羥丙基甲基纖維素對(duì)面團(tuán)性質(zhì)及油條品質(zhì)的影響

高 杰，劉衛(wèi)光，鐘昔陽(yáng)

（合肥工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，安徽合肥 230009）

油條是一類以面粉為主要原料，經(jīng)高溫油炸加工而成的食品。油條色澤金黃、口感酥脆，在我國(guó)擁有非常悠久的加工、消費(fèi)歷史。近年來(lái)，隨著人們對(duì)食品安全營(yíng)養(yǎng)健康關(guān)注的日益增強(qiáng)，油條作為一類高含油量食品，其消費(fèi)口碑受到較大沖擊。如何提高油條品質(zhì)，特別是降低油條的含油率成為油條加工研究的關(guān)鍵[1-3]。

食用膠也稱親水膠體、水溶膠，是一類能溶解或分散于水中與水分子發(fā)生水化作用形成黏稠、滑膩的溶液或凝膠，使得食品獲得所需形狀或穩(wěn)定結(jié)構(gòu)特性、良好質(zhì)地口感的食品添加劑[4]。食用膠在飲料、冷凍、糖果等食品領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，而在油炸食品加工領(lǐng)域的研究應(yīng)用近年來(lái)才開(kāi)始受到關(guān)注[5]。食用膠對(duì)油條的加工品質(zhì)影響如何？當(dāng)前僅有少量文獻(xiàn)報(bào)道，且主要集中在明膠、魔芋精粉、黃原膠、CMC等幾種常見(jiàn)膠體上[2-3]。

羥丙基甲基纖維素（HPMC）是一種非發(fā)酵的、具有可溶性膳食纖維生理特性的半合成纖維素衍生物[6]，已經(jīng)被用于眾多食品的加工中[7]。有研究表明HPMC能夠增加無(wú)谷面包的比容、改善面包的質(zhì)構(gòu)特性[8]、增加面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[9]。而目前資料調(diào)研還未發(fā)現(xiàn)HPMC對(duì)油條加工品質(zhì)的影響研究。因此，試驗(yàn)將HPMC應(yīng)用于油條的加工中。首先，研究其對(duì)面團(tuán)性質(zhì)的影響。在此基礎(chǔ)上，考查其對(duì)油條含油率、比容、質(zhì)構(gòu)等品質(zhì)特性的影響，以期尋找一種可適用于油條加工的食用膠。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 材料與試劑

中裕小麥粉，濱州中裕食品有限公司提供；無(wú)鋁害復(fù)配油條膨松劑，安琪酵母股份有限公司提供；食鹽（NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.1%），安徽省鹽業(yè)總公司提供；羥丙基甲基纖維素（食品級(jí)，2%黏度4 000 mPa·s，甲氧基28%～30%，羥丙基7.0%～12%），山東赫達(dá)股份有限公司提供；金龍魚(yú)大豆油，秦皇島金海食品工業(yè)有限公司提供；石油醚（沸程30～60℃）。以上試劑均為分析純。

1.1.2 主要儀器

SM-986S型家用攪拌機(jī)，東莞市頂廚電器科技有限公司產(chǎn)品；LHS-150HC-Ⅱ型恒溫恒濕箱、DHG-9030A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；BSA124S型電子天平，德國(guó)賽多利斯股份公司產(chǎn)品；DHR-3型流變儀，美國(guó)TA公司產(chǎn)品；STA449F3型同步熱分析儀，德國(guó)耐馳公司產(chǎn)品；YF-25型電熱多功能油炸鍋，瑞安市一方機(jī)械制造有限公司產(chǎn)品；TA-XTplus物性測(cè)試儀，英國(guó)Stable公司產(chǎn)品；SC-80C型全自動(dòng)色差計(jì)，北京康光有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同HPMC含量面粉的配制

按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，1.0%，1.5%，2.0%的比例在面粉中添加HPMC，混合均勻后備用，以未添加HPMC的面粉作為空白對(duì)照。

1.2.2 油條面團(tuán)制作工藝

稱取1.2.1中配制的面粉400 g，倒入和面機(jī)的揉面缽中，然后加入食鹽6 g和無(wú)鋁膨松劑10 g，用低速檔混勻1 min，然后沿揉面缽壁緩慢加入240 mL蒸餾水，并將轉(zhuǎn)速調(diào)至高速檔攪拌4 min，形成面團(tuán)后取出揉至表面光滑，然后用保鮮膜包好放入溫度30℃，濕度60%的恒溫恒濕箱中。發(fā)酵20 min后進(jìn)行第1次疊面，然后再用保鮮膜包好再次發(fā)酵20 min進(jìn)行第2次疊面，并在保鮮膜上刷一層植物油將面團(tuán)包好后放入恒溫恒濕箱發(fā)酵4 h后，備用。

1.2.3 面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變特性的測(cè)定

面團(tuán)流變學(xué)特性的測(cè)定參照萬(wàn)金虎等人[10]的方法，并進(jìn)行適當(dāng)修改。用剪刀從面團(tuán)中央部位剪下適量（約2 g）樣品放入DHR-3型流變儀測(cè)定平臺(tái)，選擇直徑為40 mm的平板模具，降下平板后切去多余面團(tuán)并用凡士林密封防止水分蒸發(fā)，平衡10 min后，先以動(dòng)態(tài)測(cè)量模式下的應(yīng)力掃描程序確定樣品的線性黏彈區(qū)，測(cè)量參數(shù)為間距1 mm，溫度25℃，頻率1.0 Hz。確定線性黏彈區(qū)后，用頻率掃描程序研究HPMC對(duì)面團(tuán)的彈性模量、黏性模量及損耗角正切值的影響，掃描頻率范圍為0.1～10.0 Hz。

1.2.4 糊化特性的測(cè)定

使用流變儀測(cè)定不同HPMC含量面粉的糊化特性。具體程序及參數(shù)參照周玉杰[11]的方法并稍作修改，首先將不同HPMC含量的面粉配成10%的懸浮液，選用40 mm直徑的平板，間距設(shè)為1 mm，轉(zhuǎn)速5 r/s，在50℃條件下保溫1 min，然后以5℃/min升溫至95℃并保溫2.5 min，再以5℃/min降溫至50℃并保溫5 min。按照此程序測(cè)定樣品糊化性質(zhì)，并得到以時(shí)間為橫坐標(biāo)，黏度、溫度為縱坐標(biāo)的糊化曲線，根據(jù)GB/T 14490—2008，得到相應(yīng)的糊化指標(biāo)。

1.2.5 面團(tuán)熱重特性的測(cè)定

面團(tuán)熱重特性的測(cè)定參照張君[12]的方法，從發(fā)酵好的面團(tuán)中心部分取20 mg左右樣品，放置于坩堝中，程序升溫范圍為25～150℃，加熱速度為5℃/min，并在最高點(diǎn)溫度150℃時(shí)保持5 min，由程序得出水分損失比例及DTG曲線等信息。

1.2.6 油條的制作

將發(fā)酵好的面團(tuán)拉伸成厚1 cm，寬10 cm左右的面胚，再用刀切成寬度為5 cm的小面胚，取2塊相同的小面胚疊放到一起，中間用筷子壓緊，得到油條胚，最后將油條胚拉伸至35 cm左右放入已經(jīng)加熱到180℃的油鍋中油炸2 min，期間不停翻動(dòng)使其受熱均勻，炸好后撈出瀝油備用。

1.2.7 油條含油率及含水率的測(cè)定

油條含油率按照GB 5009.6—2016中“索氏抽提法”測(cè)定，油條含水率按照GB 5009.3—2016中“直接干燥法”測(cè)定。

1.2.8 油條比容的測(cè)定

采用菜籽置換法[4]測(cè)定油條的體積V（cm3），使用電子天平測(cè)定油條的質(zhì)量m（g）。

1.2.9 油條質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

油條質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定參照張康逸等人[13]的方法并作適當(dāng)修改。選用粗細(xì)均勻、品質(zhì)較好的油條取中間部位，切成4 cm的小段測(cè)定其TPA指標(biāo)。具體參數(shù)為探頭型號(hào)P/100，測(cè)前、測(cè)后及測(cè)試速度均為5 mm/s，壓縮程度75%，停留時(shí)間0.5 s，觸發(fā)力5 g。

1.2.10 數(shù)據(jù)處理

所有結(jié)果均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式，采用OriginPro 8.5進(jìn)行圖表制作，運(yùn)用SPSS 19.0進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 HPMC添加量對(duì)面團(tuán)動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的影響

HPMC添加量對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響見(jiàn)圖1。

圖1 HPMC添加量對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

表1 HPMC添加量對(duì)面粉糊化特性的影響

由圖1（a） 和（b） 可知，隨著HPMC添加量的增加，面團(tuán)的彈性模量和黏性模量均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。究其原因，一方面可能是由于HPMC能夠與面粉中的淀粉和蛋白質(zhì)相互作用而形成復(fù)合物，使面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)；另一方面是由于HPMC具有較強(qiáng)的持水性[14-15]，使得面團(tuán)的強(qiáng)度變大，最終導(dǎo)致面團(tuán)的黏彈性呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。而添加量為0.5%時(shí)，面團(tuán)的黏彈性增加幅度較小；當(dāng)添加量大于0.5%時(shí)，面團(tuán)的黏彈性增加迅速，這可能是由于較低含量的HPMC對(duì)面團(tuán)的持水性和面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響不顯著，所以添加量較小時(shí)，面團(tuán)的黏彈性增加不明顯。

tanδ（G''/G'）反映的是材料的黏彈性比例，同時(shí)也被用來(lái)描述面團(tuán)體系中高聚物的含量和聚合度，值越小說(shuō)明高聚物含量越多，聚合度越大[16]。由圖1（c） 可以看出，隨著HPMC添加量的增加，tanδ值呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，這說(shuō)明HPMC的添加有利于高分子聚合物含量的增加。此外，當(dāng)HPMC添加量達(dá)到1%～2%時(shí)，tanδ（G''/G'）變化不顯著，這說(shuō)明HPMC的添加量達(dá)到1%后，面團(tuán)中面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)較好形成，過(guò)量添加對(duì)面團(tuán)中高分子聚合物含量和聚合度影響不顯著。這可能是由于面團(tuán)中能夠與HPMC結(jié)合形成復(fù)合物的位點(diǎn)已經(jīng)飽和，無(wú)法與更多的HPMC相互作用。

2.2 HPMC添加量對(duì)面粉糊化特性的影響

HPMC添加量對(duì)面粉糊化特性的影響見(jiàn)表1。

HPMC的添加量在0～2%時(shí)，面粉的峰值黏度、最低黏度及最終黏度均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。峰值黏度和最低黏度的增加可能是由于糊化過(guò)程中，隨著溫度的升高，親水膠體與淀粉顆粒中浸出的直鏈淀粉及低分子量的支鏈淀粉相互作用形成復(fù)合物，從而導(dǎo)致高分子量聚合物含量增加，使得黏度增加[17]。而最終黏度的增加可能是由于在冷卻過(guò)程中HPMC的添加能夠促進(jìn)已經(jīng)溶脹的淀粉分子重新排列組合，從而使得最終黏度隨著HPMC含量的增加呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。

衰減值呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，說(shuō)明了HPMC的添加不利于淀粉的熱穩(wěn)定性。回生值則反映了小麥粉糊化后，淀粉分子重結(jié)晶的程度[18]。由表1可以看出回生值也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，這說(shuō)明HPMC的添加促進(jìn)了面粉中淀粉的短期回生，這可能是由于在冷卻的過(guò)程中HPMC與淀粉間形成非共價(jià)氫鍵，從而增加了淀粉分子間的聚集程度。王雨生等人[19]向面粉中添加不同的親水膠體，同樣發(fā)現(xiàn)其峰值黏度、最低黏度、最終黏度、衰減值及回生值均有不同程度的增加。

2.3 HPMC添加量對(duì)面團(tuán)熱重特性的影響

不同HPMC添加量的面團(tuán)的TG和DTG曲線見(jiàn)圖2。

由TG曲線可知，在升溫過(guò)程中，隨著HPMC添加量的增加，面團(tuán)水分損失比例變小，這主要是由于HPMC具有較強(qiáng)的持水性，使得面團(tuán)中游離水的蒸發(fā)受到限制[20-21]。

圖2 不同HPMC添加量的面團(tuán)的TG和DTG曲線

由DTG曲線可知，面團(tuán)中水分蒸發(fā)的最大速率隨著HPMC添加量的增加而降低，且達(dá)到最大速率時(shí)所需的溫度變大。在中低溫區(qū)（25～120℃） 時(shí)，水分的蒸發(fā)主要是游離水，因此空白樣的蒸發(fā)速率高于含有HPMC的樣品，而進(jìn)入高溫區(qū)（＞120℃）時(shí)，空白樣的水分含量已經(jīng)較低，且主要為結(jié)合水，而添加了HPMC的樣品水分含量相對(duì)較高，所以當(dāng)溫度高于120℃時(shí)，添加了HPMC的樣品水分損失速率開(kāi)始高于空白樣。同時(shí)，當(dāng)溫度超過(guò)100℃時(shí)，由面團(tuán)的DTG曲線可以看出添加量為2%的面團(tuán)的水分損失速率反而超過(guò)了添加量為1.5%的面團(tuán)，這是由于HPMC的添加量過(guò)高時(shí)，由于其較強(qiáng)的吸水性會(huì)阻礙面筋蛋白之間的吸水溶脹黏結(jié)，不利于面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成[22]，從而使得面團(tuán)的持水能力變差。因此，添加量過(guò)高時(shí)，水分蒸發(fā)速率反而變大。

2.4 HPMC添加量對(duì)油條含油率和含水率的影響

HPMC添加量對(duì)油條含油率和含水率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 HPMC添加量對(duì)油條含油率和含水率的影響

隨著HPMC添加量的增加，油條的含油率逐漸降低，而油條的含水率則逐漸增加，這說(shuō)明HPMC的添加能夠減少油條在油炸過(guò)程中水分的蒸發(fā)，其原因可能是因?yàn)镠PMC具有較強(qiáng)的持水性。食物在油炸過(guò)程中對(duì)油脂產(chǎn)生吸收的一個(gè)主要機(jī)制就是“水油置換”，即在高溫油炸過(guò)程中食物中的水分被大量蒸發(fā)，從而形成眾多孔隙，煎炸油通過(guò)這些孔隙進(jìn)入食品中[23]。HPMC能夠減少水分蒸發(fā)，從而不利于油炸過(guò)程中孔隙形成，因此，進(jìn)入油條中的油脂也相應(yīng)減少。

另一方面，HPMC作為一種親水膠體，在油炸過(guò)程中，能夠在食品表面形成一種膠質(zhì)膜，既能減少食品中水分的蒸發(fā)，也能阻礙油脂進(jìn)入食品內(nèi)[24]。Kim J等人[21]在研究中也發(fā)現(xiàn)HPMC的添加能夠降低油炸大豆甜甜圈的含油率及水分損失，并認(rèn)為可能是由于HPMC具有熱凝膠性，高溫使其與蛋白質(zhì)共同作用在食品表面形成一種屏障物，起到阻礙煎炸油進(jìn)入的作用。

2.5 HPMC添加量對(duì)油條比容和質(zhì)構(gòu)的影響

HPMC添加量對(duì)油條比容和質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)表2。隨著HPMC添加量的增加，油條的比容顯著降低，由空白時(shí)的3.73 cm3/g降低至添加2%HPMC時(shí)的2.32 cm3/g，降低了37.80%。Mccarthy D F等人[25]在研究HPMC添加量對(duì)無(wú)谷面包比容的影響中，也發(fā)現(xiàn)隨著HPMC含量的增加面包的比容逐漸減小。其原因可能在于添加HPMC后在油條表面形成的膠質(zhì)膜減少了面團(tuán)內(nèi)水分的蒸發(fā)，使得油條不能有效受熱膨脹，體積增大。

表2 HPMC添加量對(duì)油條比容和質(zhì)構(gòu)的影響

由HPMC添加量對(duì)油條質(zhì)構(gòu)特性的影響可以發(fā)現(xiàn)，油條的硬度在HPMC的添加小時(shí)變化不顯著，但在2%的添加量時(shí)，硬度達(dá)到最大值。其原因可能是當(dāng)HPMC的添加量過(guò)多時(shí)，油條的比容顯著減小，內(nèi)部孔隙變少，結(jié)構(gòu)變得過(guò)于致密，從而導(dǎo)致硬度顯著增加。油條的彈性則呈現(xiàn)與硬度相反的變化趨勢(shì)，且不同HPMC添加量的油條彈性與空白組相比均沒(méi)有顯著差異。咀嚼性與HPMC添加量間的變化關(guān)系與硬度相似；回復(fù)力隨著HPMC含量的增加均沒(méi)有發(fā)生顯著變化。

3 結(jié)論

研究添加HPMC對(duì)面團(tuán)性質(zhì)及油條品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，面團(tuán)的彈性模量、黏性模量隨HPMC添加量增加逐漸變大，損耗角正切值在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，而當(dāng)添加量大于1%時(shí)，損耗角正切值趨于穩(wěn)定。面粉糊化的峰值黏度、最低黏度及最終黏度均隨HPMC添加量增加呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。HPMC能夠顯著增加面團(tuán)的持水性，降低油條的含油率和比容，且適當(dāng)添加能夠改善油條的質(zhì)構(gòu)特性。