《Food Chemistry: X》：Enhancing low-fat frankfurter texture and sensory properties with almond protein emulsion gels
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为应对饱和脂肪摄入引发的健康担忧（如心血管疾病），研究人员创新性地将杏仁蛋白分离物（API）与κ-卡拉胶（KC）结合，开发了新型乳胶凝体（EGs），用以替代肉制品中的猪肉脂肪。研究表明，含6% KC的EGs（AEG6）具有致密的微观结构、更高的凝胶强度和油结合能力。当用AEG6替代法兰克福香肠中50%的猪肉脂肪时，其仪器质构和感官评分与传统产品相当。这为开发低脂、健康且风味不减的肉制品提供了有效的解决方案。
当我们享受法兰克福香肠等肉制品的美味时，常常忽略了其高饱和脂肪含量带来的健康隐患，例如增加心血管疾病的风险。因此，食品工业一直致力于寻找动物脂肪的健康替代品。然而，直接用液态植物油替代饱和脂肪，往往会导致产品质地变差、稳定性下降。有没有一种方法，既能降低脂肪摄入，又不牺牲肉制品诱人的口感和质地呢？
近期发表在《Food Chemistry: X》上的一项研究，为这个问题提供了一个颇具潜力的答案。来自韩国建国大学的研究团队巧妙地将来自杏仁的植物蛋白和一种天然多糖结合，创造了一种能够“结构化”液态油的“乳胶凝体”，并将其成功应用于法兰克福香肠中，部分替代了传统的猪肉脂肪。
为了验证这一想法的可行性，研究人员开展了系统的研究。他们首先制备了以6%（w/v）杏仁蛋白分离物（API）和20%（v/v）葵花籽油为基础，并添加了不同浓度（0%至6%， w/v）κ-卡拉胶（KC）的乳胶凝体。随后，他们通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）等一系列技术对这些凝胶体的结构和性质进行了详尽的表征。接着，研究人员将性能最优的凝胶体（AEG6，即含6% KC的凝胶）以不同比例（25%、50%、75%、100%）替代法兰克福香肠配方中的猪肉背脂，制备了不同脂肪替代水平的香肠。最后，他们对这些香肠的物理化学性质（如颜色、pH、质构、烹饪损失、乳化稳定性）、流变学特性以及感官接受度进行了全面评估，以确定脂肪替代的最佳比例。
3.1. API的表面疏水性及乳液的乳化特性
研究人员首先评估了API本身的乳化潜能。他们发现，API的表面疏水性随浓度增加而显著增加，并且在6%和7%浓度时达到最高且无显著差异。相应地，API的乳化活性指数（EAI）也随浓度增加而提高，在6%时表现出最优的乳化能力。基于此，研究选择了6%作为后续制备乳胶凝体的API浓度。
3.2. 乳胶凝体（AEGs）的结构特性
通过对AEGs进行FT-IR、XRD和蛋白质二级结构分析，研究人员揭示了API与KC之间的相互作用。FT-IR光谱显示，随着KC浓度增加，羟基峰强度降低，表明API与KC之间形成了氢键。二级结构分析表明，KC的加入促进了API分子从α-螺旋向β-折叠结构的转变，这有利于形成更有序、更稳定的凝胶网络。XRD结果显示，随着KC含量增加，凝胶的结晶度降低，结构更加趋向无定形，这进一步证明了API与KC分子间形成了紧密结合的复合物。
3.3. 乳胶凝体（AEGs）的微观结构
FE-SEM和CLSM图像直观地展示了KC对凝胶结构的增强作用。不含KC的凝胶（AEG0）结构相对均匀但不够致密。随着KC浓度增加，凝胶基质变得更连续、更紧凑，形成了更厚实的网络区域。CLSM图像显示，高浓度KC的凝胶（AEG6）中，油滴尺寸更小、分布更均匀，被包裹在更连续的API-KC水相凝胶基质中，这表明凝胶的稳定性和油滴固定能力得到了提升。
3.4. 乳胶凝体的热特性、凝胶强度与油结合能力
差示扫描量热法（DSC）显示，所有AEGs在25至80摄氏度范围内没有明显的热转变峰，表明其具有良好的热稳定性。质地分析表明，不含KC的AEG0几乎没有凝胶强度，而AEG6的凝胶强度显著高于其他组，这归因于API与KC之间增强的静电和疏水相互作用，形成了更坚固的三维网络。油结合能力（OBC）测试也呈现相同趋势，AEG6的OBC高达96%，表明其能有效锁住油分，防止渗出。
3.5. 乳胶凝体（AEGs）的流变学特性
流变学测试表明，所有AEGs都表现出剪切稀化行为，且KC浓度越高，表观粘度越大。频率扫描测试中，所有含KC的凝胶其弹性模量（G′）均大于粘性模量（G″），表现出典型的固体凝胶行为，且AEG6的G′值最高，说明其网络结构最强。温度扫描测试揭示了凝胶的热可逆性：加热时模量下降（网络松动），冷却时模量显著回升（网络重组），且AEG6的重组能力最强。
3.6. 添加AEG的法兰克福香肠的颜色、pH与质构剖面
在应用部分，研究人员将性能最优的AEG6作为脂肪替代物加入法兰克福香肠中。结果表明，用AEG替代高达100%的猪肉脂肪，对香肠的色泽（L, a, b*值）和pH值均无显著影响。质构剖面分析（TPA）显示，当替代比例不超过50%时（FEG25和FEG50），香肠的硬度、弹性、咀嚼性等质构参数与传统全脂香肠（PF）无显著差异。但当替代比例超过50%（FEG75, FEG100）时，硬度等指标有所下降，这可能与产品水分含量增加有关。
3.7. 添加AEG的法兰克福香肠的烹饪损失与乳化稳定性
所有脂肪替代香肠的烹饪损失均较低（约7.2%-7.6%），且组间无显著差异，表明AEG的加入没有损害产品的持水持油能力。乳化稳定性测试显示，总渗出量在各组间无差异。有趣的是，随着AEG替代比例增加，油渗出量显著减少，而水渗出量相应增加，这可能是由于AEG本身的高油结合能力以及配方中实际脂肪含量降低所致，但整体乳化系统依然稳定。
3.8. 添加AEG的法兰克福香肠肉糜的流变学特性
对香肠肉糜的流变学分析显示，所有样品均呈假塑性流体特性。当AEG替代比例不超过50%时，肉糜的表观粘度和弹性模量（G′）与传统全脂肉糜相当。温度扫描曲线揭示了肉糜在加热过程中的凝胶形成过程：初始阶段因肌球蛋白（myosin）解折叠而模量微升，中间阶段因蛋白质变性网络暂时破坏而模量略降，最后在高温阶段因三维凝胶网络形成而模量急剧上升。FEG25和FEG50的模量变化趋势与PF相似，表明其热诱导凝胶行为得到了良好保持。
3.9. 添加AEG的法兰克福香肠的感官评价
最终的消费者感官评价（36名非训练型评审）给出了令人鼓舞的结果。在外观、风味、滋味和整体喜好度上，所有脂肪替代香肠（包括100%替代的FEG100）与传统全脂香肠（PF）均无显著差异。仅在质地喜好度上，FEG100组的评分显著低于PF组，这与仪器质构分析中其硬度降低的结果一致。但总体而言，即使是高比例的脂肪替代，也未对产品的感官接受度造成实质性负面影响。
结论与意义
本研究系统探讨了杏仁蛋白分离物与κ-卡拉胶复合乳胶凝体作为猪肉脂肪替代物在法兰克福香肠中的应用潜力。研究得出以下核心结论：
- 1.
成功构建了稳定的API/KC乳胶凝体体系：KC的加入通过与API的静电和疏水相互作用，显著增强了凝胶的微观结构致密性、机械强度（凝胶强度）、油结合能力和流变学性能（粘弹性），其中含6% KC的AEG6综合性能最优。
- 2.
实现了法兰克福香肠中脂肪的有效替代：用AEG6替代高达50%的猪肉脂肪，可以完全保持产品的仪器质构特性（硬度、弹性等）、流变学行为、烹饪损失和乳化稳定性，同时对产品的颜色、pH无不利影响。
- 3.
获得了良好的感官接受度：感官评价表明，即使进行100%的脂肪替代，产品在外观、风味、滋味和整体喜好度上仍与传统产品无差异，仅在100%替代时质地喜好度略有下降。这证明API/KC乳胶凝体是一种感官友好的脂肪替代品。
这项研究的重要意义在于：它为开发营养更均衡、更健康的低脂肉制品提供了一种创新且有效的技术策略。 所开发的API/KC乳胶凝体不仅利用了杏仁蛋白这一优质植物蛋白资源，符合清洁标签和可持续食品的发展趋势，而且通过结构化液态植物油（葵花籽油），成功模拟了动物脂肪的质构和功能，解决了直接使用植物油导致的质地缺陷问题。该策略在保持肉制品关键品质和感官属性的同时，有效降低了饱和脂肪含量，对促进公共健康和满足消费者对健康食品的需求具有重要的实际应用价值。未来，该技术有望扩展至其他乳化型肉制品乃至更广泛的食品体系中。
