油炸涂膜薯片的吸油率和丙烯酰胺含量研究

盛美香，尤婷婷，柳佳齊，姜燕

（長春工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，吉林長春130012）

油炸涂膜薯片的吸油率和丙烯酰胺含量研究

盛美香，尤婷婷，柳佳齊，姜燕*

（長春工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，吉林長春130012）

將不同濃度的羧甲基纖維素鈉（CMC）膜液、大豆分離蛋白（SPI）膜液和殼聚糖膜液分別涂覆于薯片表面，高溫油炸后，以薯片的吸油率和含水量為評價(jià)指標(biāo)，確定3種膜液的最宜濃度，并對比了3種膜液最佳濃度下油炸薯片的丙烯酰胺含量、色澤值及感官品質(zhì)。在CMC、SPI和殼聚糖膜液濃度分別為1.5%、8%和1.5%時(shí)，與未涂膜薯片對比，油炸涂膜薯片的吸油率分別下降17.73%、22.94%和7.58%，丙烯酰胺含量分別下降21.5%、42.9%和53.3%。結(jié)果表明，SPI涂膜可更大程度降低油炸薯片的吸油率，而殼聚糖涂膜可顯著減少其丙烯酰胺含量，并具有較好的感官品質(zhì)。

涂膜；吸油率；丙烯酰胺含量；油炸薯片

油炸食品因其香脆口感和特殊風(fēng)味受到大眾的喜愛，但由于高溫油炸工藝帶來的高熱量、高脂肪等問題，對消費(fèi)者健康產(chǎn)生潛在危害。油炸制品的吸油過程主要發(fā)生在冷卻早期階段，其吸油率高主要是由于馬鈴薯類等食品表面張力小，水分蒸發(fā)快等因素［1］。很多學(xué)者研究了不同方法降低油炸食品的吸油率，比如真空油炸技術(shù)［2］，涂膜工藝［3］等。

另外，油炸食品尤其是淀粉類食品在高溫下會(huì)產(chǎn)生較高含量的丙烯酰胺，這是由于富含碳水化合物和氨基酸的食物經(jīng)高溫加熱發(fā)生美拉德反應(yīng)而形成［4］，其中薯類油炸食品中丙烯酰胺含量是谷類油炸食品的4倍。國內(nèi)外對于抑制丙烯酰胺含量的方法主要有低分子添加劑法［5］，天冬酰胺酶法［6］或添加天然產(chǎn)物提取物法［7］等。Van-Den等對紅薯采用焦磷酸鈉浸漂和CaCl2浸泡結(jié)合的方法有效降低油炸紅薯?xiàng)l的丙烯酰胺含量［8］。

吸油率、含水量以及丙烯酰胺含量是評價(jià)油炸食品品質(zhì)的主要指標(biāo)，經(jīng)羧甲基纖維素鈉（CMC）和大豆分離蛋白（SPI）涂膜的薯?xiàng)l在高溫油炸后，產(chǎn)品吸油率降低，含水量增加［3，9］，二者較大程度地改善了油炸食品品質(zhì)；也有采用殼聚糖涂膜法應(yīng)用于抑制馬鈴薯褐變［10］，此法能夠有效抑制酶活性、防止褐變并具有較好的抑菌效果。但涂膜法在降低油炸食品丙烯酰胺含量方面的研究較少。本文選取CMC、SPI和殼聚糖涂膜，探討其對吸油率、含水量、丙烯酰胺含量以及感官品質(zhì)的影響，旨在得到3種涂膜工藝應(yīng)用于改善油炸馬鈴薯片品質(zhì)的可行性，為進(jìn)一步研究提供參考。

1材料與方法

1.1主要材料與儀器

馬鈴薯：市售；大豆油：中糧食品營銷有限公司；殼聚糖（脫乙酰度為90%）：南通興成生物制品廠；大豆分離蛋白（SPI）：上海嬌源實(shí)業(yè)有限公司；羧甲基纖維素鈉（CMC）：天津光復(fù)精細(xì)化工研究所；丙烯酰胺（標(biāo)準(zhǔn)品：純度＞99.9%）：長春蘭德爾科技有限公司。

紫外可見分光光度計(jì)：蘇州江東精密儀器有限公司；80-1電動(dòng)離心機(jī)：金壇市科希儀器有限公司；LCC18固相萃取小柱；PVDF濾膜0.45 μm；NR10QC通用色差計(jì)：深圳三恩馳科技有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1油炸馬鈴薯片的制備

馬鈴薯清洗后切成厚度為2 mm的薄片并置于10%的食鹽水中浸泡，取出，在100℃水中漂燙2 min后于150℃烘箱中10 min。將薯片分別置于殼聚糖膜液、CMC膜液、SPI膜液中浸泡1 min，取出后置于80℃烘箱中30 min。將未涂膜薯片與經(jīng)不同膜液涂膜薯片于120℃大豆油中油炸4 min。室溫下冷卻10 min后置于密封袋備用。

1.2.2不同膜液的配制

分別稱取殼聚糖1、2、3、4 g溶于200 mL濃度為1.5%（g/mL）的檸檬酸溶液中，攪拌均勻后得到殼聚糖膜液，靜置，待用。

分別稱取SPI 4、8、12、16 g溶于200 mL蒸餾水中，加入0.1 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.0后攪拌均勻，得到SPI膜液，靜置，待用。

分別稱取CMC 1、2、3、4 g溶于200 mL蒸餾水中，攪拌均勻后得到CMC膜液，靜置，待用。

1.2.3水分含量的測定

水分含量的測定采用恒重法（GB/T 5009.3-2003《食品中水分的測定》）。

1.2.4吸油率的測定

吸油率根據(jù)薯片油炸前后脂肪含量的變化進(jìn)行計(jì)算：

其中：M1為油炸前脂肪的含量，g；M2為油炸后脂肪的含量，g；M總為油炸前干物質(zhì)的量，g。脂肪含量采用索氏抽提法測定（GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的測定》）。

1.2.5丙烯酰胺含量的測定

稱取0.2 g預(yù)先粉碎均勻的油炸薯片于1.5 mL離心管中，加入1 mL甲醇，8 000 r/min下離心15 min，吸取上清液，然后向沉淀中再加入1 mL甲醇，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，連續(xù)收集上清液。在上清液中使用5 mL注射器避開油層吸取中間清液，過0.45 μm的PVDF濾膜，然后取2 mL濾液加入已預(yù)先活化好的C18固相萃取小柱，棄去最初的0.5 mL濾液，收集剩余流出液采用紫外分光光度法［11］測定。

丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：稱取丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品100 mg，采用甲醇為溶劑，容量瓶定容至100 mL，得到濃度為1.0 mg/mL的丙烯酰胺溶液（現(xiàn)用現(xiàn)配）。分別取適量丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)液用甲醇稀釋為0.5、1.0、2.0、4.0、5.0、6.0 μg/mL濃度的丙烯酰胺溶液，采用紫外分光光度計(jì)在210 nm處測定其吸光度，得到圖1所示標(biāo)準(zhǔn)曲線。

圖1　丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1Acrylamide standard curve

1.2.6色差的測定

采用NR10QC通用色差計(jì)測定油炸薯片的顏色。以原料馬鈴薯切片作為標(biāo)樣，測定4種油炸試樣即未涂膜薯片、CMC涂膜薯片、SPI涂膜薯片和殼聚糖涂膜薯片的顏色。采用L，a，b值表示薯片的顏色，其中L值表示白度；a值表示紅度；b值表示黃度。在標(biāo)樣條件下測得L0為57.23，a0為-2.96，b0為3.32，然后測定試樣，最后對比得出△L，△a，△b和△E值?！鱁值表示油炸薯片的差異程度，由公式（2）計(jì)算。

1.2.7感官評定試驗(yàn)

采用排序檢驗(yàn)法［12］評價(jià)油炸薯片的感官品質(zhì)。將未涂膜與涂有不同膜液的油炸薯片采用隨機(jī)的3位數(shù)字進(jìn)行編號，由10位已培訓(xùn)的品評員感官評定。要求品評員參照感官評價(jià)表（表1）評分，將評分結(jié)果按降低順序排列樣品，分別為1、2、3和4號。采用Kramer鑒定法統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，得到最受歡迎的樣品。

表1　油炸馬鈴薯片感官評價(jià)表［13］Table 1Sensory evaluation of fried potato chips［13］

2結(jié)果與討論

2.13種膜液對油炸馬鈴薯片品質(zhì)的影響

2.1.1殼聚糖膜液濃度對油炸馬鈴薯片品質(zhì)的影響

殼聚糖涂膜應(yīng)用于不同的果蔬中，能夠有效抑制果蔬褐變，降低酶活性［14］。殼聚糖涂膜處理鮮切馬鈴薯，可有效控制褐變現(xiàn)象并能在初期抑制PPO酶活性［10］。本試驗(yàn)結(jié)果如圖2。

圖2　殼聚糖濃度對油炸馬鈴薯片吸油率和水分含量的影響Fig.2Effect of chitosan concentration on oil absorption ratio and water contentof fried potato chips

隨著殼聚糖濃度的增加，油炸薯片的吸油率降低，水分含量上升，且油炸后的產(chǎn)品色澤較好。這可能是由于殼聚糖涂膜后，使油炸薯片中酶活性降低，褐變減弱，保水性提高并降低吸油率且具有較好的顏色。但是，當(dāng)殼聚糖濃度為2%時(shí)，膜液透明度低，表面渾濁并影響產(chǎn)品外觀。故選擇最佳殼聚糖涂膜濃度為1.5%。

2.1.2大豆分離蛋白膜液濃度對油炸馬鈴薯片品質(zhì)的影響

大豆分離蛋白（SPI）具有良好的阻油性且易成膜，采用SPI膜液涂覆于高脂肪類食品中可以有效控制其吸油率并提高其保水性。采用不同濃度的SPI膜液涂膜對油炸薯片吸油率及水分含量的影響如圖3所示。

圖3　SPI濃度對油炸馬鈴薯片吸油率和水分含量的影響Fig.3Effect of SPI concentration on oil absorption ratio and water content of fried potato chips

隨著SPI膜液濃度的上升，吸油率顯著下降，水分含量逐漸升高。這是由于SPI分子量較大，分子密度高并存在大量二硫鍵，較強(qiáng)的鍵合作用使得分子間結(jié)合緊密，能夠阻止油脂進(jìn)入；另外，SPI的凝膠性能使膜液具有較大的黏度，形成致密的薄膜，不利于水分和脂肪轉(zhuǎn)移［15］。當(dāng)SPI濃度達(dá)到8%時(shí)，水分含量達(dá)到最高，吸油率最低。但進(jìn)一步增加SPI濃度時(shí)，很難形成均一穩(wěn)定的膜液，故選擇SPI濃度為8%時(shí)最佳。

2.1.3羧甲基纖維素鈉膜液濃度對油炸馬鈴薯片品質(zhì)的影響

CMC濃度對油炸馬鈴薯片的吸油率及水分含量的影響見圖4。

圖4　CMC濃度對油炸馬鈴薯片的吸油率及水分含量的影響Fig.4Effect of CMC concentration on oil absorption ratio and water content of fried potato chips

如圖4所示，隨著成膜溶液中羧甲基纖維素鈉（CMC）濃度的增大，吸油率大幅降低，水分含量上升，但當(dāng)CMC濃度達(dá)到2%時(shí)，溶液幾乎呈透明凍膠狀。在配制CMC膜液時(shí)，濃度的大小對成膜狀態(tài)影響很大。膜液濃度太大，黏度大，膜液的均勻度差且顏色由透明變?yōu)槲ⅫS色；而濃度小時(shí)，則極易造成膜液薄厚不均甚至不易成膜。所以，從感官角度和均一性考慮，CMC含量1.5%為宜。

2.23種涂膜效果比較

不同涂膜條件下，油炸薯片的吸油率、丙烯酰胺含量、色澤值和感官評價(jià)結(jié)果如表2所示。

表2　不同膜液對油炸馬鈴薯片色澤值、吸油率、丙烯酰胺含量及感官評價(jià)的影響Table 2Effect of different coatings on color，oil absorption ratio，acrylamide content and sensory evaluation of fried potato chips

不同涂膜液對油炸薯片的吸油率有較大影響。如表2所示，SPI、CMC和殼聚糖涂膜分別使薯片的吸油率降低了22.94%，17.73%和7.58%。3種涂膜油炸薯片中，SPI涂膜油炸薯片的阻油性最好，這可能是由于SPI具有較強(qiáng)的鍵合作用并在較大濃度時(shí)仍具有良好的成膜性，吸油率更低。雖然殼聚糖涂膜對油炸薯片吸油率降低不大，但此法對于抑制油炸薯片中丙烯酰胺含量具有顯著效果。如表2所示，與未涂膜油炸薯片相比，3種涂膜油炸薯片的丙烯酰胺含量均有所降低，其中，殼聚糖涂膜油炸薯片中丙烯酰胺含量降低了53.56%。丙烯酰胺形成機(jī)理較為復(fù)雜，如加工溫度、加工時(shí)間、pH、含水量或油的處理時(shí)間等都可能對其產(chǎn)生影響［16］，本試驗(yàn)可能由于殼聚糖膜液抑制馬鈴薯褐變作用，減弱了高溫下產(chǎn)生的美拉德反應(yīng)，從而降低丙烯酰胺形成。

油炸薯片顏色變化的主要評價(jià)因素是L值即白度，如表2所示，產(chǎn)品的L值變化不大，尤其是殼聚糖涂膜的油炸薯片△L值僅為0.02。同時(shí)△E值反映了不同處理?xiàng)l件下的油炸薯片色澤差異程度，涂膜后的油炸薯片與未涂膜薯片比較顏色差異程度都較大，但相對于SPI涂膜與CMC涂膜，涂覆殼聚糖膜液的薯片色澤差異度最小。根據(jù)Krammer鑒定法統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，在5%的顯著性水平下，殼聚糖涂膜薯片與未涂膜薯片無顯著性差異，而CMC涂膜薯片和SPI涂膜薯片與未涂膜薯片具有顯著性差異。結(jié)果表明，殼聚糖涂膜不影響油炸馬鈴薯片的感官品質(zhì)。

3結(jié)論

羧甲基纖維素鈉（CMC）、大豆分離蛋白（SPI）和殼聚糖涂膜均能降低油炸馬鈴薯片的吸油率和丙烯酰胺含量并增加其含水量。其中，SPI涂膜更大程度降低油炸薯片的吸油率，而殼聚糖涂膜對丙烯酰胺含量降低率最高為53.6%。同時(shí)殼聚糖涂膜對油炸薯片色澤的影響不大且薯片具有良好的感官品質(zhì)。

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Research on Oil Absorption Ratio and Acrylamide Content of Fried Potato Chips with Coatings

SHENG Mei-xiang，YOU Ting-ting，LIU Jia-qi，JIANG Yan*
（College of Chemical and Life Science，Changchun University of Technology，Changchun 130012，Jilin，China）

Carboxymethylcellulose Sodium（CMC）coating，soy protein isolate（SPI）coating and chitosan coating of different concentrations were coated on the surface of potato chips respectively.According to oil absorption rate and water content of fried potato chips，the appropriate coating solution were determined.The acrylamide content，color and sensory evaluation of fried potato chips coated with three coatings were compared in this situation simultaneously.Comparing with non-coating fried potato chips，the oil absorption ratio of fried chips coated with 1.5%CMC，8%SPI and 1.5%chitosan decreases 17.73%，22.94%and 7.58%and the acrylamide content decreases 21.5%，42.9%and 53.3%，respectively.Results indicate that SPI coating could reduce the oil absorption significantly，and chitosan coating could reduce the acrylamide content of fried potato chips.The product appears good sensory quality.

coating；oil absorption ratio；acrylamide content；fried potato chips

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.17.016

2014-05-10

盛美香（1988—），女（漢），本科生，研究方向：食品加工工藝。

姜燕（1981—），女，講師，博士。