王玉環(huán)，陳季旺,2,*，翟金玲，王海濱,2，廖 鄂,2，夏文水,3，熊幼翎

（1.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023；2.大宗糧油精深加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（武漢輕工大學(xué)），湖北 武漢 430023；3.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122）

油炸外裹糊食品是將肉類、蔬菜和奶酪等裹上外裹糊和面包糠后炸制的一大類風(fēng)味食品，深受消費(fèi)者喜愛[1-3]。油炸過程中，外裹糊形成的殼增強(qiáng)了感官品質(zhì)（外觀、顏色、酥脆度等），減少了水分損失，使得油炸外裹糊食品外酥里嫩[3-5]。但是油炸外裹糊食品的油脂含量較高，可達(dá)到整個(gè)食品質(zhì)量的三分之一，長(zhǎng)期攝取會(huì)引起肥胖，導(dǎo)致各種心血管疾病，降低油炸外裹糊食品油脂含量的方法已成為研究的熱點(diǎn)[4,6-7]。

研究人員報(bào)道了許多降低油炸食品油脂含量的方法，例如，改進(jìn)油炸工藝參數(shù)、改變食品表面特性、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)油炸溫度和油脂的降解，以及在油炸食品表面應(yīng)用可食用的物理屏障[5-6]。由于能夠控制油炸食品的物理和機(jī)械特性，應(yīng)用可食用凝膠層降低油炸外裹糊食品中的油脂含量已有較多報(bào)道[1,4]。目前的研究證明在外裹糊中添加親水膠體、蛋白質(zhì)和膳食纖維，能明顯減少油炸外裹糊食品中的油脂含量，例如，油炸雞塊[8]、油炸雞腿[9]、油炸魚塊[10]、油炸魷魚圈[11]。外裹糊的流變性能對(duì)油炸外裹糊食品的品質(zhì)至關(guān)重要，直接影響外殼的感官品質(zhì)[12-14]。親水膠體、蛋白質(zhì)和膳食纖維也被廣泛添加到外裹糊中，用于減少外裹糊黏度的變化、增加裹糊率，提高外殼的酥脆性[15-20]。

本課題組前期的研究顯示，外裹糊中分別添加0.4%黃原膠、2%大豆纖維、4%乳清蛋白，能明顯改善油炸外裹糊魚塊的食用品質(zhì)，降低油脂含量[21-23]。然而，這些成分如何影響外裹糊的流變性能，由此產(chǎn)生的對(duì)外裹糊魚塊深度油炸過程油脂滲透的影響機(jī)制仍不清楚。因此，本實(shí)驗(yàn)將分別添加黃原膠（0.4%）、大豆纖維（2%）、乳清蛋白（4%）的外裹糊制作油炸外裹糊魚塊，通過測(cè)定外裹糊的黏性模量（G”）和彈性模量（G’）以及油炸外裹糊魚塊的水分和油脂含量、微觀結(jié)構(gòu)、蘇丹紅染色水平和油脂分布，探討這些成分對(duì)外裹糊流變性能及外裹糊魚塊深度油炸過程油脂滲透的影響，以期為低脂油炸外裹糊魚制品的生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活草魚（約1.5 kg/尾）、大豆油、食鹽和茶葉市購；中筋小麥粉 武漢市太陽行食品有限責(zé)任公司；玉米淀粉（淀粉含量90.1%，干基） 山東金城股份有限公司；面包糠（粒徑＜2 mm） 無錫金皇花食品有限公司；黃原膠（BP9270，食品級(jí)） 淄博中軒生化有限公司；大豆纖維（不溶性纖維65.8%，干基） 陜西慈緣生物科技有限公司；乳清蛋白（蛋白質(zhì)81.48%，干基） 河南盛之德商貿(mào)有限公司；蘇丹紅B 上海亨代勞生物有限公司；尼羅紅 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DHR-2動(dòng)態(tài)流變儀 美國TA公司；S-3000N型掃描電子顯微鏡 日本Hitachi公司；UV-2100紫外分光光度計(jì) 上海尤尼柯儀器公司；Cryotome E冷凍切片機(jī)美國Thermo公司；FV1200快速激光共聚焦掃描顯微鏡日本奧林巴斯公司。

1.3 方法

1.3.1 外裹糊魚塊的制作

鮮活草魚去鱗、去皮、去頭、去尾和去內(nèi)臟，清洗切塊（6 cm×1.5 cm），-20 ℃冷凍備用。將0.4%黃原膠、2%大豆纖維以及4%乳清蛋白分別加到基本外裹糊中（中筋小麥粉60 g、玉米淀粉40 g、泡打粉1 g、食鹽2 g），然后加入98 g去離子水，使用精密攪拌機(jī)以2 000 r/min的速率攪拌10 min，調(diào)制成均勻的糊。

將冷凍的草魚塊室溫解凍，并修整至大小厚薄基本相同（4 cm×1.5 cm×2 cm），每塊質(zhì)量為（10±1） g。用2%的茶液以固液質(zhì)量比1∶1浸泡脫腥2 h，然后加入3%的食鹽腌制30 min。取處理好的魚塊放入混合均勻的糊中，使魚塊表面與糊全部接觸，浸沒10 s后緩慢取出，瀝淋15 s，再放入糊中二次裹糊。將2 次裹糊的魚塊取出，當(dāng)糊不成股滴下時(shí)將魚塊放入面包糠中，使面包糠均勻覆蓋在外裹糊魚塊的表面。

1.3.2 油炸過程

將新鮮的大豆油或添加蘇丹紅B的大豆油倒入油炸鍋，加熱到180 ℃。將外裹糊魚塊放入大豆油中油炸60 s，取出油炸好的魚塊，置于不銹鋼濾網(wǎng)中自然瀝去表面多余的油脂，室溫冷卻60 min。測(cè)定4 種油炸外裹糊魚塊（對(duì)照組外裹糊中未添加黃原膠、大豆纖維或乳清蛋白）的水分含量和油脂含量，觀察微觀結(jié)構(gòu)和油脂分布。

1.3.3 外裹糊的流變性能

采用動(dòng)態(tài)流變儀測(cè)定4 種外裹糊的流變性能，參照Chen等[10]的方法并稍作修改。取2.5 mL外裹糊放在60 mm 2°角錐板上，測(cè)量間隙設(shè)為66 μm，蓋上防氣逸散罩減少水分蒸發(fā)。在1.0%張力、1.0 Hz轉(zhuǎn)動(dòng)頻率、溫度變化范圍為0～80 ℃的條件下，以2 ℃/min進(jìn)行溫度掃描，記錄損失模量或黏性模量（G”）、儲(chǔ)存模量或彈性模量（G’）及損耗正切值（tanδ=G”/G’）。G”表示黏性模量，G’表示彈性模量，tanδ表示損耗正切值，每個(gè)樣品測(cè)3 次平行，取平均值。

1.3.4 水分含量的測(cè)定

參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》[24]測(cè)定油炸外裹糊魚塊外殼和魚塊的水分含量。

1.3.5 油脂含量的測(cè)定

油炸外裹糊魚塊的表面油脂、表面滲透油脂測(cè)定參考Bouchon等[25]的方法并稍作修改。

表面油脂的測(cè)定：在250 mL干凈燒杯中加入150 mL石油醚，將油炸外裹糊魚塊放入溶劑中沖洗10 s，再轉(zhuǎn)入250 mL圓底燒瓶中（恒定質(zhì)量m1），采用旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)儀蒸發(fā)石油醚，然后將圓底燒瓶放入105 ℃烘箱中干燥至恒定質(zhì)量m2，表面油脂質(zhì)量m=m2-m1。

表面滲透油脂的測(cè)定步驟如下：

1）在大豆油中添加蘇丹紅B配制成不同質(zhì)量濃度（0.40、0.50、0.55、0.60、0.70 g/L）的蘇丹紅油溶液，30 ℃攪拌24 h直到蘇丹紅B完全溶解。用石油醚以體積比稀釋20 倍，然后用紫外-可見分光光度計(jì)在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度。以質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)，吸光度為橫坐標(biāo)做標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算蘇丹紅油液的質(zhì)量濃度ρ1。

2）將已經(jīng)除去表面油脂的油炸外裹糊魚塊剪碎放入濾紙筒內(nèi)，添加150 mL石油醚到已稱質(zhì)量的250 mL圓底燒瓶中，在47 ℃恒溫水浴中用索式抽提法抽提近8 h，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)石油醚。將圓底燒瓶放入105 ℃的烘箱中干燥至恒定質(zhì)量，得到除去表面油脂的油炸外裹糊魚塊油脂（m0）。將此油脂用石油醚以體積比稀釋20 倍，在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算對(duì)應(yīng)的蘇丹紅油液的質(zhì)量濃度ρ2，得出表面滲透油脂的質(zhì)量m，按式（1）計(jì)算：

1.3.6 微觀結(jié)構(gòu)的觀察

參考Zeng Heng等[20]的方法并稍做修改。取油炸外裹糊魚塊，用不銹鋼刀從外殼和魚塊交界面切出2 mm×2 mm×1 mm立方體形狀的平整薄片，采用CO2臨界點(diǎn)干燥法處理切下的薄片，即先用2.5%的戊二醛及pH 7的磷酸鹽緩沖液（phosphate buffered saline，PBS）固定2～3 h，然后用PBS洗滌3 次，每次洗滌時(shí)間10～15 min，再分別用30%、50%、70%、90%、100%的乙醇溶液進(jìn)行脫水處理5～10 min，最后用無水乙醇和醋酸異戊酯置換5～10 min。采用掃描電子顯微鏡觀察，將電鏡載物臺(tái)放入鍍金器中高溫噴碳鍍金，設(shè)定加速電壓15 kV，掃描薄片表面結(jié)構(gòu)，將薄片放大500 倍掃描拍照。

1.3.7 蘇丹紅染色實(shí)驗(yàn)

將0.75 g蘇丹紅B加入1.5 L大豆油中，加熱油至60 ℃，維持4 h，使蘇丹紅B和油充分混合[26]。將外裹糊魚塊放入蘇丹紅染色油中油炸，室溫冷卻，從外殼與魚塊的交界處切出5 mm×3 mm×3 mm的平整薄片，光學(xué)顯微鏡觀察染色結(jié)果，放大倍數(shù)4。

1.3.8 油脂分布

參考Adedeji等[27]的方法稍作修改。在10 mL丙酮中溶解1 mg尼羅紅，配制成0.01%染液。在-20 ℃下用冷凍切片機(jī)從油炸外裹糊魚塊表面切下0.5 cm×0.5 cm×8 μm立方體形狀的平整薄片，并固定在顯微鏡載玻片上，滴適量染液在4 ℃條件下染色3 h。染色后用抗熒光猝滅劑封片，用激光共聚焦掃描顯微鏡對(duì)染色薄片觀察，放大倍數(shù)10。具體參數(shù)為：掃描模式像素1 024×1 024；掃描速度400 Hz；線頻0.14 Hz；尼羅紅激發(fā)波長(zhǎng)543 nm；發(fā)射波長(zhǎng)638～768 nm。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件、Origin軟件和SPSS軟件處理和分析所有數(shù)據(jù)。其中方差分析采用ANOVA，顯著性分析采用Duncan檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 外裹糊的流變性能

G”可用于測(cè)定每一次振蕩耗散和損失的能量；G’可用于測(cè)定每一次振蕩儲(chǔ)存和恢復(fù)的能量；tanδ為G”與G’的比值。當(dāng)tanδ值大于1時(shí)，說明是一種液體狀態(tài)[28]。從圖1A可以看出，4 種外裹糊G”值的變化趨勢(shì)基本相同，呈現(xiàn)略減小又急速增大然后趨于穩(wěn)定的變化，并出現(xiàn)了3 個(gè)明顯的階段。第1階段外裹糊的G”值呈現(xiàn)特別緩慢的減小趨勢(shì)，說明隨著溫度的升高，分子間的布朗運(yùn)動(dòng)加劇，分子間距離增大，流動(dòng)阻力降低[10]。此時(shí)，外裹糊未開始固化，處于較柔軟狀態(tài)且具有一定的流動(dòng)性，外裹糊中的水分輕微蒸發(fā)；第2階段由于蛋白質(zhì)的變性和淀粉吸水膨脹導(dǎo)致G”值隨著溫度升高急劇上升，外裹糊開始固化形成外殼，同時(shí)水分大量蒸發(fā)；第3階段由于蛋白質(zhì)的凝膠作用和淀粉已經(jīng)糊化，G”值趨于穩(wěn)定，此時(shí)外裹糊已完全固化，顯著減少了水分的蒸發(fā)。從G”值變化的3 個(gè)階段可知，添加成分影響了淀粉的糊化和蛋白質(zhì)的凝膠作用，導(dǎo)致升溫過程外裹糊黏性的差異，明顯影響了外殼阻礙水分蒸發(fā)的能力。

圖1 外裹糊流變性能隨溫度升高的變化Fig. 1 Change in rheological properties of batters with an increase in frying temperature

從圖1B可以看出，G’值隨溫度升高的變化趨勢(shì)與G”值相同。由于黃原膠具有良好的凝膠特性，增強(qiáng)了外裹糊中蛋白質(zhì)的凝膠作用，使黃原膠組G’值最大，外裹糊具有最大的彈性[4]。當(dāng)溫度升高到17 ℃時(shí)，對(duì)照組的G’值超過了乳清蛋白組；溫度升高到65 ℃時(shí)，大豆纖維組的G’值超過了黃原膠組。因?yàn)榇蠖估w維的分子結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基等親水基團(tuán)，通過氫鍵結(jié)合較多的水分，且纖維分子分散在蛋白質(zhì)凝膠中加固了蛋白質(zhì)凝膠層，凝膠層不易破裂，使大豆纖維組G’值增加[1,7]?？瞻捉M和乳清蛋白組的第2階段分別從38 ℃和45 ℃開始，且G’值較小；黃原膠組及大豆纖維組第2階段分別從55 ℃和47 ℃開始，G’值比對(duì)照組和乳清蛋白組大。這是由于黃原膠和大豆纖維具有良好的持水性，能夠結(jié)合大量的水分，以及與外裹糊中淀粉相互作用形成復(fù)合物，增強(qiáng)了外裹糊的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少了外裹糊中水分損失，從而提高外裹糊的彈性[29]。

如圖1C所示，在初始階段，大豆纖維組、乳清蛋白組和對(duì)照組的tanδ值均大于1，黏性成分比例高，外裹糊中的蛋白質(zhì)還未形成凝膠，容易導(dǎo)致外裹糊中的水分蒸發(fā)。隨著溫度的升高，tanδ值逐漸減小，當(dāng)溫度分別升高到21、53 ℃和50 ℃時(shí)，大豆纖維組、乳清蛋白組和對(duì)照組的tanδ值小于1，說明外裹糊中的蛋白質(zhì)開始形成凝膠，阻礙水分的蒸發(fā)，抑制油脂的滲透。然而，添加黃原膠的外裹糊tanδ值均小于1，結(jié)合圖1A、B可知，其G”與G’值均較其他3 種外裹糊高，說明添加黃原膠后，外裹糊具有最好的黏彈性能，且彈性成分比例一直較黏性成分的高。與對(duì)照組相比，添加成分明顯降低了外裹糊的tanδ值，在升溫過程中，促使外裹糊中的蛋白質(zhì)凝膠迅速形成，減少了油炸過程中水分的蒸發(fā)，從而抑制了油脂的滲透。

2.2 油炸外裹糊魚塊的水分和油脂含量

表1 油炸外裹糊魚塊的水分和油脂含量Table 1 Moisture and fat contents of fried BBFNs

如表1所示，與對(duì)照組相比，添加成分制成的油炸外裹糊魚塊外殼中的水分含量均增加，其中黃原膠組和大豆纖維組的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯增加，分別為22.37%和23.16%，魚塊中的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)也較高，分別為69.72%和67.45%，但乳清蛋白組外殼和魚塊的水分含量?jī)H稍高于對(duì)照組。表1數(shù)據(jù)還顯示，黃原膠組、大豆纖維組和乳清蛋白組總的油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為11.85%、13.94%和11.94%，明顯低于對(duì)照組（16.36%），說明外裹糊中添加這3 種成分都有減油的效果。

添加黃原膠和大豆纖維的外裹糊具有良好的黏彈性，且彈性成分比例一直較黏性成分高（圖1），油炸過程易形成凝膠層，阻礙了水分的蒸發(fā)。黃原膠和大豆纖維具有良好的持水能力，形成了較好的阻止水分蒸發(fā)的屏障，減少了油炸過程油脂的吸收，抑制了油脂進(jìn)一步滲透到魚塊。因此，黃原膠組和大豆纖維組的外殼和魚塊水分含量較高，且黃原膠組表面滲透油脂的含量最低[1,23]。然而，大豆纖維良好的膨脹性，雖然增加了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的膨脹能力，達(dá)到更好的持汽效果，減少了油脂的吸收，但在冷卻過程，由于負(fù)壓的形成，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的水蒸氣溢出，表面油脂滲透到魚塊，導(dǎo)致表面滲透油脂和總油脂含量較高[23]。乳清蛋白具有良好的凝膠能力，添加乳清蛋白的外裹糊黏彈性能在高溫下比對(duì)照組大（圖1），有利于外裹糊魚塊油炸過程外殼中形成堅(jiān)固的蛋白質(zhì)凝膠層，較好地阻止了外殼中水分的蒸發(fā)和水分從由魚塊向外殼的遷移，抑制了油脂的滲透[30]。

2.3 油炸外裹糊魚塊的微觀結(jié)構(gòu)

圖2 油炸外裹糊魚塊的掃描電子顯微鏡圖（×500）Fig. 2 Scanning electron micrographs of fried BBFNs ( × 500)

如圖2所示，對(duì)照組外殼表面粗糙、氣孔多且不規(guī)則，魚塊表面粗糙、氣孔和裂縫多；黃原膠組的外殼表面較光滑、結(jié)構(gòu)緊密、氣孔小且數(shù)量少，魚塊表面光滑，未見明顯氣孔；大豆纖維組外殼較粗糙且不規(guī)則，氣孔大，魚塊表面較光滑，有少量氣孔；乳清蛋白組外殼孔隙均勻、結(jié)構(gòu)疏松，魚塊表面較光滑，氣孔較多且有少量裂縫。

黃原膠增強(qiáng)了外裹糊中蛋白質(zhì)的凝膠作用，促進(jìn)糊化的淀粉與變性的蛋白質(zhì)結(jié)合，因此黃原膠組的外裹糊具有良好的黏彈性能，油炸后形成的外殼結(jié)構(gòu)緊密且氣孔小，數(shù)量少；大豆纖維組的外裹糊具有較好的黏彈性能，但較大的粒徑影響了微觀結(jié)構(gòu)，使得形成的外殼結(jié)構(gòu)松散且較粗糙[31]。乳清蛋白組的外裹糊蛋白質(zhì)含量較高，油炸過程蛋白質(zhì)變性和凝膠形成連續(xù)的蛋白質(zhì)基質(zhì)，包裹糊化的淀粉，形成孔隙均勻、結(jié)構(gòu)疏松的呈蜂窩狀的外殼[32]。油炸外裹糊魚塊的微觀結(jié)構(gòu)結(jié)果進(jìn)一步說明了添加成分影響了外裹糊的流變性能，使油炸后形成的外殼結(jié)構(gòu)變得緊密，且氣孔小、數(shù)量少，減少了水分的蒸發(fā)，從而抑制了油脂的滲透。

2.4 油炸外裹糊魚塊截面的蘇丹紅染色圖

由圖3可以看出，油脂的吸收主要集中于外殼及外殼與魚塊的交界處。黃原膠組的染色幅度最小，只出現(xiàn)在外殼中，油脂沒有滲透到魚塊。對(duì)照組的吸油現(xiàn)象不僅出現(xiàn)在外殼及外殼與魚塊的交界處，同時(shí)有少量的油脂滲透到魚塊。乳清蛋白組的吸油現(xiàn)象主要在外殼及外殼與魚塊的交界處。雖然大豆纖維組的染色部分只出現(xiàn)在外殼中，并沒有滲透到外殼與魚塊交界處，但染色幅度較乳清蛋白組大。這是由于大豆纖維的分子結(jié)構(gòu)中含有羥基等親水基團(tuán)，通過氫鍵結(jié)合更多的水分，能減少外裹糊魚塊油炸過程中的水分損失；而且分散在蛋白質(zhì)凝膠中的纖維分子增加了外殼凝膠層的致密性和韌性，減少了水分的蒸發(fā)、抑制了油脂滲透到魚塊[1,20]。但由于大豆纖維比外裹糊中小麥粉和玉米淀粉的粒徑大，增加了外裹糊的粗糙度，在凝膠層附近產(chǎn)生較大的孔隙，減弱了對(duì)水分蒸發(fā)的阻礙力，導(dǎo)致染色幅度較乳清蛋白組大[20]。

圖3 油炸外裹糊魚塊的蘇丹紅染色圖（×4）Fig. 3 Sudan red-dying of fried BBFNs ( × 4)

2.5 油炸外裹糊魚塊的油脂分布

圖4 油炸外裹糊魚塊的激光共聚焦顯微鏡圖（×10）Fig. 4 Confocal laser scanning micrographs of fried BBFNs ( × 10)

在同一參數(shù)下，熒光強(qiáng)度越強(qiáng)代表油脂含量越高[27]。由圖4可以看出，對(duì)照組外殼的熒光強(qiáng)度最強(qiáng)，說明油脂含量最高。與對(duì)照組相比，黃原膠組、乳清蛋白組、大豆纖維組的外殼熒光強(qiáng)度較弱，說明油脂含量較低。其中，黃原膠組外殼的熒光強(qiáng)度最弱，其次是乳清蛋白組和大豆纖維組。蘇丹紅染色和激光共聚焦掃描顯微鏡結(jié)果與表面滲透油脂含量、微觀結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果類似，進(jìn)一步證明了油脂通過水分蒸發(fā)留下的孔隙滲透到魚塊；添加黃原膠、大豆纖維和乳清蛋白影響了外裹糊的流變性能，形成了物理屏障，阻礙了外裹糊魚塊油炸過程的水分蒸發(fā)、抑制了油脂的滲透，從而減少了油炸外裹糊魚塊的油脂含量。

3 結(jié) 論

外裹糊中分別添加適量的黃原膠、大豆纖維和乳清蛋白，均增加了外裹糊的黏彈性能，其中黃原膠組具有最好的黏彈性，且彈性成分比例一直較黏性成分高。黃原膠增強(qiáng)外裹糊中蛋白質(zhì)凝膠，促進(jìn)糊化的淀粉與變性的蛋白質(zhì)結(jié)合，使油炸外裹糊魚塊的外殼結(jié)構(gòu)緊密，魚塊中孔隙小且數(shù)量少，顯著抑制油脂滲透；乳清蛋白有利于在外殼中形成牢固的凝膠層，明顯減少水分蒸發(fā)和抑制油脂滲透；大豆纖維增加了外殼蛋白質(zhì)凝膠層的致密性和韌性，減少水分蒸發(fā)，抑制油脂滲透。

添加成分明顯影響外裹糊的流變性能，形成物理屏障，阻礙外裹糊魚塊油炸過程的水分蒸發(fā)，抑制油脂滲透，從而減少油炸外裹糊魚塊的油脂含量。該研究結(jié)果可指導(dǎo)低脂油炸外裹糊魚塊的規(guī)?；a(chǎn)。