領(lǐng)學(xué)術(shù)科研之先，創(chuàng)食品科技之新
—— 中國(guó)食品雜志社
油炸外裹糊食品是在肉類、蔬菜和海鮮等食物表面涂覆一層外裹糊并裹上面包糠油炸形成的一類風(fēng)味食品，因具有風(fēng)味宜人、口感酥脆的特點(diǎn)而風(fēng)靡海內(nèi)外。經(jīng)常食用高油脂含量的油炸外裹糊食品會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人體健康。一些研究表明，向外裹糊中添加蛋白質(zhì)、非蛋白親水膠體和膳食纖維等功能性成分，能促進(jìn)油炸過程中淀粉糊化和蛋白質(zhì)變性，產(chǎn)生凝膠障礙層，減少外殼孔隙的數(shù)量和大小，阻礙油炸外裹糊食品中水分的損失和油脂的吸收。
武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院的馮佳奇、陳季旺*、廖鄂等在前期研究的基礎(chǔ)上，在模式外裹糊中分別添加8%蘋果纖維、6%大豆纖維和12%小麥麩纖維，制作油炸外裹糊鰱魚魚糜塊，測(cè)定膳食纖維、小麥淀粉和谷蛋白的水分吸附等溫線，外裹糊魚糜塊的裹糊率，外裹糊的黏度、流變性能、熱力學(xué)特性，以及外殼的熱重（TG）特性、油炸外裹糊魚糜塊的水分狀態(tài)并觀測(cè)其油脂滲透，探討膳食纖維對(duì)外裹糊特性及油炸外裹糊魚糜塊油脂滲透的影響，旨在為低脂油炸外裹糊食品的規(guī)模化生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)。
1 水分吸附等溫線、外裹糊的黏度及外裹糊魚糜塊的裹糊率
如圖1所示，在20 ℃下，5 種物料的平衡含水率在低水分活度（aw）區(qū)間（0.04～0.15）增加較快，等溫線斜率較大，在中aw區(qū)間（0.15～0.56）增加速率減緩，等溫線較平坦，而在高aw區(qū)間（0.56～0.88）增加速率又變快，且高aw區(qū)間平衡含水率的增長(zhǎng)速率隨aw的增加不斷增大，等溫線斜率最大。這表明這些物料的吸附等溫線具有II型等溫線的特征，形狀為反“S”型。等溫線區(qū)間II（aw為0.15～0.75）的水為多分子層結(jié)合水，能與蛋白質(zhì)分子中的酰氨基、巰基和淀粉、纖維素分子中的羥基以氫鍵結(jié)合。溫度和aw一定時(shí)，物料在等溫線區(qū)間II的平衡含水率反映其水分結(jié)合能力。因此，5 種物料的水分結(jié)合能力大小關(guān)系為小麥淀粉＞大豆纖維＞蘋果纖維＞小麥麩纖維＞谷蛋白。
2 外裹糊的流變性能
從圖2A、B可以看出，對(duì)照外裹糊的G’ 和G” 在40 ℃左右開始顯著上升，這表明淀粉顆粒開始大規(guī)模溶脹，而蘋果纖維、大豆纖維和小麥麩纖維將此溫度分別降低至34、30 ℃和29 ℃，表明添加膳食纖維能夠促進(jìn)淀粉的溶脹和糊化，使溶脹的淀粉更快填充入谷蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，增強(qiáng)形成凝膠的強(qiáng)度。
當(dāng)溫度超過60 ℃時(shí)，添加膳食纖維組的G’ 均保持不變且高于對(duì)照，G” 略微下降，這表明加熱過程中形成的彈性凝膠已經(jīng)趨于穩(wěn)定且凝膠強(qiáng)度增強(qiáng)，在油炸過程中不易受到破壞，能夠有效抑制油脂的滲透。而對(duì)照的G” 繼續(xù)顯著增加，表明淀粉的溶脹和糊化仍在繼續(xù)，外裹糊沒有形成穩(wěn)定的凝膠。對(duì)照的彈性特征趨于穩(wěn)定而黏性特征持續(xù)增加，更不利于后續(xù)彈性凝膠的生成。
如表3所示，淀粉峰的ΔH代表淀粉氫鍵破壞，使其從結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)吸收的能量；蛋白質(zhì)峰的ΔH表示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開，分子間聚集形成新鍵吸收的能量。與對(duì)照的淀粉峰（To 57.8 ℃、Tp 63.1 ℃、Tc 85.4 ℃，ΔH 1.92 J/g）相比，添加3 種膳食纖維均降低了小麥淀粉糊化的溫度，縮短了小麥淀粉糊化的過程，降低了小麥淀粉從結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)化為熔融態(tài)所吸收的能量，其中添加大豆纖維的效果最顯著，其次為蘋果纖維、小麥麩纖維。這是因?yàn)椴蝗苄陨攀忱w維在模式外裹糊中競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合水，導(dǎo)致水分在淀粉基質(zhì)內(nèi)分布不均勻，淀粉顆粒在加熱過程中破裂，從而釋放更多數(shù)量的支鏈淀粉，促進(jìn)了淀粉由結(jié)晶態(tài)向熔融態(tài)的轉(zhuǎn)變，因此在加熱過程中只需要吸收少量的能量即可達(dá)到糊化后的熔融態(tài)。同時(shí)由于該過程吸收的能量減少，淀粉的穩(wěn)定性得到提高。此外，不溶性膳食纖維可以與浸出的直鏈淀粉在疏水區(qū)域相互作用，并通過氫鍵和范德華力與支鏈淀粉側(cè)鏈結(jié)合，形成不溶性膳食纖維-淀粉復(fù)合物，提高外裹糊的熱穩(wěn)定性和抗物理剪切能力。小麥麩纖維組的To出現(xiàn)了高于對(duì)照To的現(xiàn)象，這可能是小麥麩纖維中不溶性成分的比例（51.7%）明顯低于大豆纖維（62.4%）和蘋果纖維（67.4%），其中不溶性成分破壞淀粉基質(zhì)的作用較弱，相對(duì)較多的可溶性成分抑制了淀粉的溶脹。
4 外殼的TG特性
5 外殼和魚肉的水分狀態(tài)
由圖4A可知，3 種膳食纖維組外殼的S21、S21和S23均比對(duì)照有顯著增加，其中大豆纖維組和蘋果纖維組的S21含量接近且都大于小麥麩纖維組和對(duì)照。這表明大豆纖維和蘋果纖維能顯著促進(jìn)深層結(jié)合水的生成。3 種膳食纖維組外殼的S22接近且均顯著大于對(duì)照，小麥麩纖維組的S23最大，且大豆纖維組和蘋果纖維組的弛豫時(shí)間小于小麥麩纖維組，則小麥麩纖維組的自由水含量較高。這些結(jié)果表明，添加膳食纖維能降低外殼中水分的自由度，減少水分的蒸發(fā)，大豆纖維組的深層結(jié)合水最多，油炸過程中產(chǎn)生的凝膠最致密，最有效地抑制水分的蒸發(fā)和油脂的滲透。由圖4B可知，除大豆纖維組的S22略高，其他魚肉峰的弛豫時(shí)間和峰面積無(wú)顯著差異（P＞0.05）。這表明添加膳食纖維對(duì)魚肉的水分含量和狀態(tài)均無(wú)顯著影響，進(jìn)一步說明油炸外裹糊魚糜塊的油脂含量變化主要集中于外殼。
6 油炸外裹糊鰱魚魚糜塊的油脂滲透
蘇丹紅B呈紅色，能均勻地分散在油脂中，通過觀察染色圖可以直觀判斷油炸外裹糊魚糜塊的油脂滲透情況。從圖5可以看出，油炸外裹糊魚糜塊的紅色部分主要分布于外殼及外殼與魚肉的交界處，說明油炸過程中，油脂主要滲透到外殼及內(nèi)部魚肉的表面，較少油脂滲入魚肉。
對(duì)照的外殼與魚肉邊界較模糊，染色油滲入的幅度較寬，顏色較深，外殼結(jié)構(gòu)散亂。這是因?yàn)樾←湹矸酆凸鹊鞍捉M成的模式外裹糊形成的凝膠層較弱，油炸過程中水分蒸發(fā)，導(dǎo)致外殼形成散亂的孔隙，油脂大量滲入。與對(duì)照相比，3 種膳食纖維組的油脂滲入幅度變窄，外殼與魚肉邊界更清晰。其中大豆纖維組的油脂滲入幅度最窄，外殼結(jié)構(gòu)整齊，外殼與魚肉間形成了明顯的凝膠層，凝膠層清晰地將紅色的外殼和白色的魚肉阻隔。大豆纖維組形成了最致密的凝膠層，減小了外殼形成的孔隙，有效地抑制了水分的蒸發(fā)和油脂的滲透。4 組油炸外裹糊魚糜塊的油脂滲透程度為大豆纖維組＜蘋果纖維組＜小麥麩纖維組＜對(duì)照，該結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了膳食纖維通過改善外裹糊特性抑制油脂的滲透。
結(jié) 論
添加3 種膳食纖維均增強(qiáng)了外裹糊的水分結(jié)合能力，促進(jìn)外裹糊中溶脹的小麥淀粉填充谷蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并形成凝膠層，提高了外裹糊的熱穩(wěn)定性，增強(qiáng)了深度油炸過程形成的淀粉和谷蛋白凝膠的強(qiáng)度，最終抑制了油炸外裹糊鰱魚魚糜塊的油脂滲透。
大豆纖維組的水分結(jié)合能力最強(qiáng)，凝膠形成速度最快，外裹糊的G’、G”、熱穩(wěn)定性及油炸后形成外殼的穩(wěn)定性最高。大豆纖維最大程度促進(jìn)了外殼的自由水向結(jié)合水轉(zhuǎn)化，通過生成纖維-小麥淀粉復(fù)合物和纖維-谷蛋白復(fù)合物，形成最緊密的凝膠層，使油炸外裹糊鰱魚魚糜塊外殼的結(jié)構(gòu)完整，外殼與魚肉界限清晰，油脂滲透減少。該研究結(jié)果可為低脂油炸外裹糊食品的規(guī)模化生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)。
作者簡(jiǎn)介
馮佳奇，武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院碩士，研究方向?yàn)閲?guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（32072249）-《多糖/蛋白質(zhì)相互作用抑制外裹糊魚塊深度油炸過程油脂滲透的機(jī)制》，參與國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31471612）：“外裹糊魚塊深度油炸過程中的傳質(zhì)與調(diào)控機(jī)制研究”、湖北省農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目（2018ABB1553）：“低脂油炸外裹糊魚制品生產(chǎn)工藝中試”。
發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇，會(huì)議論文2 篇，其中以第一作者身份發(fā)表SCI論文2 篇，EI論文2 篇，并兩次于大會(huì)研究生論壇做口頭匯報(bào)獲優(yōu)秀報(bào)告獎(jiǎng)。
本文《膳食纖維對(duì)外裹糊特性及油炸外裹糊鰱魚魚糜塊油脂滲透的影響》來(lái)源于《食品科學(xué)》2023年44卷第16期34-41頁(yè)，作者：馮佳奇，陳季旺*，廖鄂，彭利娟，夏文水。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221006-040。
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