甲基纖維素對面糊流變性能及油炸掛糊肉片油脂滲透的影響

戴一朋，章海風，凌曉冬，李夢倩，曹 暉

（揚州大學旅游烹飪食品科學與工程學院，江蘇揚州 225127）

油炸掛糊肉片作為中國傳統(tǒng)油炸掛糊菜肴的一種，因其風味獨特、口感豐富等優(yōu)點廣受消費者的喜愛。掛糊可在肉片表面形成一層保護膜，阻隔肉片在油炸過程中直接與油脂接觸，可以有效地避免水分與風味的損失，同時也極大地保護了營養(yǎng)成分[1]。然而，在某些情況下油炸掛糊食品的脂肪含量高達總食品質量的三分之一，過量的攝入可能會導致肥胖[2]和心血管疾病[3]。因此如何有效地降低油炸掛糊食品脂肪含量成為國內(nèi)外研究人員的研究方向。

目前常見降低脂肪含量的方法有調(diào)整油炸工藝[4]、減少原料暴露在油中的表面積[5]、面糊配方中添加親水性和熱凝膠性的食品膠體等[6-7]。其中食品膠體因其良好的持水性與粘性，易在原料表面形成結構緊密的保護層，阻止油脂的滲透而逐漸成為國內(nèi)外的研究熱點[8]。Pongsawatmanit等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在以小麥粉和木薯淀粉為原料制備的面糊中添加0.5%羧甲基纖維素可以顯著降低預油炸雞翅的含油量，同時改善其質構品質。解丹等[10]研究表明與對照組相比，加入親水膠體可以明顯降低油炸外裹糊魚塊外殼與魚塊的脂肪含量，其中當黃原膠的添加量為0.4%時脂肪含量最低，分別為17.96%和1.01%。甲基纖維素（MC）作為具有熱凝膠性的食品膠體，可以在各種溫度下保持其凝膠的性能[11]。這種特殊的性能使得添加MC的油炸食品能更好地避免水分的損失，同時產(chǎn)品的硬度與彈性也得到提高[12]。目前國外對MC的研究在可食用涂層的基礎上[13]，開始嘗試在面糊中直接添加MC。Salvador等[14]研究了在面糊中添加甲基纖維素對不同食品基質的油炸產(chǎn)品品質的影響。結果表明添加甲基纖維素可以在降低油炸食品含油率的同時不影響食品原本的口感和香氣。而國內(nèi)對甲基纖維素的研究還停留在可食用涂層方面[15]，對面糊中直接添加甲基纖維素的研究卻鮮見報道。同時對面糊添加MC后對其流變性能、熱特性影響以及脂肪含量降低機理探討的研究報道也較少。

本文在前期研究人員對甲基纖維素研究的基礎上，通過在面糊中添加不同濃度的MC來考察MC在降低油炸掛糊肉片脂肪含量方面的作用并結合動態(tài)流變和熱特性實驗對其機理進行探討，旨在拓寬MC在國內(nèi)的應用市場，為制作低脂油炸掛糊食品提供新的思路與方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬里脊肉 揚州市汊河集貿(mào)市場（置于-18 ℃冰箱中儲存）；蘇果大豆油 揚州市華潤蘇果超市；高筋小麥粉 益海嘉里食品營銷公司；馬鈴薯淀粉南京甘汁園糖業(yè)有限公司；雙效泡打 南京華飛口堿廠；食用鹽 中國鹽業(yè)股份有限公司；甲基纖維素（食品級） 廣州馨之味食品配料商城；石油醚（分析純）

國藥集團化學試劑有限公司；蘇丹紅B（分析純）天津市科密歐化學試劑有限公司。

哈克MARSIII流變儀 賽默飛世爾科技公司；TMS-PRO質構儀 北京盈盛恒泰科技有限責任公司；DSC-8500差示掃描量熱儀 美國PerkinElmer公司；SZC-C脂肪測定儀 上海纖檢儀器有限公司；Motic-BA310Pol數(shù)碼顯微鏡 麥克奧迪實業(yè)集團有限公司；數(shù)顯式肌肉嫩度儀 東北農(nóng)業(yè)大學工程學院；CHROMA METER CR-400色差儀 杭州柯盛行儀器有限公司；YJ-22油炸鍋 浙江金華雁極電器有限公司；TASI-TA600紅外測溫儀 蘇州特安斯電子有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 面糊的制備 按照表1配方制備面糊[1]。將高筋小麥粉、馬鈴薯淀粉、MC、泡打粉、食用鹽混合均勻后，加入水攪拌均勻備用（以水的質量為基準）。

表1 面糊配方（%）Table 1 Batter formula(%)

1.2.2 工藝流程 豬里脊肉→流水解凍→切成長7 cm寬3 cm厚0.5 cm片狀→加0.5 g鹽和10 mL料酒腌制10 min→掛糊→180 ℃油炸4 min→冷卻到室溫→產(chǎn)品

1.2.3 掛糊率的測定 將肉片浸入各面糊中10 s，取出讓面糊自然滴下10 s，考察MC的添加量對面糊掛糊效果的影響[16]。按照下式計算掛糊率。

式中：m1為掛糊前面糊的總質量，g；m2為掛糊后面糊總質量，g；m3為肉片總質量，g。

1.2.4 黏度的測定 面糊在室溫下攪拌均勻，選用4號轉子在12 r/min轉速下測定各面糊的黏度[17]。

1.2.5 動態(tài)流變的測定 取1.2.1中制備好的面糊，95 ℃水浴15 min使其糊化完全，冷卻后將糊化后的樣品放在直徑為35 mm，間距為1 mm的平板上，加上蓋板，將樣品的多余部分刮掉，并在樣品周圍涂上一圈礦物油，以防止水分蒸發(fā)。頻率掃描條件：溫度25 ℃、應變0.1%、掃描范圍為0.1～10 Hz，以此測定樣品的黏彈性[18]。

1.2.6 熱特性的測定 采用差示掃描量熱儀考察甲基纖維素的添加量對面糊的熱特性變化。取1.2.1中的糊粉3 mg左右于鋁制坩堝中，添加1倍樣品質量的去離子水，密封，平衡水分24 h后測定。測定條件：測試范圍為25～100 ℃，加熱速率為10 ℃/min。記錄樣品起始溫度、峰值溫度、終值溫度、峰值寬度、糊化焓值[19]。

1.2.7 油脂含量的測定 參考GB 5009.6-2016《食品中脂肪的測定》[20]，將1.2.2制備好的油炸掛糊肉片外殼與肉分離，利用索氏提取法分別測定外殼和肉的脂肪含量。

1.2.8 水分含量的測定 參考GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》[21]，將1.2.2制備好的油炸掛糊肉片外殼與肉分離，利用直接干燥法分別測定外殼與肉的水分含量。

1.2.9 蘇丹紅染色實驗 0.5 g的蘇丹紅染料加入到1 L的大豆油中，在60 ℃下加熱4 h，使染料充分溶解，替代1.2.2中的大豆油進行樣品的制備，將制備好的樣品取2 mm薄片在數(shù)碼顯微鏡4倍物鏡下觀察染色情況[15]。

滲透深度：將數(shù)碼顯微鏡觀察到照片利用自帶的軟件進行處理，測量樣品截面呈紅色的長度，每個截面取多個點測定，即為油脂的滲透深度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗均重復3次，結果用平均值±標準偏差表示。采用Origin2019和Excel2019繪制圖表，采用SPSS19.0進行差異顯著性分析（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 MC的添加量對面糊掛糊率和黏度的影響

MC添加量對面糊掛糊率和黏度的影響結果如圖1所示。圖1表明面糊的黏度隨著甲基纖維素添加量的增加呈現(xiàn)上升的趨勢，且不同添加量之間差異顯著（P＜0.05）。未添加甲基纖維素面糊黏度僅為3.32×103cP，當添加量為1.2%時，面糊黏度高達3.32×104cP。這可能是因為MC含有大量的甲基醚基，這些醚基于纖維素相連，增加了纖維素的水溶性，利于面糊中的直鏈和支鏈淀粉進行相互作用，從而改變了面糊的黏度[22]。

圖1 MC添加量對面糊黏度的影響Fig.1 Effect of MC addition on viscosity of batter

圖2 表明隨著甲基纖維素添加量的增加，面糊的掛糊率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，從43.75%提高到78.95%（甲基纖維素添加量分別為0%和1.0%）（P＜0.05）。這可能是因為隨著添加量的增加，面糊的黏度不斷的上升，原料表面被包裹的面糊增多，從而掛糊率不斷上升。但是當MC添加量為1.2%時，過大的黏度會使掛糊不均勻，表現(xiàn)出掛糊率的下降。

圖2 MC添加量對面糊掛糊率的影響Fig.2 Effect of MC addition on the pick-up rate of batter

2.2 MC添加量對面糊流變性質的影響

面糊在正式加工中會處于動態(tài)變化中，其動態(tài)流變對油炸掛糊肉片品質的控制也具有一定的影響[23]。MC添加量對面糊動態(tài)流變的影響如圖3所示。對比圖3A、圖3B、圖3C可知，該面糊的彈性模量一直大于黏性模量，即正切值小于1，說明該面糊在高溫下是一種處于彈性的流體性質。隨著MC的增加提高了該面糊的彈性模量和黏性模量的值，表明MC的添加增強了面糊在外力作用下的穩(wěn)定性。這可能是因為當MC添加到面糊中，隨著溫度的升高，氫鍵被打斷，溶劑化水分子從鏈上解離，水合程度降低，分子間的締合增加，產(chǎn)生膠凝，從而表現(xiàn)為面糊的粘彈性不斷增加[24]。與對照組相比，添加MC后tanδ值明顯降低，且隨著MC添加量的增加呈現(xiàn)下降的趨勢，說明MC的添加加快了面糊中復合凝膠的形成，從而減少了樣品在油炸時水分的蒸發(fā)以及油脂的滲透[25]。這可能是因為添加MC會增強面糊中面筋的網(wǎng)絡結構，有利于MC與面糊中蛋白質、淀粉等物質結合形成復合物，加大了面糊中高分子物的含量和聚合度[26]。

圖3 MC添加量對面糊動態(tài)流變的影響Fig.3 Effect of MC addition on dynamic rheology of batter

2.3 MC添加量對面糊熱特性的影響

由表2可知，添加MC后，峰值溫度沒有顯著差異（P＞0.05），起始溫度下降，MC添加量在0.4%～0.8%范圍時終值溫度上升，峰值寬度增加，糊化焓值有所升高且差異性顯著（P＜0.05），說明MC的添加提高了面糊的熱穩(wěn)定性。隨著添加量的增加，起始溫度呈現(xiàn)下降的趨勢，可能是因為MC含有的甲基醚基易阻止纖維素分子間的締合，減弱了破壞這些作用所需的能量，從而表現(xiàn)出起始溫度下降[27]。而當MC添加量為0.4%～0.8%范圍時，終值溫度、峰值溫度以及糊化焓值內(nèi)均呈上升的趨勢，可能是因為添加MC后的面糊在加熱后由于大量氫鍵被打斷，水合程度降低，表現(xiàn)出分子間締合增加，產(chǎn)生膠凝，從而延長了面糊的糊化過程[24]。而糊化過程的延長則增強了面糊膠凝的程度，面糊糊化更加充分，原料表面形成的保護膜也更加穩(wěn)定，從而有利于避免水分過多蒸發(fā)以及營養(yǎng)素的流失[28]。

表2 MC添加量對面糊的熱特性的影響Table 2 Effect of MC addition on thermal properties of batter

2.4 MC添加量對油炸掛糊肉片脂肪含量和水分含量的影響

MC添加量對油炸掛糊肉片脂肪含量和水分含量的影響如圖4和圖5所示。由圖4和圖5可以得出，與對照組相比，MC可以有效地減少油炸掛糊肉片殼與肉的脂肪含量以及增加其殼與肉的水分含量（P＜0.05）。且添加量為1%時外殼和肉的脂肪含量最低，分別為14.29%、3.05%；外殼與肉的水分含量最高，分別為32.23%、62.84%。

圖4 MC添加量對油炸掛糊肉片脂肪含量的影響Fig.4 Effects of MC addition on fat content of fried pork slices

圖5 MC添加量對油炸掛糊肉片水分含量的影響Fig.5 Effects of MC addition on moisture content of fried pork slices

這可能是因為掛糊肉片油炸時，高溫使得肉片表面水分迅速蒸發(fā)，油脂大量滲入，而加入MC后，MC在高溫下快速形成凝膠，面糊中的分子間締合緊密，形成致密的網(wǎng)絡結構，外殼的屏障作用加強，避免了水分的蒸發(fā)，從而阻隔了油脂的滲透[29]。隨著添加量的增加，殼和肉的脂肪含量均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，水分含量則均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。這可能是因為過高的黏度導致面糊的表面光滑度下降，油炸時外殼縫隙增大，加速了水分的蒸發(fā)和油脂的滲透，表現(xiàn)出殼和肉的水分含量減少、油脂含量增加[30]。

2.5 面糊流變性能對油炸掛糊肉片脂肪含量的影響

不同MC添加量面糊的流變性能對油炸掛糊肉片外殼脂肪含量的影響如圖6所示。隨著MC添加量的增加，面糊的彈性模量從33100 Pa不斷上升至66194 Pa，脂肪含量則從36.70%下降到14.29%，呈現(xiàn)較為明顯的下降趨勢。彈性模量的不斷增加增強了面糊在外力作用下的穩(wěn)定性，分子間的締合更加緊密，易形成凝膠層，有效地避免了原料在高溫油炸時水分的大量蒸發(fā)，阻擋了油脂的滲透，表現(xiàn)出外殼脂肪含量的不斷下降。同時殼層也起到了物理屏障的作用，阻止了油脂滲透到內(nèi)部，表現(xiàn)出肉的脂肪含量也呈現(xiàn)下降的趨勢。

圖6 面糊流變性能對油炸掛糊肉片外殼脂肪含量的影響Fig.6 Effects of rheological properties of batter on the fat content of shell of fried pork slices

2.6 MC添加量對油脂滲透情況的影響

蘇丹紅是一種脂溶性的染料，常用來反映油炸明MC具有抑制油炸掛糊肉片脂肪滲透的效果，且當添加量為1%時，蘇丹紅滲透深度最小，僅為0.08 mm。而添加量為1.2%時，面糊黏度增大，裹糊不均勻[30]，可能導致殼層表面產(chǎn)生縫隙，利于油脂的滲透，從而滲透深度增加，染色面積增大，脂肪含量上升。這個結果也與2.4中油炸掛糊肉片外殼和肉脂肪含量的變化趨勢一致。食品中油脂的分布與滲透情況[31]。圖7反映了不同添加量MC對油炸掛糊肉片染色的截面圖，紅色的區(qū)域表示蘇丹紅染色面積的大小。通過觀察可得，脂肪主要集中在外殼以及外殼與肉的交界處，幾乎沒有達到核心區(qū)域，殼層的脂肪含量明顯大于內(nèi)部的脂肪含量。

圖7 不同添加量MC的油炸掛糊肉片蘇丹紅染色圖Fig.7 Sudan red chromatogram of fried meat slices with different amount of MC

在觀察蘇丹紅染色的基礎上，計算油脂的滲透深度，結果如圖8所示。與對照組相比，隨著MC添加量的增加，其滲透深度顯著降低（P＜0.05）。這說

圖8 MC添加量對油炸掛糊肉片蘇丹紅滲透深度影響Fig.8 Effects of MC addition on the penetration depth of Sudan red in fried pork slices

3 結論

本研究通過在面糊中直接添加甲基纖維素來考察其對面糊流變性能、熱特性及油炸掛糊肉片脂肪含量的影響。結果表明MC添加量在在0.4%～1.0%時，面糊的掛糊率以及黏度均呈現(xiàn)上升的趨勢。其次MC有利于面糊黏彈性凝膠的形成，形成良好的物理屏障，阻止油脂的滲入，同時也有助于面糊熱穩(wěn)定性的提高，延長了面糊糊化的過程。最后面糊中添加MC能有效抑制油脂的滲透，且當MC添加量為1%時，油炸掛糊肉片外殼與肉的脂肪含量最低分別為14.29%和3.05%，與對照組相比分別降低了61.06%和31.15%，此時油脂滲透深度最小，僅為0.08 mm。本研究結果結合流變學探討了甲基纖維素對油炸掛糊肉片脂肪含量影響的機理，并對低脂掛糊食品的制作具有一定的指導意義。但甲基纖維素添加量過大會使得掛糊效果減弱的問題尚難以解決，今后可對甲基纖維素的性質進行更深的研究，改善其掛糊效果以及探討其對掛糊食品在油炸過程中產(chǎn)生的伴生危害物的影響，從而更好地為油炸掛糊肉片的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。