合一些風味因子模擬脂肪的風味，以進一步提升其應用價值。

1.1.2 纖維基質脂肪替代物

纖維素及其衍生物（如甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙基纖維素等）是另一類重要的碳水化合物基脂肪替代物，因其獨特的持水性和穩定性而備受關注。劉羽萌等將從米糠中提取的膳食纖維制備的脂肪替代物與由30%的菊粉制備的脂肪替代物進行比較，研究表明膳食纖維樣品的乳化性和乳化穩定性均比菊粉制備的脂肪替代物高，且粒徑更小，替代脂肪的作用更好。植物種子、麩皮、谷物等富含纖維素，近年來，隨著環保意識的提升，研究者開始探尋將果蔬廢料運用于脂肪替代的方法，以促進廢料資源化、減少資源浪費。咖啡銀皮含有豐富的膳食纖維并有良好的抗氧化能力，研究表明咖啡銀皮可用作烘焙蛋糕的脂肪替代物，尤其是經過水處理后的咖啡銀皮，其制備蛋糕的油膩感與對照組蛋糕相似，替代30%脂肪時顯著提升膳食纖維含量且對蛋糕口感影響不顯著。但有研究表明，纖維基質脂肪替代物仍無法完全模擬固體脂肪的風味與口感，在烘焙過程中，還可能發生焦糖化反應從而產生不良風味。

1.1.3 膠體基質脂肪替代物

果膠、瓜爾豆膠、魔芋膠和黃原膠等親水膠體廣泛應用于食品的生產加工中，這些膠體可與不同成分復配以達到更好的脂肪替代效果。果膠是典型的膠體基質脂肪替代物之一，根據其酯化度的不同，可分為低酯果膠和高酯果膠，低酯果膠因其在低糖或無糖條件下能形成凝膠的特性，常被用作脂肪替代物的原料。此外，低酯果膠還能改善面團結構，加強面筋結構黏彈性，并使面團中的水分分布更加均勻。Ahsan等利用香蕉皮廢料作為原料提取果膠作為松餅脂肪替代物，結果表明在松餅中用果膠凝膠代替脂肪會增加水分含量，與黃油相比，果膠凝膠能夠保留更多的水分，使松餅口感更順滑。然而，膠體基質脂肪替代物在實際應用中易因脫水聚集而導致結構不穩定，針對這一問題，研究表明，可通過添加黃原膠和羧甲基纖維素鈉等穩定劑，以提升膠體基質脂肪替代物結構穩定性，從而提升脂肪替代效果。目前有研究表明果膠基質脂肪替代物仍然不能完全替代產品中的脂肪，且脂肪被完全替代時，產品感官品質較差。未來的研究中，可考慮在膠體基質脂肪替代物中添加天然風味物質，以提升產品的感官品質。

1.2 蛋白質基脂肪替代物

蛋白質基脂肪替代物主要以動植物蛋白為原料，通過微粒化技術將動植物蛋白加工成直徑為1～50 μm的球狀微粒，借助微球的三維網絡結構模擬油脂的質地，也可通過物理化學等方法使其變性，促使其內部疏水基團定向暴露，從而模擬油脂的疏水性狀 ，蛋白質的微粒化技術以及高剪切技術的聯合應用是目前制備蛋白基脂肪替代物的最主要途徑，這種聯合應用能提升蛋白微粒的均質化程度，并通過機械力化學效應優化界面特性，使其口感更細膩，更接近油脂的質地 。微粒乳清蛋白和雞蛋蛋白是常見的蛋白質基質，具有良好的乳化性和凝膠性，能夠顯著改善低脂人造黃油的口感和質地 。Simplesse? 是由乳清蛋白濃縮物通過同時加熱和剪切制成的微粒乳清蛋白，粒徑為0.1～10 μm，這種小顆粒能夠提供與脂肪相似的細膩感，研究者將其與聚葡萄糖分別作為曲奇餅干的脂肪替代物進行比較，發現隨著Simplesse ? 含量的增加，餅干的酥脆度降低，從而導致質地評分降低，與聚葡萄糖相比不適合作為曲奇餅干的脂肪替代物 ，這可能是由于蛋白質的持水性導致曲奇餅干內部水分較多，使曲奇餅干內部結構變得柔軟。此外，蛋白質基脂肪替代物的熱敏性也制約其應用場景，高溫處理會使蛋白質熱凝固硬化，喪失滑膩口感，同時發生美拉德反應影響外觀，限制其應用的范圍，因此蛋白質基脂肪替代物較多應用于乳制品或肉腸類食品 。這些特性缺陷使得蛋白基脂肪替代物較少應用于需高溫處理的食品，因此烘焙食品常采用蛋白質-多糖復合脂肪替代物替代其中的脂肪。

1.3 脂質基脂肪替代物

傳統油脂主要指天然的甘油三酯，而脂質基脂肪替代物是以脂肪酸為基質通過化學合成、衍生或酶改性等方法所獲得的高分子化合物，這類替代物可通過改變甘油分子上的脂肪酸組成或構型，或利用乳化劑形成膠束以調節其親水/親油平衡值，從而模擬天然脂肪的物理特性和結構特征。脂質基脂肪替代物不僅具有優異的親油性和熱穩定性，還能在高溫加工（如油炸或烹飪）過程中有效維持食品的口感、風味和形態，因此在食品工業中具有廣泛的應用潛力。脂質基脂肪替代物具有類似油脂的性質但不參與能量代謝，因此幾乎不產生熱量，且種類豐富，可根據個人健康情況選擇合適的脂肪替代品，是理想的脂肪代替物，較為常見的脂質基脂肪替代物有蔗糖聚酯，改性三酰基甘油，中、長、超長鏈三甘酯等。蔗糖聚酯可以減少脂肪的攝入，但可能會引起消化不良和吸收脂溶性維生素的能力降低，因此開發脂質基脂肪替代物既要考慮減少熱量，又要考慮提高產品穩定性、營養成分和對不同類型飲食適用性的能力。此外，豆玉靜通過將蔗糖聚酯與棕櫚油分提物復配，開發了一種蔗糖聚酯基油脂替代物，突出了化學改性油脂的強替代能力，但其可能存在的消化耐受性問題仍需關注。

1.4 復合型脂肪替代物

研究者發現碳水化合物基脂肪替代物、蛋白質基脂肪替代物與脂質基脂肪替代物均有一定局限性，如碳水化合物基脂肪替代物烹飪過程穩定性低、缺乏風味、黏度較低，蛋白質基脂肪替代物不能在高溫高熱條件下使用，脂質基脂肪替代物如蔗糖聚酯，其易引起腸胃敏感人群消化道不適，難以滿足人們對食品品質的追求，因此有必要研究可適應不同烹飪/熱加工條件、貯藏穩定性好、脂肪替代效果更好的復合型脂肪替代物。復合型脂肪替代物多利用不同基質的脂肪替代物進行優勢互補或采用相同基質替代物復配，通過不同工藝將相同或不同基質脂肪替代物制備成復合型脂肪替代物。目前，復合型脂肪替代物主要分為蛋白質-多糖復合脂肪替代物、油凝膠與乳液凝膠。

1.4.1 蛋白質-多糖復合脂肪替代物

蛋白質與多糖可通過分子間的共價作用和非共價作用，形成穩定的凝膠網絡結構，從而模擬脂肪的物理特性。蛋白質-多糖復合脂肪替代物主要表現形式為Pickering乳液、凝膠乳液/高內相乳液和高內相Pickering乳液，Pickering乳液是通過固體顆粒（如納米顆粒或微米顆粒）吸附在油水界面形成的穩定乳液，凝膠乳液則是指乳液中的一相（油相或水相）或兩相形成凝膠態，從而使整個體系呈現凝膠特性。當蛋白質與多糖相結合時，二者表現出協同效應，從而使復合體系具備更完善的物理特性，這種協同效應主要體現在多糖能夠引起蛋白質氨基酸微環境的變化，從而增強其在分散油水界面的吸附能力，最終有效提升蛋白質乳狀液的穩定性，因此蛋白質-多糖復合脂肪替代物穩定性更好，更能適應不同烘焙環境。區別于以上兩種乳液，高內相Pickering乳液作為一種新型脂肪替代物受到廣泛關注，高內相Pickering乳液結合了Pickering乳液和高內相乳液的優點，在高溫烘焙環境表現出顯著的熱分解穩定性與凝膠狀黏彈性特性，具有更高的內相比例和更強的穩定性。盡管蛋白質-多糖復合脂肪替代物在實驗室表現出色，但其產業化仍面臨核心挑戰，如在儲存與加工過程中可能會出現凝膠結構被破壞、口感變差等問題，未來還需進一步加強對蛋白質-多糖復合脂肪替代物穩定性的研究，同時不斷改進相關的蛋白質-多糖復合脂肪替代物生產和改性技術，例如淀粉改性技術、提高蛋白質功能的酶技術、脈沖電場、歐姆加熱以及高壓和超高壓均質化等，最終實現蛋白質-多糖復合脂肪替代物在加工穩定性與感官品質的全面提升。Mohammad等基于微膠囊技術，以秋葵黏液和車前子黏液分別與乳清蛋白、阿拉伯樹膠復合作為壁材，成功包埋胡蘆巴油，開發了一種功能性脂肪替代物，兼具脂肪替代、苦味掩蔽及抗菌等多種功能，可有效改善低脂面包與餅干的質構并延長保質期。

1.4.2 油凝膠

油凝膠被認為是“未來脂肪”，在烘焙食品領域有巨大的應用潛力。油凝膠是通過凝膠劑（乙基纖維素、生物蠟、植物甾醇或單甘油酯等）將液體植物油束縛于三維凝膠網絡中，從而模擬動物脂肪的質構和潤滑特性的脂肪替代物，可降低食品中的脂肪和飽和脂肪酸含量。根據凝膠劑的類型，油凝膠可以分為聚合物基油凝膠、小分子基油凝膠與復合基油凝膠。聚合物基油凝膠能抑制脂質遷移，改善低飽和脂肪酸食品安全性。小分子基油凝膠內含高濃度凝膠因子，可促進油脂網絡結構的形成，改善烘焙產品的硬度、彈性，且不含反式脂肪酸。復合基油凝膠則是通過組合多種凝膠劑以增強性能，例如羧甲基纖維素鈉/大豆分離蛋白復合油凝膠通過靜電相互作用提高了凝膠強度和貯藏穩定性；二十八烷醇-二十二烷酸復合體系在特定比例下表現出優異的凝膠強度和持油能力；甘油單月桂酸酯與結冷膠所制備的復合油凝膠表現出良好的氧化穩定性和凍融穩定性。

1.4.3 乳液凝膠

乳液凝膠是乳液液滴被固定在交聯聚合物或聚集液滴形成的三維網絡中的一種半固體材料，結合了乳液和凝膠的優點，兼具乳液的載藥性和凝膠的穩定性，可部分替代人造黃油和起酥油，以制備更健康的烘焙食品。Guo Jiaxin等證實了基于大麻籽油的乳液凝膠作為烘焙行業的黃油替代物的潛力，并發現其替代蛋糕中25%的黃油時對蛋糕風味與質構無明顯影響。更有研究發現在復合乳液凝膠體系中，不同類型多糖可在不同程度上增強乳液凝膠的硬度和咀嚼性等質構特性，更有利于模擬脂肪的質構。

2 枯脂肪替代物在烘焙食品中的應用

鑒于烘焙食品市場的蓬勃發展和消費者對健康飲食的追求，開發低脂、健康的烘焙食品已成為食品工業的重要趨勢。脂肪替代物作為一類既能維持食品口感與風味，又能顯著降低脂肪含量的材料，正逐步成為解決這一問題的關鍵。但目前還不存在完全模擬脂肪風味和功能的替代品，因此研究者們針對不同需求開發了多種脂肪替代物，脂肪替代物效果因其類型和烘焙食品種類而異。

2.1 脂肪替代物在糕點中的應用

過高的脂肪含量不利于消費者的健康，在此背景下，研究者們通過改變面團中油脂的添加量，探索脂肪替代物在糕點中的應用。在健康烘焙趨勢的驅動下，多種脂肪替代物在糕點中的應用得到了廣泛研究，劉孟林等采用黃原膠和魔芋膠替代4.20%豬油制作云片糕，兩替代組均能顯著降低云片糕脂肪含量，并減少貯存過程中風味的流失，使云片糕在保持美味的同時又更加健康；Rios等將琥珀酰殼聚糖作為蛋糕脂肪替代品，能夠替代蛋糕中50%的脂肪，且對蛋糕風味影響不明顯并有效降低蛋糕的硬化率，但琥珀酰殼聚糖高比例替代會導致結構劣化，且工藝復雜不利于規模化生產，未來需通過功能優化和復合技術突破應用瓶頸。這些研究表明，碳水化合物基脂肪替代物部分替代脂肪后可有效維持糕點風味。脂質基脂肪替代物也得到一定應用，黃曉霞等通過單因素和正交試驗優化了低糖低脂廣式月餅餅皮配方，發現蔗糖聚酯部分替代花生油可顯著降低月餅餅皮脂肪含量，同時保持其良好感官品質。此外，復合型脂肪替代物已展現出顯著潛力，但不同體系的優化方向值得深入探討。張楨玉將大麥β-葡聚糖與小麥蛋白復合應用于蛋糕中，實現50%減油效果的同時仍能較好維持蛋糕比容與色澤，但常規烘焙中的熱穩定性尚未驗證；Fatah-Jahromi等制備了一種蛋白質/多糖/甘草提取物三元凝膠狀泡沫作為蛋糕的脂肪替代物，利用甘草提取物的風味修飾彌補了一般脂肪替代物風味缺失的問題，未來脂肪替代物的研發不應局限于物性模擬，更需復合風味因子以達到更好的替代效果。然而，這些研究規模化生產困難，如琥珀殼酰聚糖、三元凝膠泡沫制備的工藝復雜性等現實瓶頸，展現出實驗室研究與產業需求間的差異，因此，新型脂肪替代物的開發不能僅僅單一追求理論替代率的提升，還要充分考慮成果轉化。

2.2 脂肪替代物在面包中的應用

隨著消費者對健康食品需求的增加，降低面包中的脂肪含量已成為食品科學領域的重要研究方向，脂肪替代物的應用為這一目標提供了可行的解決方案。研究表明，使用碳水化合物基脂肪替代物（如淀粉、麥芽糖糊精）可以顯著降低面包中的脂肪含量，同時改善其質地和口感。多項研究表明，采用油凝膠作為面包的脂肪替代物，可有效改善面包的烘焙損失率，但完全取代脂肪時會使面包感官評分下降。有研究發現使用70%甘油二酯部分替代甘油三酯能顯著延緩面包水分流失、降低硬度指數及老化焓值，從而有效抑制面包老化。此外，有研究表明面筋網絡和脂肪含量決定著面包的質地和口感，Tu Yi等利用不同鹽離子誘導米糠蛋白和花生油制備高內相乳液作為新型脂肪替代物，用于替代面包中的黃油，結果表明，高內相乳液能夠通過加強面筋網絡顯著改善面包的質地，且經過Ca2+處理的高內相乳液能夠進一步增加面包的比容和彈性。現有研究多聚焦于脂肪替代物的篩選與復合脂肪替代物的開發，對脂肪替代物應用工藝優化關注較少，且局限于實驗室規模，未來需關注替代物的成本、規模化生產可行性。

2.3 脂肪替代物在餅干中的應用

餅干作為常見的烘焙零食，其脂肪含量對產品的脆度和口感有著重要影響。碳水化合物基脂肪替代物是餅干中常用的脂肪替代物，例如，在餅干中用聚葡萄糖粉末替代30%起酥油，可在保持感官品質的同時降低15.98%的熱量；使用檸檬高酯果膠凝膠替代曲奇餅干25%的黃油時，可使曲奇餅干的脂肪含量和總能量分別減少20.29%和7.60%；以葡甘露聚糖作為餅干的脂肪替代物，發現其與脂肪有相同覆蓋淀粉顆粒的能力，可模擬脂肪顆粒，顯著增加餅干的硬度、酥脆度。現有研究表明，碳水化合物基脂肪替代物已逐步走向成熟，使用其作為脂肪替代物時，需關注其替代率，避免引起餅干質構劣化。脂質基脂肪替代物也可用于餅干生產，使用大豆油基二酰甘油硬脂替代傳統棕櫚基起酥油生產餅干時，替代60%棕櫚油時可降低有害物質形成并保持較好的餅干品質。

復合脂肪替代物的應用進一步拓展了脂肪替代物在餅干中的潛力。如水包油型纖維素基Pickering乳液替代35%脂肪時，使餅干總能量降低了12.5 kJ/g并增加了1.05 mg/g膳食纖維含量，且餅干的整體外觀和質地得到了改善；Giarnetti等用基于菊粉和特級初榨橄欖油的乳液凝膠代替酥餅中的部分黃油，替代50%黃油時，酥餅脂肪含量降低了19%，飽和脂肪含量降低了39%，符合歐洲法規所規定低飽和脂肪產品的要求。這些復合脂肪替代物通過多組分協同，彌補了單一材料的局限性，還實現了營養強化。脂肪替代需兼顧潤滑、風味等多重功能，應基于餅干類型（如酥性/韌性）選用不同的脂肪替代物，如韌性餅干需關注脂肪替代物對脆度維持的影響，而對于酥性餅干則需優先維持疏松口感。

脂肪替代物在烘焙食品中的應用總結見表1。

3 結語

脂肪替代物作為平衡烘焙食品感官品質與健康需求的關鍵材料，在降低產品脂肪含量方面發揮著重要作用。目前，碳水化合物基、蛋白質基、脂質基及復合型脂肪替代物均已取得顯著研究進展。這些替代物主要通過凝膠化、乳化等作用機制模擬固體脂肪的質地特性，成功實現了部分脂肪替代。但現有脂肪替代物仍無法完全替代烘焙食品中的脂肪，完全替代會引起烘焙食品的口感下降、硬度提升等問題，且現有技術仍面臨風味模擬不完善及規模化生產成本較高等挑戰。

目前對脂肪替代物的研究主要聚焦在分析烘焙食品的感官品質與理化性質，對使用了脂肪替代物的烘焙食品在人體內的消化吸收研究較少，基于烘焙食品行業發展趨勢，未來研究應聚焦以下方向：優化脂肪替代物制備工藝，采用低能耗技術降低規模化生產成本；研究脂肪替代物在人體消化吸收過程中的代謝情況，針對特定人群（如糖尿病患者、腸胃敏感者）需求，設計低血糖生成指數值或低致敏性替代物；利用廢料資源，系統開發果蔬生產加工廢料（如果皮、咖啡銀皮）中的纖維素，降低生產成本，促進可持續發展與資源循環；構建脂肪替代物標準化體系，建立脂肪替代物的安全性與功能性評價體系，推動行業標準制定及政策支持。脂肪替代物未來需繼續技術創新，將健康、美味與可持續性相融合，引領烘焙食品向更健康、更環保的方向轉型。

引文格式：

孫華軍, 朱思靜, 錢麗麗, 等. 脂肪替代物的分類及其在烘焙食品中的應用及展望[J]. 食品科學, 2025, 46(21): 338-345. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250515-092.

SUN Huajun, ZHU Sijing, QIAN Lili, et al. Classification of fat substitutes and their application and prospects in baked foods[J]. Food Science, 2025, 46(21): 338-345. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250515-092.

實習編輯：何佳寶；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

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