張令文 計(jì)紅芳 馬漢軍 楊銘鐸 張瑤瑤

油炸過(guò)程中淀粉功能特性的變化

張令文1，2計(jì)紅芳1馬漢軍1楊銘鐸2張瑤瑤1

（河南科技學(xué)院食品學(xué)院1，新鄉(xiāng) 453003）
（哈爾濱商業(yè)大學(xué)中式快餐研發(fā)中心博士后科研基地2，哈爾濱 150076）

采用深層油炸模型，研究了油炸過(guò)程中淀粉的溶解度、膨脹度、凍融穩(wěn)定性和透光率等功能特性的變化。結(jié)果表明，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，初炸100 s的淀粉溶解度最高，其次是初炸75 s的淀粉，復(fù)炸80 s的淀粉溶解度最低。隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加，不同油炸處理淀粉的析水率均增大，但不同處理的淀粉析水率增幅不同；初炸25 s的淀粉糊析水率始終高于其他油炸處理的淀粉。當(dāng)初炸時(shí)間在25～75 s時(shí)，淀粉的透光率隨初炸時(shí)間的延長(zhǎng)，而逐漸增大；隨復(fù)炸時(shí)間的增加，淀粉的透光率卻逐漸下降。

油炸 淀粉 功能特性 變化

掛糊油炸類食品具有色澤金黃、外脆里嫩的特點(diǎn)，深受人們喜愛［1］，掛糊是其中重要的加工工序之一［2］。最簡(jiǎn)單的糊可由小麥粉和水組成，糊的組成成分對(duì)油炸食品品質(zhì)的影響引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注［3-6］。淀粉和變性淀粉作為糊的組分之一，可用于提高糊的流變特性，降低油炸食品的含油量，改變成品的酥脆性［7-9］。

油炸是十分復(fù)雜而又非常重要的另一操作單元，是食物從表面到內(nèi)部的熱脫水和煮制相結(jié)合的過(guò)程［10-11］。在油炸過(guò)程中，食物中的淀粉糊化，蛋白質(zhì)變性，水分逸出，進(jìn)而使終產(chǎn)品具有多孔性和特殊的風(fēng)味［12-13］。油炸食品產(chǎn)品品質(zhì)及貯藏過(guò)程中食用品質(zhì)變化的重要因素之一就是油炸過(guò)程中淀粉理化特性的變化。

已有研究報(bào)道油炸前后大米淀粉和玉米淀粉的部分理化性質(zhì)［14-16］，但對(duì)油炸過(guò)程中淀粉功能特性的變化研究卻鮮有報(bào)道。在前期研究的基礎(chǔ)上［1，17-20］，研究了油炸過(guò)程中淀粉的溶解度、膨脹度、凍融穩(wěn)定性和透光率等變化，旨在為淀粉在油炸食品領(lǐng)域的應(yīng)用研究提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器

小麥粉（特一粉）：鄭州金苑面業(yè)有限公司；豬后腿肉：河南雙匯集團(tuán)；玉米胚芽油：益海嘉里食品營(yíng)銷有限公司；雙效泡打粉：安琪酵母股份有限公司；南綠2號(hào)綠豆淀粉：自制；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

Lambda 35紫外／可見分光光度計(jì)：美國(guó)Perkin-Elmer公司；RRH-200型萬(wàn)能高速粉碎機(jī)：歐凱萊芙（香港）寶業(yè)公司；油炸鍋：EF-101不銹鋼單缸電炸爐：廣州威而寶酒店設(shè)備有限公司（改制）；深層油炸模型：自制。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 掛糊油炸工藝流程

1.2.2 糊的制備

按表1中的配方配制糊。首先將面粉、南綠2號(hào)綠豆淀粉、泡打粉、食鹽按比例混合均勻；接著加水利用攪拌器（1檔3 min）攪打成糊；室溫下（25℃）靜置1 h，備用（使用前將糊用攪拌器1檔攪拌1 min，混勻后立即使用）。

表1 面糊的配方／g

1.2.3 深層油炸模型

深層油炸模型采用張令文等［19-20］的方法。

1.2.4 淀粉的制備

采用周靜舫［14］的方法并稍作修改。簡(jiǎn)要步驟如下：稱取適量油炸樣品→0.4%NaOH浸泡24 h（固液比＝1：15，m／V，在12 h時(shí)，用玻璃棒攪拌）→勻漿→1.0 mol／L HCl將上述勻漿液中和至pH 6.5→過(guò)100目篩→篩下物→靜置2 h后，去除上清液→去離子水將沉淀制成懸漿（5倍體積）→4 000 r／min離心15

min（第1次）→沉淀→去離子水將沉淀制成懸漿（5倍體積）→4 000 r／min離心15 min（第2次）→去離子水將沉淀制成懸漿（5倍體積）→4 000 r／min離心15 min（第3次）→將沉淀轉(zhuǎn)移到干燥皿→40℃鼓風(fēng)干燥48 h→索氏提?。ㄊ兔逊谐?0～60℃，50℃水浴6 h）→40℃鼓風(fēng)干燥6 h→粉碎后過(guò)100目篩→密封冷藏備用。

1.2.5 油炸條件

初炸：準(zhǔn)確稱取5 g豬肉粒并置于鋁盒中；用移液槍準(zhǔn)確移取5 mL按1.2.2制備的糊，轉(zhuǎn)移至不銹鋼紗網(wǎng)上，靜置2 min后，將樣品轉(zhuǎn)入180℃的玉米胚芽油中分別油炸25、50、75、100 s，瀝油，室溫冷卻5 min后，分離外殼，按1.2.4制備淀粉，測(cè)定淀粉的溶解度、膨脹度、凍融穩(wěn)定性和透光率等相關(guān)指標(biāo)。

復(fù)炸：準(zhǔn)確稱取5 g豬肉粒并置于鋁盒中；用移液槍準(zhǔn)確移取5 mL按1.2.2制備的糊，轉(zhuǎn)移至不銹鋼紗網(wǎng)上，靜置2 min后，將樣品放入180℃的玉米胚芽油中油炸100 s撈出、瀝油，將油升至200℃，室溫冷卻11 min 后，再次分別油炸20、40、60、80 s。室溫冷卻5 min后，分離外殼，按1.2.4制備淀粉，測(cè)定淀粉的溶解度、膨脹度、凍融穩(wěn)定性和透光率等相關(guān)指標(biāo)。

1.2.6 淀粉的溶解度和膨脹度測(cè)定

采用McCormick 等［21］與Liu 等［22］的方法并稍作修改。準(zhǔn)確稱取0.50 g淀粉，放入50 mL離心管中加入30 mL去離子水，分別在55、65、75和85℃下振搖20 min后，取出靜止5 min，在4 800 r／min下離心30 min，把上清液倒入已干燥恒重的稱量皿中，在105℃恒溫干燥箱中干燥至恒重，稱量質(zhì)量表示為m1；把去除上清液的離心管倒置在濾紙上瀝干，離心管中膨脹淀粉質(zhì)量表示為m2，m為樣品的干重。樣品的溶解度（S）和膨脹度（P）分別按公式計(jì)算：S＝m1／m ×100%；P ＝m1／［m（100-S）］×100%。每個(gè)樣品平行3次，取平均值。

1.2.7 淀粉的凍融穩(wěn)定性測(cè)定

采用Hoover等［23］的方法并稍作修改。準(zhǔn)確稱取1 g淀粉樣品（干基），轉(zhuǎn)移至250 mL的燒杯中，加入100 mL蒸餾水并攪拌均勻后放入沸水浴中，加熱糊化并保溫20 min（前5 min應(yīng)不斷攪拌，以防結(jié)塊）。淀粉糊化完全后，取出燒杯并冷卻至室溫。分別取10 mL淀粉糊轉(zhuǎn)移至已知質(zhì)量m1塑料離心管中，并稱重m2，放入-18℃冰箱冷凍24 h。將樣品取出置于室溫自然解凍6 h，取其中1管在4 000 r／min條件下離心20 min，棄去上層液體，稱重m3，其余離心管再冷凍-解凍，直至5管全做完。按公式計(jì)算淀粉糊析水率：析水率＝ ［（m2-m3）／（m2-m1）］×100%，式中：m1為空離心管質(zhì)量／g；m2為離心管和淀粉糊的質(zhì)量／g；m3為離心后離心管與淀粉糊沉淀質(zhì)量／g。每個(gè)樣品平行3次，取平均值。

1.2.8 淀粉糊透明度的測(cè)定

采用Hoover等［23］的方法并稍作修改。準(zhǔn)確稱取1.0 g淀粉樣品（干基）放入250 mL燒杯中，加入100 mL蒸餾水并攪拌均勻，然后置于90℃水浴中加熱糊化并保溫60 min，期間不斷攪拌，以防止結(jié)塊。待糊化完全后，取出冷卻至室溫。以蒸餾水為空白，使用紫外／可見分光光度計(jì)在640 nm處測(cè)透光率。每個(gè)樣品重復(fù)3次，取平均值。

1.2.9 數(shù)據(jù)處理

采用Excel計(jì)算整理數(shù)據(jù)，采用SPSS 13.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 油炸過(guò)程中淀粉的溶解度和膨脹度的變化

淀粉顆粒的膨脹是從相對(duì)松散的無(wú)定形區(qū)開始，然后才是靠近結(jié)晶區(qū)的無(wú)定形區(qū)，最后才是結(jié)晶區(qū)［24］。淀粉的吸水膨脹能力不僅與淀粉的支直鏈含量及其比例有很大關(guān)系，而且還與支鏈淀粉的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)［25］。淀粉的溶解主要是直鏈淀粉從膨脹的顆粒中逸出。

隨著溫度的增加，油炸處理淀粉的溶解度均呈上升趨勢(shì)，這可能是由于淀粉顆粒受熱膨脹持續(xù)吸收周圍的水分，溶解度也隨著增加。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，初炸100 s的淀粉的溶解度最高（P＜0.05），其次是初炸75 s的淀粉；此外，上述油炸處理淀粉的溶解度在55～65℃之間增加明顯。復(fù)炸80 s的淀粉溶解度最低（P＜0.05）（見表2）。在初次油炸過(guò)程中，隨著油炸時(shí)間的延長(zhǎng)，引起淀粉晶體分子間氫鍵逐步被破壞，淀粉結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越松散，導(dǎo)致淀粉的溶解度迅速增加。隨著復(fù)炸時(shí)間的延長(zhǎng)，淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物形成的幾率增加，復(fù)合率也就越高，形成的疏水空間更大，對(duì)水的排斥作用增強(qiáng)，因此淀粉的溶解度又逐步降低。另外，加熱過(guò)程中可能生成的部分抗性淀粉也會(huì)阻礙溶解度提高［26］。

表2 不同油炸處理的淀粉在不同溫度條件下的溶解度

隨著溫度的增加，油炸處理的淀粉膨脹度均呈上升趨勢(shì)（見表3）。在55℃時(shí)，初炸100 s的淀粉膨脹度（10.37%）明顯高于其他油炸處理的淀粉溶解度（P＜0.05）；而復(fù)炸60 s的淀粉膨脹度最低（6.17%）（P＜0.05）。從65℃開始，初炸25 s和50 s淀粉膨脹度增加迅速，在75～85℃時(shí)，其膨脹度均為較高值，顯著高于其他油炸處理的淀粉（P＜0.05）。這可能是65℃后，初炸25 s和50 s的淀粉在炸制時(shí)部分淀粉顆粒結(jié)構(gòu)未被破壞，在較高溫度時(shí)其結(jié)構(gòu)進(jìn)一步遭到破壞，部分淀粉受熱吸水發(fā)生糊化作用，導(dǎo)致膨脹度增加迅速。而初炸75 s和100 s對(duì)淀粉的結(jié)構(gòu)破壞較大，淀粉顆粒吸水能力增加較小，因此其膨脹度增加較小。復(fù)炸淀粉在75℃以后，隨著溫度的升高，其膨脹度增加不明顯；同溫下，復(fù)炸80s的淀粉膨脹度最小，其次是復(fù)炸60s和40s的淀粉，復(fù)炸20 s的淀粉膨脹度較高，但仍顯著低于初炸淀粉的膨脹度（P＜0.05）。這可能是由于復(fù)炸處理，使淀粉中的淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物不同程度的增加，脂肪酸的存在阻止了水分滲入淀粉粒，從而限制了淀粉顆粒溶脹，導(dǎo)致相同條件下復(fù)炸淀粉的膨脹度偏低。

表3 不同油炸處理的淀粉在不同溫度條件下的膨脹度

2.2 油炸對(duì)淀粉糊凍融穩(wěn)定性的影響

淀粉糊的凍融穩(wěn)定性是指淀粉糊經(jīng)過(guò)冷凍一段時(shí)間后，取出融化后仍能保持原來(lái)淀粉膠體結(jié)構(gòu)的性質(zhì)［27］。所有含直鏈淀粉的淀粉糊經(jīng)過(guò)冷凍解凍過(guò)程都會(huì)出現(xiàn)脫水收縮現(xiàn)象，因此淀粉糊的凍融穩(wěn)定性可通過(guò)凍融后的析水率來(lái)表示［28］。析水率越低，凍融穩(wěn)定性越好，反之越差。

隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，不同油炸處理淀粉的析水率均增大，但不同淀粉糊的析水率增幅不同。1次凍融循環(huán)后，初炸25 s的淀粉析水率最高（其值為65.22%）（P＜0.05），初炸50 s和初炸75 s淀粉的析水率較大，復(fù)炸40 s和60 s淀粉析水率較小，復(fù)炸80 s淀粉的析水率最?。?0.26%）（P＜0.05）。2次凍融循環(huán)后，初炸75 s淀粉析水率增加至66.64%，僅小于初炸25 s的淀粉析水率（67.72%），明顯大于其他油炸處理的淀粉析水率（P＜0.05）；初炸100 s、復(fù)炸20 s與復(fù)炸40 s淀粉的析水率間差異不顯著（P＞0.05）。超過(guò)4次凍融循環(huán)以后，隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加，析水率增幅均變小。初炸25 s淀粉糊的析水率始終高于其他油炸處理的淀粉（見表4）。復(fù)炸淀粉的析水率較低，這可能是2次油炸過(guò)程易于形成淀粉-脂肪酸復(fù)合物，從而增強(qiáng)了糊的凍融穩(wěn)定性。影響淀粉凍融穩(wěn)定性的內(nèi)部因素主要是淀粉的分子組成，其中直鏈淀粉的鏈狀結(jié)構(gòu)在溶液中空間障礙小，易于取向，易于老化，故直鏈淀粉含量越高，老化越容易，凍融穩(wěn)定性越差；此外，分子的大?。ㄦ滈L(zhǎng)）對(duì)老化也有很大的影響，鏈太長(zhǎng)，取向困難，不易老化；鏈太短則易于擴(kuò)散，不易定向排列，也不易老化，凍融穩(wěn)定性較好［29］。

2.3 油炸對(duì)淀粉糊透光率的影響

淀粉糊化后，其分子重新排列相互締合的程度是影響淀粉糊透光率的重要因素。如果淀粉顆粒在吸水與受熱時(shí)能完全膨潤(rùn)，并且糊化后淀粉分子也不發(fā)生相互締合，則在淀粉糊液中無(wú)殘存的淀粉顆粒及回生后所形成的凝膠束，因此淀粉糊就非常透明，當(dāng)光線穿過(guò)淀粉糊液時(shí)，無(wú)反射和散射現(xiàn)象產(chǎn)生［30］。

表4 不同油炸處理的淀粉糊在不同凍融循環(huán)次數(shù)下的析水率

當(dāng)面糊初炸時(shí)間在25～75 s時(shí)，淀粉的透光率隨初炸時(shí)間的延長(zhǎng)，逐漸增大；初炸75 s時(shí)，淀粉的透光率達(dá)最大值（21.18%）（見表5）。這可能是由于隨著初炸時(shí)間的延長(zhǎng)，淀粉逐漸產(chǎn)生了糊化，在糊化過(guò)程淀粉晶體中的支鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)也不斷斷裂和分解，引起淀粉體間排列的緊密程度和淀粉體形狀產(chǎn)生差異，最終直鏈淀粉從淀粉體中浸出及支鏈淀粉的分子組成被不同程度的改變；糊化后的淀粉顆粒溶解度提高，顆粒分子間發(fā)生相互締合的幾率減少，在糊液中較少殘存的淀粉顆粒組成的線狀結(jié)構(gòu)以及回生后形成的凝膠束形成了淀粉糊透明，減弱了光線的折射和反射強(qiáng)度，從而造成透光率的升高。隨著復(fù)炸時(shí)間的增加，淀粉的透光率逐漸下降，當(dāng)復(fù)炸80 s時(shí)，淀粉的透光率僅為2.96%，顯著低于初炸的淀粉的透光率（P＜0.05）。這可能是由于隨著復(fù)炸時(shí)間的增加，淀粉中的淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物形成的幾率增加，較多的淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物會(huì)抑制淀粉分子的重新排列，推遲淀粉的凝沉，導(dǎo)致透光率反而下降。另外，隨著復(fù)炸時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)引起抗性淀粉的增加，進(jìn)而也影響到糊的透明度。

淀粉糊的透光率大小可以反映其凝沉穩(wěn)定性，透光值越低說(shuō)明其凝沉穩(wěn)定性越強(qiáng)，相反其凝沉穩(wěn)定性越弱，糊體系也越不穩(wěn)定。結(jié)果表明，隨著油炸溫度的升高和油炸時(shí)間的延長(zhǎng)，淀粉糊的凝沉穩(wěn)定性得到改善。

表5 不同油炸處理的淀粉糊透光率

3 結(jié)論

3.1 隨著溫度的增加，油炸處理淀粉的溶解度和膨脹度均呈上升趨勢(shì)。

3.2 隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，不同油炸處理淀粉的析水率均增大。初炸25 s淀粉糊的析水率始終高于其他油炸處理的淀粉，復(fù)炸淀粉的析水率較低。

3.3 隨著油炸溫度的升高和油炸時(shí)間的延長(zhǎng)，淀粉糊的凝沉穩(wěn)定性得到改善。

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Changes of Functional Properties of Starches during Deep Frying

Zhang Lingwen1，2Ji Hongfang1Ma Hanjun1Yang Mingduo2Zhang Yaoyao1
（School of Food Science，Henan Institute of Science and Technology1，Xinxiang 453003 ）
（Postdoctoral Scientific Research Base of the Chinese Fast Food Research and Development Center，Haerbin University of Commerce2，Haerbin 150076）

By employing a deep-fat-fried model，the changes of solubility，dilation，free-thaw stability and light transmittance of starches during deep frying were investigated.The experimental result revealed that the solubility of starch from crusts being fried for 100 s was the highest，the second was that of starch being fried for 75 s，and the last one was that of the starch being final-fried for 80 s.With the increase of freeze-thaw cycle index，the syneresis increased due to different deep frying，whereas the syneresis rise of starch from different deep frying was much different.The syneresis of starch from crusts being fried for 25 s was always higher than that of other fried starch.Light transmittance of starch being fried had been on the rise as the test time prolonged，while the transmittance decreased along with increase of final-frying time.

deep frying，starch，functional properties，changes

TS231

A

1003-0174（2016）09-0064-06

國(guó)家自然科學(xué)基金（U1504329），河南省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目（142102110040），河南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃（13IRTSTHN006），黑龍江省青年科學(xué)基金（QC2011C093），河南科技學(xué)院2013年大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃（2013CX053）

2014-11-07

張令文，男，1977年出生，副教授，傳統(tǒng)食品技術(shù)機(jī)理

楊銘鐸，男，1956年出生，教授，傳統(tǒng)食品技術(shù)機(jī)理及工程化