油炸作为传统中式烹饪体系中的典型热加工工艺,广泛应用于各类菜品的制备过程中[1]。在中式菜肴中,为了减少食物在油炸过程中的水分与营养损失,人们常采用面糊包裹食物再进行油炸[2],常见的油炸外裹糊食品有藕盒、小酥肉等,这些菜肴经过面糊的包裹后再进行油炸烹饪,为食物提供了酥脆的外壳、因美拉德反应而产生的产品的金色和棕色的颜色变化等令消费者愉悦的外观和感官质量[3]。然而,随着物质生活水平的持续提升,在裹糊油炸类食品保持较高市场热度的背景下,消费者对其感官体验与营养功能提出了更为精细化的品质诉求,即消费者对这类高脂肪、高热量的食品所引发的健康隐患日益重视。因此,降低含油量已成为推动油炸食品健康化升级的重要突破口。
亲水胶体是一种在食品领域中广泛使用且效果显著的改良剂,具有良好的增稠及稳定体系等效果[4]。在饮料中添加亲水胶体可使产品黏稠度增加,改善口感,例如在酸奶中添加明胶能使酸奶增加醇厚口感的同时防止乳清析出[5];在冷冻食品中添加不同种类的亲水胶体能使面筋蛋白持水性增加,提高产品的抗冻性[6-7]。而近年来,有研究证明部分亲水胶体对食品油炸过程中的吸油效果有一定的抑制作用。一部分研究者尝试用亲水胶体溶液对食物进行涂膜处理[8],还有研究者尝试将亲水胶体作为食物的配方成分添加到产品中,改变产品原料组成以调控产品的吸油特性[9]。陈中爱等[10]将海藻酸钠(sodium alginate,SA)、羧甲基纤维素钠、瓜尔胶3种胶体涂膜液覆于马铃薯脆片表面并油炸,发现亲水胶体可以形成有效油脂屏障,构建三维网状阻隔结构,显著抑制油炸过程中油脂的内渗。SANZ等[11]分析不同浓度甲基纤维素面糊在5～25 ℃下的流变特性、保水及油脂阻隔性能,证实甲基纤维素能在油炸过程中形成有效的水分和油分阻隔,使油炸鱿鱼圈吸油量显著减少。然而,目前多数研究仅关注产品吸油率这一宏观指标,而对亲水胶体影响油脂渗透相关机制仍缺少清晰研究,且现有材料多数在多孔性食材中,例如马铃薯等,表现出显著效果,但对于致密肉制品的适用性鲜少报道。因此,本研究以酥肉产品为研究对象,将亲水胶体加入由小麦粉制成的油炸外裹糊中,多尺度分析外裹糊中亲水胶体的添加对油炸酥肉的吸油性质的影响,为生产低脂油炸外裹糊食品提供理论支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
猪里脊肉,大悦城超市;小麦粉,新乡良润全谷物食品有限公司;瓜尔胶(guar gum,GG)、果胶(pectin,PEC)、SA、黄原胶(xanthan gum,XG),河南万邦化工科技有限公司;苏丹红B、石油醚,国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
SCIENTZ-10 N冷冻干燥机,宁波新芝生物科技股份有限公司;MesoMR23-060V-I低场核磁共振成像分析仪,苏州纽迈分析仪器股份有限公司;SOX406自动索式抽提仪,山东济南海能仪器有限公司;D2 PHASER型X-射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD),德国布鲁克AXS有限公司;DSC3差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)仪,瑞士梅特勒-托利多公司;SU8100冷场发射扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM),日本株式会社日立高新技术公司;CM1950冷冻切片机、TCS SP8激光共聚焦显微镜(confocal laser scanning microscopy,CLSM),德国徕卡公司;TA.XTC-18质构仪,上海保圣实业发展有限公司;TS7000分光色差仪,深圳市三恩时科技有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 复配粉及酥肉制备
复配粉:为了得到更接近市面产品的油炸效果,通过预实验筛选添加量,在小麦粉中分别添加0.25%、0.5%、0.75%、1%(以混合粉总质量计算)的GG、PEC、SA、XG。
酥肉:冷冻猪里脊肉于4 ℃下冷冻12 h,将其切分为1 cm×1 cm×6 cm的均匀肉条备用。向上述复配粉中加入去离子水混合,并按同一方向连续搅拌3 min,25 ℃自然环境下放置20 min达到平衡状态,直至面糊体系光滑无颗粒,加水量为150%(以混合粉总质量计算)。将猪里脊条浸没在面糊中后取出悬空以除去表面多余面糊,在(190±3) ℃条件下浸炸4 min,随后立即取出沥油冷却。
1.3.2 水分含量测定
水分含量测定参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》。将样品外壳和内芯肉分别切碎,称取3 g左右样品干燥后测定水分含量,每组测定3个平行样品。
1.3.3 持水力测定
分别称取3 g左右的外裹糊和内芯肉装入离心管中,用滤纸包好,在4 ℃条件下以4 000 r/min离心15 min。持水力的计算如公式(1)所示:
持水力
(1)
式中:m1,离心前的质量,g;m2,离心后的质量,g。
1.3.4 水分分布测定
用生料带包裹5 g油炸外裹糊,采用低场核磁共振仪对其进行水分分布的测定,使用CPMG序列采集技术对外裹糊的弛豫信息进行测试,对采集信号进行T2反演,探头的直径为40 mm。
1.3.5 油脂含量测定
油脂含量测定参考GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》。使用水分测定后的干燥样品进行油分含量测定,每组测定3个平行样品。
1.3.6 色泽测定
使用色度仪测定油炸外裹糊酥肉外皮的色泽。测量前使用标准白板对色差仪进行校正,并得到酥肉外皮的亮度(L*)、红绿度(a*)和黄蓝度(b*)值。
1.3.7 脆度测定
使用质构仪的全质构(texture profile analysis,TPA)模式对待测样品的脆度进行测定。TPA模式使用P/30探头,测试参数为:测试前速度:5 mm/s、测试速度:1 mm/s、测试后速度:5 mm/s、触发力:5 g、应变:50%。
1.3.8 油炸外裹糊样品的XRD晶体结构表征
在XRD测试前,将油炸外裹糊样品先粉碎,经过脱脂、冷冻干燥48 h处理。将样品置于XRD仪器中以2 °/min的步长从4°扫描至40°(2θ),采用40 kV,30 mA的Cu-Ka辐射光源进行测定。
1.3.9 油炸外裹糊样品的热力学性质测定
将油炸外裹糊样品脱脂、脱水处理后粉碎成粉末,将样品粉末与去离子水按1∶2的质量比加入铝坩埚中并记录质量。将铝坩埚置于室温下平衡12 h。测试时,以空坩埚为对照,氮气流速恒定为20 mL/min,以10 ℃/min的速率从30 ℃扫描至120 ℃。由仪器自带软件分析出峰温度及焓值。
1.3.10 油炸外裹糊样品微观结构分析
样品经脱脂、干燥后固定于仪器专用金属样品台,经过离子溅射喷金增加样品导电性,提高图像分辨率。在真空环境中,于5.0 kV低电压下观察SEM仪器内样品的颗粒形貌特征。
1.3.11 油炸外裹糊酥肉中油脂分布情况
采用CLSM观察油炸外裹糊酥肉中油脂的分布。将油炸外裹糊酥肉用冷冻切片包埋剂完全包裹,冷冻固化并保存于-20 ℃环境中。用冷冻切片机切下样品的完整薄片(1 cm×1 cm×40 μm)并固定在显微镜载玻片上,取适量0.01%(体积分数)尼罗红染液滴在试样薄片上染色1 min,盖上盖玻片。参数设置:扫描模式像素800×800,拍照模式像素1 024×1 024;扫描速度为400 Hz;线频为0.14 Hz;尼罗红激发波长543 nm;放大倍数10×,在黑暗条件下进行操作。
1.4 数据处理
所有测定至少重复3次,采用SPSS 25进行单因素ANOVA检验和Duncan显著性检验(P<0.05),结果以“平均值±标准差”表示。使用Origin 2023进行图表绘制。
2 结果与分析
2.1 亲水胶体对水分含量及持水力的影响
油炸酥肉的外裹糊和内芯肉的水分含量如图1所示。未添加亲水胶体的对照组外裹糊水分含量为34.7%、内芯肉水分含量为66.2%,添加0.25%的亲水胶体后,外裹糊的水分损失有明显减弱(P<0.05),添加0.25% XG外裹糊水分含量增加最为显著,为41%,而内芯肉水分含量略有增加。添加亲水胶体后外裹糊和内芯肉的水分含量对比未添加组,在油炸后均有升高;且随亲水胶体添加量的增加,水分含量呈显著增加趋势,当XG添加量增加到1%时油炸酥肉的外裹糊水分含量对比对照组上升了11.78%、内芯肉水分含量上升了1.86%,其余3种亲水胶体的添加效果也呈现相同趋势。
a-外裹糊水分含量;b-内芯肉水分含量
图1 亲水胶体的添加对外裹糊和内芯肉水分含量的影响
Fig.1 The effect of adding hydrophilic colloids on the moisture content of outer coating paste and inner core meat
注:大写字母表示添加相同浓度不同亲水胶体差异显著(P<0.05),小写字母表示添加不同浓度同种亲水胶体差异显著(P<0.05)(下同)。
表1呈现了各组样品在油炸熟制前后持水力的变化情况。生里脊肉和未经油炸处理的面糊的持水力为47.72%、42.22%,样品经油炸处理后持水力显著下降,这可能是由于油炸后样品水分含量降低以及淀粉糊化和蛋白变性导致面糊对水的束缚力减弱导致。实验数据表明,在面糊液中添加不同种类的亲水胶体,对维持其持水性效果显著。其中,XG表现最为突出,能最大程度地提升生面糊的持水能力;经过油炸处理后,添加了亲水胶体的处理组依然保持着良好的持水效果。
表1 不同亲水胶体添加样品在油炸熟制前后外裹糊和内芯肉的持水力变化
Table 1 Changes in water holding capacity of outer coating paste and inner core meat before and after frying with different hydrophilic colloid added samples
指标添加物添加量/%0(对照)0.250.50.751外裹糊持水力/%熟制前熟制后GG42.22±0.61Ae44.61±0.77Bd48.86±0.57Cc51.15±0.80Cb57.77±0.68CaPEC42.22±0.61Ae43.53±0.78Bd44.32±0.53Dc47.68±0.72Db49.20±0.60DaSA42.22±0.61Ae50.74±0.72Ad53.74±0.59Bc57.60±0.52Bb64.87±0.59BaXG42.22±0.61Ae51.82±0.71Ad55.88±0.70Ac60.44±0.47Ab67.68±0.64AaGG15.52±0.51Ad18.35±0.60Bc24.66±0.69Bb26.93±0.56Bb29.64±0.53BaPEC15.52±0.51Ad16.46±0.49Bd23.41±0.57Bc26.09±0.66Bb29.17±0.64BaSA15.52±0.51Ad19.13±0.81Bc27.47±0.72Ab29.96±0.76Aab31.18±0.73BaXG15.52±0.51Ad23.38±0.85Ac28.11±0.75Ab32.49±0.79Aa33.92±0.76Aa内芯肉持水力/%熟制前熟制后—47.72±1.25GG21.43±0.86Ad23.08±0.47Bcd25.44±0.75ABbc26.34±0.52Bab28.22±0.57BaPEC21.43±0.86Aa21.68±0.92Ba22.95±0.30Ba23.37±0.90Ca23.80±0.88CaSA21.43±0.86Ad24.03±0.85Bcd26.73±1.13ABbc28.01±0.68ABab30.04±0.75ABaXG21.43±0.86Ac24.39±0.67Bbc27.86±1.55Ab29.39±0.61Aa32.31±0.69Aa
注：表中大写字母表示每组(熟制前、熟制后)添加相同浓度的不同亲水胶体差异显著(P<0.05),小写字母表示每组添加不同浓度的同种亲水胶体差异显著(P<0.05);“—”表示熟制前的内芯肉未进行裹糊处理,即生里脊肉(下同)。
酥肉在油炸烹饪的过程中水分会因高温而迅速蒸发,且油炸后酥肉的水分含量对其质构和含油量有较大影响。食物的水分含量及持水力与煎炸产品的吸油效果有较大联系[12],在油炸过程中,食材表面快速蒸发的水蒸气会产生强烈搅动,这种剧烈流动会破坏食物表层结构,使油脂更容易附着。同时,食物外层形成的硬壳阻碍了内部蒸汽排出,导致蒸汽在内部积聚并产生压力变化,这种压力差会在食材内部形成细小孔洞和裂缝,从而为油脂渗入提供了更多通道[13]。因此,较强的持水力能减缓食物在油炸过程中的水分损失,从而达到阻止油脂渗入的效果。另外,在高温环境下,淀粉和蛋白质由于受热而导致糊化和变性的结构变化,使得原本结合的水分被释放出来[14]。亲水胶体具有与淀粉和蛋白质结合的能力,能与其形成一种更加稳定的复合物结构[15],即胶体能与淀粉分子通过氢键相互作用,增强淀粉颗粒周围的束缚力从而抑制淀粉颗粒在糊化过程中的过度膨胀和破裂,从而减少淀粉溶出和水分流失,同时与蛋白质分子发生相互作用,增加蛋白质的稳定性,减少蛋白质因变性而暴露出的疏水基团,从而减少与油脂的结合机会。
2.2 亲水胶体对油脂含量的影响
亲水胶体的添加对样品外裹糊和内芯肉油脂含量的影响如图2所示。有研究表明,食物在油炸熟化过程中的吸油效应与水分蒸发及水油置换有关,由于水分迅速蒸发引起食物内外产生压力差,水分以水蒸气形式排出并形成通道,导致油分被吸入食物内部[16-17]。而亲水胶体具有出色的束水及凝胶效果,能与面糊成分相互作用减缓水分的蒸发并在高温下形成更加致密的外壳,阻止油分的进入。因此,在添加亲水胶体后所有实验组的油脂含量均有不同程度的下降,且与上述添加亲水胶体后实验组水分含量的变化相关联。
a-外裹糊油脂含量;b-内芯肉油脂含量
图2 亲水胶体的添加对外裹糊和内芯肉油脂含量的影响
Fig.2 The effect of adding hydrophilic colloids on the oil content of outer coating paste and inner core meat
2.3 亲水胶体对表观色泽的影响
淀粉类油炸食品的表观色泽是其品质评价体系中的一个关键指标,直接影响消费者对油炸食品的视觉感受和产品接受度。在高温油炸的过程中,外裹糊层会经历脱水、焦糖化及美拉德反应等一系列变化,最终形成特征性的金黄色泽外观。研究表明,热量与质量的传递引发的水分流失以及油脂渗透是影响油炸制品颜色变化的关键因素。L*值、b*值和a*值分别为亮度、黄度和红度,L*值越高表示产品亮度越高,b*值和a*值越高代表熟化过程中产品的美拉德反应越剧烈。由表2所示,添加4种亲水胶体均使得酥肉表面色泽亮度提升而黄度和红度略有下降,且随亲水胶体添加量的增加酥肉外皮的亮度逐渐增加、红黄度逐渐下降,当亲水胶体的添加量超过适宜浓度时,酥肉因美拉德反应而产生的金黄色泽则逐渐消失,产品的感官品质有所劣化。当添加量相同时,添加XG的酥肉外皮亮度值最大,SA组次之,GG与PEC组最低,而红黄度值则正好呈现相反趋势。这种色泽的变化可能与水分调控的机制有关,亲水胶体能通过氢键网络结合大量的自由水,显著地提升外裹糊层的持水能力与水分活度,这可能使得体系中的还原糖与氨基酸的分子迁移率降低,美拉德反应的底物碰撞概率降低,从而导致美拉德反应的速率减缓,酥肉外皮的褐变程度减轻,因此XG的添加使得酥肉外皮的亮度显著较高而红黄度低于其他添加物组别,且各组别添加量较高时其色泽品质逐渐劣化。
表2 不同亲水胶体的添加对外裹糊表观色泽的影响
Table 2 The effect of adding different hydrophilic colloids on the apparent color of external coating paste
添加物添加量/%L∗a∗b∗—062.02±0.76g2.01±0.09a24.32±0.50a0.2563.47±1.37fg1.87±0.51abc22.88±0.82abGG0.564.76±0.94defg1.68±0.24abcde21.05±1.37bcde0.7566.20±1.10bcdef1.49±0.36abcde20.16±1.03bcdefg167.80±0.51abcde1.48±0.20abcde19.04±0.24efgh0.2562.91±1.40fg2.12±0.29a22.71±0.61abcPEC0.563.73±0.94fg1.88±0.18ab21.13±0.82bcde0.7564.52±0.68defg1.82±0.23abc19.89±0.74cdefgh165.07±0.99cdefg1.76±0.35abcd19.77±0.93cdefgh0.2564.04±1.40efg1.63±0.19abcde22.01±0.43abcdSA0.565.93±1.03bcdef1.14±0.31bcde20.32±0.94bcdef0.7567.96±1.43abcd1.11±0.14bcde18.12±0.45fgh169.18±1.06ab0.94±0.14de17.33±1.01h0.2564.07±1.45efg1.56±0.14abcde21.28±0.93bcdeXG0.567.62±1.34abcde1.17±0.01bcde19.64±0.57defgh0.7568.76±0.42abc1.02±0.11cde18.01±0.76fgh170.12±1.10a0.89±0.07c17.14±0.81h
注：同一列中不同小写字母之间代表存在显著性差异(P<0.05)。
2.4 亲水胶体对脆度的影响
使用TPA模式对酥肉的脆性进行评估,该值为TPA曲线上首次发生脆性断裂时质构仪的应力,因此该应力越大表示使样品能够断裂的力越大,即样品的脆性越差。
由表3可知,当SA添加量低于0.25%、GG与XG的添加量低于0.5%、PEC添加量低于0.75%时,由于胶体的增稠效应提升面糊的黏度,从而延缓油炸过程中水分蒸发的速率,促进外壳结构的形成,且胶体形成的凝胶网络有一定增强外壳机械强度的效果,同时由前文可知亲水胶体的添加有效地抑制酥肉外壳的吸油性,减少了油脂的渗透,体系中较低的油脂含量能有效地防止脆性的消失,因此此时酥肉外壳的脆性呈现不同程度的增加趋势。而当胶体的添加量超过一定限度,较高的胶体含量可能导致面糊体系的黏度过高,蒸汽逸出受阻,壳层残积的水分导致酥肉外壳变软而脆性消失。
表3 不同亲水胶体的添加对脆度的影响 单位:g
Table 3 The effect of adding different hydrophilic colloids on brittleness
添加物添加量/%0(对照)0.250.500.751GG2 075.7±49.1Aa1 735.1±42.9Bbc1 467.2±73.2BCc1 690.9±71.3Bbc1 784.7±24.4BbPEC2 075.7±49.1Aa1 682.5±61.4BCbc1 545.5±83.1Bcd1 486.7±16.4Cd1 695.3±76.2CbSA2 075.7±49.1Aa1 797.4±29.7Ac1 901.2±23.6Abc2 017.7±35.8Aab2 079.0±93.1AaXG2 075.7±49.1Aa1 671.6±81.3Cc1 402.6±48.2Cd1 780.4±23.7Bb1 775.1±83.2Bb
注：大写字母表示添加相同浓度不同亲水胶体差异显著(P<0.05),小写字母表示添加不同浓度同种亲水胶体差异显著(P<0.05)。
2.5 亲水胶体对水分分布的影响
通过以上不同浓度亲水胶体添加量实验组对油炸酥肉水油指标的测定,可以看出各实验组反映出的波动均随添加量的递增而递增或递减,但由于经过实验发现较高浓度的亲水胶体会导致产品色泽因美拉德反应的减弱而偏白,感官品质有所下降,因此接下来对于油炸酥肉性质的研究均使用0.5%亲水胶体添加量进行测定。图3中3种弛豫时间(T2)分别由 T21、T22和T23表示(由左往右),对应的3组峰的相对面积分别由A21、A22和 A23表示。由图3可知,亲水胶体的添加能导致油炸外裹糊的水分分布发生显著重组(P<0.05)。添加亲水胶体后样品结合水T21范围增大,同时自由水T23范围减小,表明添加亲水胶体后外裹糊中水分与淀粉、蛋白质等大分子物质的结合能力强于对照组,结合水增加而自由水减少。
图3 不同亲水胶体添加对油炸外裹糊横向横向弛豫时间T2的影响
Fig.3 The effect of adding different hydrophilic colloids on the transverse relaxation time T2 of fried coating paste
注:0.5%GG、0.5%PEC、0.5%SA、0.5%XG分别代表GG、PEC、SA和XG在小麦粉中的添加量为0.5%(下同)。
根据表4可知,添加亲水胶体使得外裹糊的A21、A22值增加,A23值降低,表明亲水胶体对促使外裹糊中自由水转化为结合水有积极效果,其中XG组结合水比例最高,PEC组结合水比例最低,说明添加XG能较为有效的降低体系中水的流动性,形成较为致密的网络结构,这与上述水分含量及持水力的测定结果一致。
表4 不同亲水胶体添加对油炸外裹糊水分分布的影响
Table 4 The effect of adding different hydrophilic colloids on moisture distribution of fried coating paste
添加物T21/msT22/msT23/msA21/%A22/%A23/%对照0.85±0.00c13.67±0.00c89.07±0.00d0.25±0.03b70.25±0.21d29.50±0.02a0.5%GG0.91±0.01b14.65±0.00b102.34±0.00b0.52±0.05ab73.93±0.15c25.55±0.11c0.5%PEC0.79±0.00d11.90±0.00d89.07±0.00d0.45±0.04ab73.54±0.08c26.01±0.09b0.5%SA1.12±0.00a13.67±0.00c95.48±0.00c0.51±0.11ab75.92±0.12b23.58±0.14d0.5%XG0.91±0.00b18.04±0.00a117.58±0.02a0.57±0.06a89.11±0.27a10.32±0.02e
注：各列不同字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
2.6 亲水胶体对外裹糊壳层微观形态的影响
油炸外裹糊的截断面如图4所示。图4-A、图4-a分别为未添加亲水胶体的对照组外壳结构的截面图与外壳中孔洞结构的放大观察图,可以看出外壳结构形态并不均一,内层区域(靠近内芯)的壳层结构表现淀粉颗粒紧密堆砌的致密基质,几乎不存在孔隙,而与煎炸油接触一侧存在致密气孔,越靠近外侧壳层结构越粗糙,致密的气孔和粗糙的孔隙结构为油脂提供了良好的附着位点,且气孔呈现深且窄的裂缝形状,使得油脂陷在气孔不宜流出,导致油炸处理后样品的含油率较高。图4-B、图4-C和图4-b、图4-c分别表示GG与PEC的外壳截断面微观结构及放大的孔洞形态,可以观察到添加GG和PEC的样品截断面气孔明显减少,且均呈现出浅平椭球型且较为光滑的通道,油脂不易附着在通道表面而使样品含油率降低。这可能是由于在高温条件下GG与PEC充分溶解在面糊中形成网络结构抑制了淀粉的溶胀破裂,限制了较大孔洞的形成。而添加的XG和SA凝胶效果更强,尤其是XG的刚性螺旋结构能使得面糊形成更加致密的三维网络结构,使得油炸处理后外壳截断面的孔洞形成较其他实验组更少且孔隙结构更加浅平光滑,这样的结构形态使得油脂的附着条件更加苛刻,因此能够进一步的减少油脂的附着及吸收率。
A～B分别代表对照组、0.5%GG、0.5%PEC、0.5%SA和0.5%XG样品截断面壳层结构图(50×);a～b分别代表对照组、0.5%GG、0.5%PEC、0.5%SA和0.5%XG样品截断面孔洞结构图(300×)
图4 亲水胶体对油炸外裹糊微观结构的影响
Fig.4 The influence of hydrophilic colloids on microstructure of fried coating paste
A～E分别代表对照组、0.5%GG、0.5%PEC、0.5%SA、0.5%XG样品截断面外裹糊层油脂分布情况;a～e分别代表对照组、0.5%GG、0.5%PEC、0.5%SA、0.5%XG样品截断面内芯肉油脂分布情况
图5 CLSM二维成像观察油炸外裹糊酥肉的外裹糊层、内芯肉区域的油脂分布情况
Fig.5 CLSM two-dimensional imaging observation of the oil distribution in the coating layer and core meat area of fried coated crispy meat
注:其中1表示荧光模式扫描的油脂分布图,2表示显微镜观察结构图,3表示油脂分布直观表象图。
2.7 亲水胶体对油炸外裹糊酥肉油脂分布的影响
将酥肉的截断面进行切片染色可以更直接地观察到油脂的分布。红色荧光分布越广说明油脂分布越多[18]。未添加胶体的对照组样品中外裹糊和内芯肉中红色荧光分布较多,呈现连续弥散性分布,且荧光强度显著高于胶体处理的各实验组,说明对照组中油脂渗透到面糊和内芯肉内部,且油脂基本呈液滴状分布在面糊和酥肉组织的孔洞和裂纹中。这可能是由于对照组结构较不均一,孔隙多且深,导致油脂容易渗入并残留,因此其荧光分布较多。XG和SA组的孔隙结构较少,油脂几乎以微小液滴镶嵌在孔隙中,这可能是由于XG与SA能形成致密网络结构,减少孔隙的形成因而能限制油脂的进入,因此其红色荧光分布最少,油脂分布最少。GG能部分抑制孔隙的形成,但效果比前2种胶体较差,因此该实验组油脂分布与上述2组相比较多,而PEC由于结构较为松散,无法更加有效的减少孔隙,导致其油脂分布最多。该结果与前面所述的含油率及微观结构测定结果一致。
2.8 亲水胶体对油炸外裹糊晶体结构的影响
未经油炸处理的原小麦粉和添加不同亲水胶体油炸处理的外裹糊的XRD图谱及相对结晶度如图6所示。原小麦粉呈现为A型晶体峰特征,在15°、23°左右出现2个较强的衍射峰,同时在17°、18°左右有2个重叠的连续峰,此外在20°附近还出现1个弱结晶峰,呈现V型结晶峰特征,说明原小麦粉中存在微少淀粉-脂质复合物[19-20]。经过油炸处理酥肉外裹糊后,样品的XRD图谱发生显著变化,原有的衍射峰强度降低,且在20°附近衍射峰增强,同时相对结晶度也发生明显改变,说明油炸处理后样品中双螺旋结构形成的结晶区破坏,同时,在高温过程中形成了淀粉-脂质复合物,样品逐渐转化为A+V型结晶结构,相对结晶度由原来的13.71%急剧下降到9.5%。
图6 亲水胶体添加对油炸外裹糊XRD图谱的影响
Fig.6 The effect of adding hydrophilic colloids on the XRD pattern of fried coating paste
在添加亲水胶体后,样品在20°左右的衍射峰较未添加时明显减弱,证明原有的V型结晶结构的淀粉-脂质复合物因亲水胶体的加入而减少,从而导致相对结晶度较低。同时SA及XG组在15°、18°及23°左右的衍射峰增强,说明原有的结晶峰得到了部分保留,相对结晶度与其他2个实验组相比较高。这可能是由于XG具有的高度亲水性使其能与体系中的淀粉颗粒竞争水分,使得淀粉颗粒在高温过程中的膨胀和糊化受到抑制[21],因此在油炸过程中面糊体系晶体结构的崩解程度减弱。
2.9 亲水胶体对油炸外裹糊热力学性能的影响
如表5所示,糊化转变温度反映了分子链挣脱氢键束缚的临界条件,即加热过程中糊化过程的难易程度,而糊化焓反映了淀粉双螺旋结构解离或淀粉结晶结构崩解的程度[22]。样品经过油炸处理后,样品的吸热焓变值由2.3 J/g迅速下降至0.28 J/g,说明在油炸处理后淀粉颗粒中的晶体结构几乎都已受到破坏。而添加亲水胶体后再进行油炸处理,样品的初始糊化温度To显著升高,而峰值温度Tp和结晶温度Tc略微下降,因此样品糊化的温度区间(Tc-To)显著下降。此外,添加亲水胶体后样品的吸热焓有显著上升,添加XG组的糊化焓由原来的0.28 J/g上升至0.55 J/g,证明在油炸过程中,亲水胶体的加入有利于体系双螺旋结构的保留。
表5 亲水胶体对油炸外裹糊热力学参数的影响
Table 5 The effect of hydrophilic colloids on thermodynamic parameters of deep fried coating paste
组别To/℃Tp/℃Tc/℃焓值/(J/g)原小麦粉56.35±0.63a63.26±0.06a69.88±0.02a2.30±0.26a对照组43.73±0.34d54.37±0.18b64.32±0.43b0.28±0.04b0.5%GG46.32±0.18b53.92±0.13c61.89±0.34d0.34±0.01b0.5%PEC44.99±0.41cd53.18±0.07d63.1±0.29c0.4±0.02b0.5%SA44.06±0.37d53.79±0.16c63.91±0.12bc0.53±0.05b0.5%XG45.60±0.55bc53.35±0.09d62.23±0.32cd0.55±0.03b
3 结论
本文探究了不同亲水胶体添加到面糊中对油炸外裹糊酥肉吸油特性的影响。结果表明,亲水胶体的添加对抑制油炸外裹糊类食物的吸油特性有积极效果,添加4种亲水胶体后油炸外裹糊的含水率、持水性、结合水相对含量均大于对照组(未添加亲水胶体),同时含油率均小于对照组;与对照组相比,添加亲水胶体对提高样品吸热焓、保留油炸外裹糊部分晶体结构和双螺旋结构有积极影响;SEM和CLSM结果显示,亲水胶体能有效的使面糊形成更致密的网络结构并减少油脂在油炸过程中对面糊的渗透。4种亲水胶体对抑制油炸外裹糊酥肉的吸油性均有积极效果,相同添加量下,XG效果最为显著,SA次之,PEC与GG的效果相对较弱。本研究探究了亲水胶体对抑制油炸外裹糊酥肉的积极影响,为减少外裹糊类油炸食品的吸油性提供了新思路。
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