15第十五章 食用脂肪替代品

见该产品的法规。

图4 EPG的化学结构（其中R1，R2和R3是4-23个碳的脂酰基；x，y和z的范围是

1-7）

3.3 Diakyl Dihexadecylmalonate（DDM）

DDM是脂肪醇与丙二酸和烷基丙二酸形成的酯（图5）。DDM由德克萨斯州普莱诺Frito-Lay公司的研究者在1980年代早期开发。它是一种低热量脂基取代物，适于高温煎炸和焙烤。DDM由一个单体和一个二聚体构成，熔点低于体温但高于传统煎炸油。DDM加热时稳定且不被吸收， 具有与传统煎炸油混合作为低热量煎炸油的潜力。DDM与其它油（如大豆油）制成的煎炸油混和物比天然油脂提供的热量低33-60%。DDM小鼠试验表明其吸收量少于0.1%[66]。小鼠试验发现它没有毒性。直到今天，还未见该产品的法规，也没有进行商业开发。

图5 DDM的化学结构（其中R1和R2是脂酰基）

3.4 多元羧酸酯和醚

多元羧酸有2-4个羧酸基团，在羧酸骨架上酯化了饱和或不饱和直链或支链长碳链醇（C8-C30）。这些物质已申请作为热稳定的低热量脂肪替代品[67,68]。它们的物理和功能特点与典型TAGs相似，但不被消化且不给饮食提供能量。典型的多羧酸酯和醚包括trialkoxytricarballylate（TATCA）、trialkoxycitrate（TAC）和trialkoxyglyceryl（TGE）等等（图6）。TATCA是三元羧酸与饱和或不饱和醇酯化的一类产品（图6）。它是一种可食用的非水解性油状化合物，当前，纽约新泽西州恩格尔伍德克利夫斯CPC国际公司Best Foods分部的研究者正在对其能否在人造奶油和蛋黄酱中作为脂肪替代品进行评估研究。它也可作为植物油替代品用于烹调。TATCA与天然TAG很相似，只是用三元羧酸代替甘油，用饱和或不饱和醇代替脂肪酸（图6）。它作为低热量替代品可直接取代食用油脂而应用在食品中，呈现出良好的灵活性。动物研究表明，TATCA的吸收很差[67]。小鼠试验中的增重结果表明，与玉米油比，TATCA热值低[66,67]。有证据表明，中剂量至高剂量的TATCA会导致肛瘘、抑郁、虚弱和动物的死亡[67,68]。TAC的结构与TATCA相似，它有一个羟基在中间碳上。研究表明，TAC用作煎炸时热稳定

性不好[67]。尽管对这些化合物已经进行有限的动物试验，但这些化合物要达到人类应用的目标还相差很远。

图6 多羧酸酯和醚的化学结构

3.5 聚甘油酯（PGEs）

从20世纪40年代，PGEs已经在美国和欧洲得到使用。20世纪60年代，PGEs应用于食品在美国获得了认可。PGEs是脂肪酸和聚甘油形成的酯的混和物，它们在食品中具有乳化剂的功能。PGEs的结构见图7。在合成过程中，第一步是在碱催化和230℃条件下甘油聚合制备聚甘油[69]。这些甘油分子通过α-羟基之间的醚键连接起来。接着这些多聚甘油与植物油脂肪酸酯化。脂肪酸来源于食用植物油，如棉籽油、玉米油、大豆油、棕榈油、花生油、红花油和芝麻油，已得到美国联邦法规21CFR172.854用作食品添加剂的认可[70]。PGEs可通过分提、分子蒸馏或溶剂结晶而纯化。分提的PGEs具有更多功能，并能在低浓度下使用[71]。在食品、化妆品中作为乳化剂应用的PGEs有很多不同的类型，这主要与聚甘油的聚合度、亲水性基团和酯化度有关。常见的PGEs主要包括：十聚甘油十油酸酯、三聚甘油单硬脂酸酯、八聚甘油单硬脂酸酯及其它。PGEs的高分子质量决定了其低水解性和生物活性。PGEs的估计热量为6-7千卡/克，但PGEs的部分吸收特性致使其纯粹热量低于2千卡/克[72]。当前，PGEs在作为乳化剂和膳食助剂使用，也同时用于人造奶油、起酥油、焙烤产品、速冻点心和糖果产品。

图7 PGEs的结构式（其中R1、R2和R3是脂肪酰基；n ≤ 3）

动物研究表明，PGEs是安全的。在一项研究中，给100只大鼠喂食含0%、2.5%、5.0%、或10.0%PGEs的食物三个月，结果表明，PGEs对存活率、生长、脏器重量和体重比率没有不良影响[73]。在另一项研究中，给老鼠喂食含1%PGEs的饮食15.5个月，受试动物和对照动物在生长速率、寿命方面无明显差异[74]。 3.6 其它低热量的脂质 3.6.1 甘二酯（DAG）油

在DAG油中，DAGs的含量大于80%，其中在DAGs中，1,3-DAGs和1,2-DAGs的比例是7：3（图8）。该产品由植物油采用专利工艺而生产。DAG油的生产方法涉及到酶催化酯化，即来自天然食用植物油的脂肪酸与单甘酯或甘油进行酯化反应，使用的生物催化剂是具有sn-1,3专一性的脂肪酶[75]。脂肪酸来自大豆油、卡诺拉油、玉米油和橄榄油。DAG油的主要脂肪酸成分是油酸（20-65%）、亚油酸（15-65%）和α-亚麻酸（<15%）[76]。FDA已声称：当MAGs和DAGs作为乳化剂、稳定剂、增稠剂和组织形成剂，以不超出当前GMP（良好生产规范）要求的水平在食品中使用时，是GRAS物质（21 CFR 184.1505）。

图8 甘二酯油的化学结构（其中R = 油酸/亚油酸/亚麻酸）

当用作膳食的一部分时，DAG油有助于减少体重和脂肪量。尽管这种油所含热量、脂肪与传统脂肪相同，但它的代谢途径不同，使这种油具有独特性质。该产品已经由ADM 花王公司以Enova的商品名上市，ADM花王公司是伊利诺斯州迪凯特Archer Daniels Midland 公司和日本花王（Kao）公司的一个合资企业。在1999年，Enova油已经在日本开始销售，且在日本成为一个食油领导品牌。这种油气味柔和，味道温和，可以在家庭煎炸、焙烤、色拉调味料、烹调或实质上任何可以使用植物油的地方取代传统烹调油。但这种油不能重复利用，也不能作为煎炸应用。DAGs油可以加入到多种预制食品中，包括乳基产品、焙烤产品、膳食代替品、冷冻正餐主菜、营养棒、比萨、起酥油、汤、肉汁和调味料。2000年FDA给与DAG油GRAS身份，可以在家庭烹调油和植物油中推广使用。

现在已经确定DAG油用于其它食品的GRAS身份，包括在色拉调味料、蛋黄酱、饮料、营养棒、汤和调味料，比萨、焙烤产品和冷冻正餐小菜中使用。

DAG油获得FDA的GRAS身份的主要标准如下，该标准证明DAG油的安全性也认证了其生产工艺：

a. 单甘酯和甘二酯在50年前已经得到认可作为食品添加剂。 b. DAG成分存在于天然膳食和人类身体中。

c. 1989年以来，用于生产DAG油的脂肪酶Lipozyme RMIM已得到认可。 d. 在日本，扩大消费已经超过2年以上。 e. 研究表明，TAGs和DAGs的热量相同。

f . DAGs油容易被身体吸收和代谢，且不影响饮食中脂溶性维生素的吸收。 g. 临床研究表明，DAG没毒副作用。

h. 与美国科学家团一样，日本的专家和政府官员也审查了研究报告。 i. 1998年日本卫生福利部赋予作为烹调油用DAG油具有“特殊健康使用的食品”（FOSHU）身份。

j. 动物和人类研究表明了DAG油的安全性。

如上所述，这个产品是由80úGs组成。70%的DAGs是sn1,3形式的DAGs。DAG油的其余成分由TAGs、MAGs、FFAs和添加的抗氧化剂维生素E组成。油中存在的主要DAGs是脂肪酸仅在甘油骨架的sn-1和sn-3位的DAG，并且大多数这种油直接被身体作为能量吸收，而不是像甘三酯一样作为脂肪在体内沉积。

DAG油在小肠中消化和吸收，只有很少的富含脂肪的颗粒聚集体以甘三酯的形式进入血液中。这意味着一部分脂肪分子可直接用作能量使用，而不是作为脂肪沉积。研究表明，DAG油能帮助降低餐后通常会增长的TAGs水平和血液脂肪。血液中低水平TAGs能帮助制止身体脂肪的积累，特别是脂肪在器官内部和周围的沉积。在体内， DAG产品像普通油脂一样消化，因此不存在一些脂肪替代品的消化干扰和副作用的危险。研究表明，DAG油不影响饮食中重要维生素的吸收，这些维生素主要是脂溶性的维生素A、D、E和K。在人体研究中发现，DAG油不影响饮食中脂溶性维生素的吸收。被试验者以蛋黄酱或乳状液饮料的形式每天食用20克DAGs和TAGs，一直持续12周。在4、8、12周时取出禁食血液样品，并测定血浆中的维生素A、D和E，研究得出的结论是，DAGs和TAGs对脂溶性维生素的水平无影响[77]。

24周的研究表明，在热量控制膳食中加入DAG油，食用这种膳食的超重者身体重量平均降低3.6%，他们身体脂肪量降低8.3%。与传统脂肪相比，其降低值非常显著。另外，这种油有助于餐后血清中TAGs降低30-50%[78]。最近，研究了长期食用DAGs和TAGs对肥胖老鼠的影响[79]。与食用高TAG饮食相比，