真空油炸果蔬脆片預(yù)處理技術(shù)研究進展

鄧珊，唐小閑，林芳，段振華，任愛清

（賀州學院食品與生物工程學院，廣西 賀州 542899）

新鮮果蔬易腐爛變質(zhì)，采用合適的加工技術(shù)，可減少果蔬腐爛變質(zhì)。常壓油炸是一種常見的果蔬休閑零食的加工方法，常壓油炸果蔬脆片具有獨特的風味、色澤和質(zhì)構(gòu)；但也存在許多缺點，如非酶促褐變、油脂降解、營養(yǎng)物質(zhì)損失、產(chǎn)生致癌化合物和較高的含油率[1]。油炸食品的含油率是影響消費者接受程度的主要因素，傳統(tǒng)油炸薯片的平均含油量高達35%～45%[2]。大量研究表明，過量攝入油脂會導致癌癥、心血管疾病、糖尿病、肥胖和高血壓等許多慢性疾病[2-3]。

真空油炸與常壓油炸技術(shù)相比，由于其低氧和低溫的加工條件，可減少營養(yǎng)物質(zhì)和油脂的氧化[4-5]；保持產(chǎn)品的天然色澤和風味[6]；減少丙烯酰胺生成[7]；減少營養(yǎng)物質(zhì)損失[8]和降低產(chǎn)品含油率[9-10]。近年來，真空油炸果蔬脆片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，多個大型休閑零食企業(yè)相繼推出了真空油炸果蔬脆片產(chǎn)品。降低產(chǎn)品含油率，提高果蔬脆片品質(zhì)是助推該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。真空油炸前采用預(yù)處理技術(shù)，是降低產(chǎn)品含油率，提高果蔬脆片品質(zhì)的有效方法。對于不同真空油炸前處理技術(shù)的原理及其對產(chǎn)品品質(zhì)影響的系統(tǒng)分析還未見報道。本文綜述了近年來果蔬脆片真空油炸預(yù)處理技術(shù)的研究進展，分析了不同預(yù)處理方法的優(yōu)劣，以期為高品質(zhì)真空油炸果蔬脆片的研究與開發(fā)提供參考。

1 漂燙

漂燙是真空油炸前常用的預(yù)處理方法。漂燙可以鈍化酶活性、排除原料組織內(nèi)部空氣[11]。同時，通過漂燙還可改變原料的組織結(jié)構(gòu)，如細胞膜的滲透性[12]、分解蠟質(zhì)層，從而提高產(chǎn)品的干燥速率[13]。

漂燙處理可以降低真空油炸果蔬脆片的含油率、減少營養(yǎng)物質(zhì)損失和減少褐變。王輝等[14]研究證明，漂燙使樣品中可溶性糖溶出，減少美拉德反應(yīng)中還原性糖，使引起褐變的各種酶類失活，提高了產(chǎn)品的亮度，減少樣品油炸時發(fā)生美拉德反應(yīng)。蘋果片漂燙溫度98℃，漂燙時間2 min品質(zhì)最佳。肖功年等[15]研究了不同漂燙時間對真空油炸大豆生產(chǎn)過程中品質(zhì)的影響，結(jié)果表明：不同的漂燙時間顯著影響了蠶豆的脆度、完整性和產(chǎn)品的顏色，漂燙時間對維生素C和蛋白質(zhì)的含量沒有顯著影響。此外，漂燙時間是影響產(chǎn)品含油率的重要因素之一，產(chǎn)品含油率隨漂燙時間延長而降低，當漂燙時間超過6 min時，含油率下降不是很明顯。ZHU等[16]研究證明，漂燙時間顯著影響豌豆的顏色、脆度、水分、油脂、維生素C和葉綠素含量。真空油炸豌豆的漂燙最佳溫度為95℃時間2 min，真空油炸豌豆可接受性最佳，而且水分和油脂含量也很低；當漂燙時間超過2 min時，水分和含油率明顯降低，且維生素C和葉綠素含量迅速降低。王輝等[17]研究了真空油炸馬鈴薯脆片預(yù)處理工藝，證明漂燙使樣品表面淀粉凝膠化，阻止樣品油炸時油脂的進入，降低含油率，但高溫長時間的漂燙會使樣品組織破壞，產(chǎn)品變形，甚至軟爛，從而影響產(chǎn)品品質(zhì)，確定最佳工藝參數(shù)為漂燙溫度91℃、時間4 min。

漂燙預(yù)處理也可能對真空油炸果蔬脆片有不利影響，漂燙過程會導致營養(yǎng)物質(zhì)損失，有時還會增加果蔬脆片油脂含量。韓宏偉等[18]研究表明，隨著漂燙溫度和時間的增加，銀杏果淀粉糊化程度和含水率逐漸升高，過氧化物酶活性降低，產(chǎn)品的脆度和色澤較好，但含油量較高。真空油炸銀杏核100℃熱燙5 min的酥脆性和感官評價得分最高[18]。漂燙處理時間過長會導致一些營養(yǎng)物質(zhì)損失，如糖類、蛋白質(zhì)、碳水化合物、水溶性礦物質(zhì)和維生素[19-20]。FANG等[21]研究了紫薯的酚類化合物及其在真空油炸過程中的變化，發(fā)現(xiàn)漂燙過程中花青素損失嚴重，總花青素損失約60%，酚酸和總酚損失約30%～50%。真空油炸過程中酚類化合物穩(wěn)定性較好，保留率為60%～69%。此外，不合理的漂燙對樣品的質(zhì)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)有不利影響，可能會增加可溶性營養(yǎng)物質(zhì)的損失，甚至延長干燥時間[22-23]。

適當漂燙預(yù)處理可以鈍化酶活性、減少營養(yǎng)物質(zhì)損失、減少褐變、使原料的組織結(jié)構(gòu)緊密、降低真空油炸果蔬脆片的含油率，但是漂燙溫度和時間過長會導致營養(yǎng)物質(zhì)損失、使原料結(jié)構(gòu)松散軟化、增加果蔬脆片油脂含率。所以，應(yīng)針對不同果蔬原料的特性，合理控制漂燙溫度和時間。

2 滲透

滲透處理是將原料放入滲透液中浸泡一段時間，在滲透處理過程中，細胞膜結(jié)構(gòu)作為一種半透膜，由于滲透壓的作用，水分從低濃度的細胞中轉(zhuǎn)移到溶液中，溶液中的高濃度溶質(zhì)進入細胞中[24]。

果蔬原料真空油炸前經(jīng)常采用麥芽糊精、麥芽糖、蔗糖等溶液滲透脫水，來提高產(chǎn)品固形物含量、降低含油率、保持產(chǎn)品的外形等。滲透處理可以在不消耗能源的基礎(chǔ)上脫除果蔬10%～70%的水分，并且不會引起產(chǎn)品變形，可縮短干燥時間，并減少干燥過程中營養(yǎng)成分損失[25]。在滲透處理過程中，質(zhì)量傳遞速率受工藝條件的影響較大，如溶液濃度、溫度、固液比等因素[26-27]。隨著浸漬液的濃度增加，水分滲透傳質(zhì)系數(shù)增加，滲透壓差升高，干燥時間縮短。RUIZ等[28]報道佛手瓜經(jīng)10%和25%的NaCl滲透處理，其含水率分別為2.85、5.79 kg/kg，干燥時間可分別縮短62.1%和48.0%；OLIVEIRA和BROCHIER等[29-30]研究了雪蓮果滲透脫水也得到相同的結(jié)論。但是，并非所有的滲透傳質(zhì)系數(shù)都隨濃度增加而升高，TELES等[31]發(fā)現(xiàn)，45%、55%和65%蔗糖的甜瓜滲透脫水傳質(zhì)系數(shù)分別為42.10、23.99、20.73 h/m2，說明甜瓜滲透脫水傳質(zhì)系數(shù)隨滲透溶液濃度的增加而降低，可能是由于濃度過高的蔗糖溶液滲透增加了溶液的黏度，從而導致水分傳質(zhì)阻力增加。所以，應(yīng)針對不同的原料和工藝，選擇不同的浸漬溶液和濃度，例如，杏脆片浸漬處理采用70%濃度的麥芽糊精[32]；獼猴桃脆片浸漬處理采用40%濃度的麥芽糊精[33]；蘋果脆片浸漬采用麥芽糖14%、蔗糖5%、麥芽糊精15.7%[14]；伍玉菡等[34]采用葡萄糖質(zhì)量分數(shù)15%、糖漬時間5 h，獲得的真空油炸杏鮑菇脆片色澤明亮，含油率低，口感酥脆；AFJEH等[6]進行了滲透脫水對獼猴桃質(zhì)構(gòu)、色澤和含油率等方面的影響研究，結(jié)果表明，隨著滲透溶液溫度增加，脆片的硬度降低，顏色變深。隨著滲透溶液濃度的增加，脆片的顏色變化減少、含油率和硬度降低。

滲透脫水也會對真空油炸蔬脆片產(chǎn)生不利影響，有可能導致礦物質(zhì)、維生素和色素等低分子量物質(zhì)從原料組織遷移到滲透溶液中。此外，滲透脫水有可能會使樣品收縮，溶質(zhì)吸收還有可能增加真空油炸過程中的水分傳質(zhì)的阻力。采用真空或超聲波輔助處理可以提高滲透效率。裴斐等在料液比為1∶15（g/mL）的15%麥芽糊精溶液中超聲輔助浸漬15 min，獲得了較低的含油率及較好的感官品質(zhì)的杏鮑菇脆片[35]；AFJEH等[6]采用間歇式真空滲透脫水預(yù)處理，提高了獼猴桃脆片品質(zhì)；伍玉菡等[36]研究了浸漬時間、浸漬壓力、浸漬溫度等條件對杏鮑菇脆片含油率、色差和酥脆度等指標的影響。結(jié)果表明，真空浸漬與常壓浸漬相比，可縮短杏鮑菇脆片預(yù)處理時間80%，明顯提升浸漬效率[36]。

3 涂膜

可食性涂膜被廣泛應(yīng)用于果蔬加工與保鮮領(lǐng)域，可以保持果蔬的營養(yǎng)和感官品質(zhì)，延長保質(zhì)期，減少加工過程中產(chǎn)生的酶促褐變、組織軟化和產(chǎn)生異味[37-38]。

真空油炸食品加工中，涂膜處理主要是采用親水膠體、增稠劑等，如羧甲基纖維素（carboxymethyl cellulose，CMC）、瓜爾膠、阿拉伯膠、海藻酸鈉和黃原膠，在樣品表面形成一層薄保護膜，改變樣品的表面特性，降低毛細管壓力，減少孔道以及裂縫，從而有效阻隔油脂進入油炸食品[39-41]，甚至可以減少丙烯酰胺的形成[42]。SOTHORNVIT[43]采用瓜爾豆膠和黃原膠溶液涂膜處理，和對照組相比，涂膜與高速離心脫油相結(jié)合，降低了真空油炸香蕉片的含油率（33.71%）。ZHU等[16]采用CMC涂膜處理降低了真空油炸豌豆脆片含油率。KIM等[44]采用瓜爾豆膠涂膜處理降低了油炸土豆片含油率；BAJAJ等[45]發(fā)現(xiàn)0.25%的結(jié)冷膠涂膜處理，油炸豆類食品的含油率降低了24.6%。有研究證明，涂膜處理對真空油炸甜甜圈的感官評價在風味、口感、質(zhì)地和整體品質(zhì)方面沒有顯著差異[46]。然而，MAITY等[47]研究了果膠、CMC、阿拉伯樹膠和海藻酸鈉對真空油炸菠蘿蜜品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)對照組吸油量較高，而涂膜預(yù)處理樣品的吸油量較少；所有的涂膜處理都增加了產(chǎn)品的L值，b值也隨著涂膜濃度的增加而增加，而a值則下降；涂膜預(yù)處理的脆片破碎力增加；脆片的感官品質(zhì)和色澤隨著果膠和CMC濃度的增加而增加。陳中愛等[48]也報道，CMC能較好地保護馬鈴薯脆片的細胞結(jié)構(gòu)，防止油脂進入脆片內(nèi)部。0.75%CMC處理能降低馬鈴薯脆片脂肪含量，感官品質(zhì)較好。

4 冷凍

冷凍常被用于果蔬預(yù)干燥處理，以加速干燥過程，并提高產(chǎn)品品質(zhì)[49-50]。在凍結(jié)的過程中，冰晶生成會導致細胞結(jié)構(gòu)的破壞，形成多孔結(jié)構(gòu)[51]，促進了水的遷移，提高了傳質(zhì)速率。

冷凍預(yù)處理是真空油炸脆片加工過程中的重要步驟，幾乎大多數(shù)原料真空油炸前都需要經(jīng)過冷凍處理來提高干燥速率，保持產(chǎn)品品質(zhì)。研究表明，冷凍處理可以提高胡蘿卜和香菇片真空油炸干燥速率，保持產(chǎn)品的外觀形狀[52-53]。真空油炸之前冷凍一般都采用-18℃左右冷凍處理，不同的果蔬原料冷凍處理時間不同，例如，蘋果片冷凍時間3 h、馬鈴薯片冷凍時間3 h[17]、大蒜冷凍時間48 h[54]、巴山脆李片冷凍時間12 h[55]、紫薯片冷凍 18 h[56]、杏鮑菇片冷凍 12 h[57]。

冷凍處理會對果蔬脆片產(chǎn)生負面影響，會增加褐變程度，提高產(chǎn)品含油率。DANDAMRONGRAK等[58]發(fā)現(xiàn)，冷凍處理減少了香蕉46%的干燥時間，但是增加了香蕉脆片的褐變程度，導致產(chǎn)品質(zhì)量下降。SUDHEER研究顯示，冷凍前處理的真空油炸香蕉片含油率高達38.2%，未經(jīng)處理的香蕉脆片，1 000 r/min離心5 min后，含油率為13.4%[59]。許多研究也證明，經(jīng)過冷凍處理的香菇片、胡蘿卜片，由于細胞結(jié)構(gòu)的破壞，在真空油炸后產(chǎn)品含油率比較高[52-53]。

5 預(yù)干燥

預(yù)干燥處理是在真空油炸前，將原料采用熱風、熱泵、真空微波、冷凍等方式進行初步脫水，降低原料的初始含水率。許多研究認為，油炸產(chǎn)品的含油率與其初始含水率有關(guān)[60-62]，預(yù)干燥降低了原料初始含水率，所以降低真空油炸脆片的含油率。

大部分研究都一致表明，預(yù)干燥處理可降低真空油炸果蔬脆片含油率，但是產(chǎn)品脆度降低，對產(chǎn)品色澤影響不明確。JIA等[63]研究了預(yù)干燥對油炸馬鈴薯片水分、油脂和破碎力的影響，經(jīng)熱風、真空微波或紅外干燥后，馬鈴薯片的總油脂含量與對照組相比，分別降低了47.29%、46.46%、39.20%。表面滲透油脂是導致油炸馬鈴薯片預(yù)干燥后總油脂降低的主要因素。與對照組相比，經(jīng)熱風、真空微波或紅外預(yù)干燥的土豆片的表面滲透油脂分別下降了61.53%、58.62%、55.38%。SONG等[64]在土豆片真空油炸前，進行了真空微波預(yù)干燥，探討了真空微波預(yù)干燥對真空油炸薯片品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，真空微波預(yù)干燥對土豆片的含水率、含油量、色澤和質(zhì)構(gòu)都有顯著的影響。真空微波預(yù)干燥可顯著降低真空油炸薯片的含油量和含水率。真空微波預(yù)干燥處理后，馬鈴薯片在真空油炸過程中的傳質(zhì)速率降低；真空微波預(yù)干燥降低了薯片的L值，增加了a值和b值；真空微波預(yù)干燥顯著降低了馬鈴薯片的脆度。MAITY等[65]研究表明，預(yù)干燥處理能降低菠蘿蜜片含油率，較好保持產(chǎn)品色澤；但是，預(yù)干燥處理的菠蘿蜜脆片總類胡蘿卜素含量較低，脆度也低于冷凍預(yù)處理的菠蘿蜜脆片。TRONCOSO等[66]采用熱風預(yù)干燥處理馬鈴薯片，使其吸油率降低30%。PANDEY等[67]研究表明，預(yù)干燥對真空油炸木瓜片的品質(zhì)有顯著影響，其保留了較高的總酚含量（394.07 mg/100 g沒食子酸當量），還使含油率降低了19.61%。

但是，并非所有預(yù)干燥都能夠降低真空油炸果蔬脆片含油率，MORENO等[68]研究不同預(yù)干燥對薯條油脂吸附的影響發(fā)現(xiàn)：與不經(jīng)過預(yù)干燥相比，冷凍干燥預(yù)處理產(chǎn)品含油率提高了15.4%，熱風干燥預(yù)處理產(chǎn)品降低了11.2%；滲透脫水預(yù)處理含油率降低了27%?？赡苁怯捎诶鋬龈稍镱A(yù)處理形成的多孔結(jié)構(gòu)有利于真空油炸過程中的油脂吸收。

6 超聲波

超聲波是一種頻率在20 kHz～100 MHz，頻率超出了人類的聽覺范圍的機械波。超聲波可以廣泛應(yīng)用于化學、生物處理、食品預(yù)處理、制藥、醫(yī)療和國防等領(lǐng)域[69]。食品領(lǐng)域應(yīng)用的超聲波根據(jù)頻率范圍主要分為兩種：高頻低能超聲和低頻高能超聲。高頻超聲采用非常低的功率，不足以引起“空穴效應(yīng)”，原料基本不產(chǎn)生物理和化學變化，通常用于無損檢測；低頻超聲功率較高，可以產(chǎn)生“空穴效應(yīng)”，從而使原料的物理和化學性質(zhì)發(fā)生改變，通常用于強化均質(zhì)、殺菌、滅酶、果汁脫氣、活性成分提取、輔助凍結(jié)、滲透和解凍等方面[70]。

低頻超聲通過“空穴效應(yīng)”和“脫氣效應(yīng)”改變果蔬的結(jié)構(gòu)，從而影響真空油炸果蔬脆片的含油率及品質(zhì)。SHEN等[71]在真空油炸前，分別對蘋果片在150、250、400 W 超聲功率下進行 10、20、30 min 預(yù)處理，結(jié)果表明：超聲預(yù)處理不僅提高了真空油炸蘋果片的品質(zhì)，而且提高了其抗氧化性能。OLADEJO等[72]采用頻率為28 kHz，最大功率為300 W，時間為30 min的超聲預(yù)處理鮮切甘薯片，處理后的油炸樣品未處理相比含油率降低，在150℃和170℃油炸時，分別減少65.11%和71.47%的含油率，但是130℃油炸時含油率反而升高。QIU等[73]研究了超聲波預(yù)處理對微波輔助真空油炸甘薯片品質(zhì)影響，發(fā)現(xiàn)超聲預(yù)處理對鮮甘薯片的介電特性有顯著影響。通過提高超聲預(yù)處理功率和延長處理時間，可降低真空油炸甘薯片的水分含量和含油率。超聲功率越大，處理時間越長，油炸甘薯片的脆度越好。但較強的超聲功率和較長的處理時間也會對樣品的色澤和細胞完整性造成負面影響。因此，選擇合適的超聲功率和時間，才能生產(chǎn)出含油率低、口感酥脆、外觀更好的真空油炸甘薯片。所以，超聲波預(yù)處理對真空油炸果蔬脆片含油率的影響尚不明確，主要取決于果蔬的孔隙結(jié)構(gòu)，經(jīng)過處理后，孔隙增大，組織結(jié)構(gòu)松散，含油率升高，反之，含油率降低。

超聲波預(yù)處理可以廣泛應(yīng)用于多種真空油炸果蔬脆片，具有明顯的優(yōu)勢：提高真空油炸過程中的水分擴散傳質(zhì)效率，縮短油炸時間；提高滲透傳質(zhì)效率縮短滲透處理時間；較低的處理溫度，可減少果蔬原料顏色變化，減少營養(yǎng)物質(zhì)因加熱造成的損失及氧化；減少化學和物理危害，是一種環(huán)境友好型預(yù)處理技術(shù)。不同預(yù)處理對真空油炸果蔬脆片品質(zhì)的影響見表1。

表1 不同預(yù)處理對真空油炸果蔬脆片品質(zhì)的影響Table 1 Effect of pretreatments on quality properties of vacuum fried fruits and vegetables

7 結(jié)論與展望

真空油炸果蔬脆片品質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)油炸產(chǎn)品，近年來發(fā)展迅速，具有廣闊的發(fā)展前景。預(yù)處理技術(shù)是提高真空油炸果蔬脆片品質(zhì)，降低含油率的有效方法，合理采用上述預(yù)處理技術(shù)能夠在一定程度上提高真空油炸果蔬脆片的品質(zhì)，主要包括色澤、外觀、脆度、含油率、營養(yǎng)物質(zhì)等方面。預(yù)處理也對果蔬脆片品質(zhì)造成負面影響，如漂燙、滲透會造成水溶性營養(yǎng)物質(zhì)損失，冷凍會提高產(chǎn)品的含油率，涂膜可能降低產(chǎn)品脆度，預(yù)干燥可能降低產(chǎn)品脆度和色澤等。并且，針對不同原料采取相同的預(yù)處理方式，對產(chǎn)品的品質(zhì)影響也不盡相同；相同的預(yù)處理方式參數(shù)不同，對產(chǎn)品的品質(zhì)影響也不一致。通過總結(jié)上述研究成果發(fā)現(xiàn)，真空油炸果蔬脆片含油率與樣品結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，預(yù)處理使樣品孔隙增多增大，則產(chǎn)品含油率提高；預(yù)處理使樣品孔隙減少減小，則產(chǎn)品含油率降低。冷凍干燥預(yù)處理樣品的含油率提高而熱風干燥預(yù)處理樣品含油率降低，因為冷凍干燥預(yù)處理形成的多孔結(jié)構(gòu)有利于真空油炸過程中的油脂吸收。因此，生產(chǎn)中可通過預(yù)處理對樣品結(jié)構(gòu)影響，控制真空油炸果蔬脆片含油率。除了上述預(yù)處理技術(shù)以外，今后可探索超高壓、脈沖電場等一些新型非熱加工預(yù)處理技術(shù)，以及多種預(yù)處理組合優(yōu)化預(yù)處理效果，例如超聲波結(jié)合滲透、預(yù)干燥等預(yù)處理，提高真空油炸果蔬脆片品質(zhì)。