親水膠體在油炸食品中的應用現狀及研究進展

尹鳳雪

上海輝文生物技術股份有限公司（上海 200120）

油炸是一種被廣泛使用、快速和方便的烹飪手段，具有百年的歷史，也是現代食品工業(yè)中重要的加工工序之一[1]*。油炸食品因其金黃色澤、誘人香氣和酥脆口感，捕獲了全世界絕大多數消費者的味蕾[2]*。但是，油炸食品的油脂含量偏高，過度食用容易引起肥胖、高血脂、糖尿病和冠心病等慢性疾病，油炸過程中產生的有毒物質如苯并芘、丙烯酰胺等會損害人體的健康[3]*。因此，如何能有效降低油炸食品的含油量，開發(fā)低脂和健康產品，成為食品加工領域亟待解決的問題。

目前，改善油炸食品品質的方法有很多，比如提升油炸設備與技術[4]*、降低油炸溫度，減少油炸時間[5]*，食品表面添加外裹糊或可食用涂膜（主要是親水膠體、蛋白質和膳食纖維）等[6]*。過去幾十年里面，親水膠體在油炸食品應用研究很多，主要是因為它具有以下兩方面的作用：一是親水膠體的水溶液可以在油炸食品表面形成一層“可食用涂膜”，減少油脂吸收；二是親水膠體作為外裹糊的主要成分之一，影響糊的流變特性，經過熱處理過程后，在原料表面形成致密性的外殼，改善產品的質構特性[7]*。鑒于親水膠體在油炸食品中的重要性，文章主要總結近年來親水膠體在油炸食品領域的研究與應用進展，為其在工業(yè)化生產中應用提供技術參考。

1 可食用膜

可食用膜技術最早應用在水果和肉制品保鮮上。20世紀60年代，一些學者開始將可食用膜技術應用到油炸肉制品中，旨在改善肉質的食用品質[8]*。可食用膜主要由天然大分子及其衍生物通過分子間相互作用形成的，這些天然大分子包括親水膠體、動植物蛋白質、脂類等。在親水膠體中，成膜材料主要是一些大分子糖類化合物，包括果膠、瓜爾膠、海藻酸鹽、黃原膠和甲基纖維素及其衍生物等[9-10]*。因為糖類化合物分子含有羥基、氨基等親水性基團，水溶性較好，能夠依靠氫鍵、范德華力等與其他化合物或自身相互作用而成膜[11]*。食品通過浸沒或噴涂方式使成膜溶液完全地覆蓋食品表面，形成一層均勻的薄膜，使得食品表面堅固，油炸的空隙較小，能有效地抑制水分蒸發(fā)，降低油脂的吸收，另一方面親水膠體在可食用膜中可以發(fā)揮乳化作用，降低食品與油脂之間的表面張力，從而減少油脂的吸收，這些因素都利于食品風味、口感保留，延長食品貨架期[12]*。近年來，還有一些研究表明親水膠體可以抑制美拉德反應等產生的有害化學物質，衰減其對消費者身體損害[13]*。

1.1 纖維素及其衍生物膜

纖維素是自然界中資源最豐富的天然聚合物，由D-葡萄糖通過β-1, 4糖苷鍵相連接的線性高分子聚合物[14]*。在食品生產加工過程中，經常使用將纖維素進行化學改性后的纖維素醚，主要包括甲基纖維素（Methyl cellulose）、羥丙基甲基纖維素（Hydroxypropyl methyl cellulose）和羧甲基纖維素（Carboxyl methyl cellulose），它們的親水性和成膜性依次增大[15]*。甲基纖維素、羥丙基甲基纖維受熱后會形成凝膠[16]*，冷卻后又恢復到原有的黏度，能夠防止食物水分外溢，阻礙油脂進入食物內部，這種特性使得它們抑制油脂效果要好于其他涂膜原料，國內外許多學者的研究也證實這一點[17]*。何葉等[18]*對比研究甲基纖維素和大豆分離蛋白兩種涂層原料對油炸面制品含油量的影響，發(fā)現它們均能顯著降低面制品的含油量，甲基纖維素涂膜控油效果優(yōu)于大豆分離蛋白。國外許多學者報道將羧甲基纖維素及其他化合物的復合涂膜應用到油炸薯類產品，能夠有效地降低產品吸油率、提升產品感官特性[19-20]*。Hashim等[21]*研究發(fā)現將木薯薯片先后浸入3%羧甲基纖維素水溶液5 s和1%氯化鈣水溶液3 s，烘干機鐘干燥20 min，進行170 ℃和5 min油炸試驗，結果與未涂膜的對照組相比，木薯薯片的含油量降低10%，而且脆性更高。

1.2 其他親水膠體膜

果膠是由D-半乳糖醛酸組成，帶有不同甲基化程度的羧酸殘基和酰胺化的線性多糖[22]*。果膠作為新鮮水果、蔬菜的可食用膜材料已被廣泛報道，但在油炸食品應用研究很少。Mohamed等[23]*研究發(fā)現，涂有果膠-麥芽糊精復合薄膜的馬鈴薯片經過油炸后，可以顯著較少油脂吸收，增加薯片的硬度，但各組樣品的水分含量沒有顯著差異。向日葵來源的低甲氧基果膠和CaCl2協同作用，可以使油炸薯片的含油量降低30%，但有涂層薯片的感官接受度略低于空白組，可能是涂層導致薯片非酶褐變，造成色澤接受度不高的原因[24]*。Singthong等[25]*研究海藻酸鈉、羧甲基纖維素和果膠對油炸香蕉片吸油量的影響，結果表明果膠能保護香蕉片在油炸過程中的細胞結構，降低香蕉片的油脂含量，可以作為生產油炸香蕉片的有效親水膠體使用。

瓜爾膠是由甘露糖殘基和半乳糖殘基結構單元組成的水溶性多糖化合物[26]*。國外眾多學者研究表明瓜爾膠在油炸食品中能有效地控制吸油量[27]*。Sothornvit等[28]*報道1.5%的瓜爾膠結合高速離心（280 rmp）工藝，可以使真空油炸香蕉片的含油量降低33.7%，能夠生產出消費者喜愛的健康零食。Yu等[29]*發(fā)現含有瓜爾膠和甘油的涂膜薯片可以使其含油量降低34.8%，掃描電鏡結果表明可食用膜不僅增加了油炸薯片的阻隔性能，還抑制了薯片中氣孔和裂紋的形成。在薯條油炸過程中，結冷膠和瓜爾膠涂膜都會使傳導系數發(fā)生變化，從而導致薯條有更低的吸油率[30]*。

海藻酸鹽是一種由D-甘露糖醛酸和L-古洛糖醛酸以不同的排列方式和分子質量組成的二元共聚物[31]*。大多數多價陽離子（如Ca2+*、Zn2+*、Fe3+*）可與之產生交聯反應，繼而形成凝膠。凌俊杰等選取海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉和阿拉伯膠作為研究對象，探究它們單獨使用或混合使用對油炸魚塊含油量的影響，結果表明所有可食用膜均有顯著的抑油效果，且復配的使用效果優(yōu)于單一使用效果[32]*。尹茂文[33]*研究大豆分離蛋白、羧甲基纖維素鈉和海藻酸鈉對油炸豬肉丸含油量的影響，發(fā)現1%海藻酸鈉的阻油效果最好，豬肉丸的水分含量提高3.51%，抑油率達到9.2%。

2 糊的重要組成

我國傳統(tǒng)的油炸食品通常都是一些外層裹糊油炸食品，由于糊在油炸受熱后，在食物原料表面形成一層保護層，避免食材直接與高溫油脂接觸，可以保護食材內部的水分和風味，使成品具有良好的色澤、香氣、味道和外型[34]*。糊的基本成分是面粉和水，但在實際生產加工時，它的組成成分還包括淀粉、蛋白質、膨松劑、親水膠體和膳食纖維等[35-36]*。親水膠體是糊組成成分的重要輔料之一，可以控制糊的黏度和掛糊率、改善糊的質構特性，提高產品冷凍藏的穩(wěn)定性等，最終產品品質得到提升[37]*。

2.1 調節(jié)糊的黏度

糊的主要成分是小麥面粉和其他淀粉等，它們形成的漿液黏度范圍很廣，需要親水膠體來控制糊黏度的一致性，才能達到工業(yè)化生產的要求。糊的黏度受親水膠體的類型、分子量和濃度的影響[38-39]*，也和糊中其他成分如食用鹽、膨松劑等有關系。羥丙基甲基纖維素能夠降低全麥面粉糊面團的糊化溫度和峰值黏度等，掃描電鏡結果顯示，羥丙基甲基纖維素加入會使淀粉顆粒糊化度提高，能輔助保留水分，導致油炸的面團具有較好韌性和酥松結構[40]*。

Hsia等[41]*研究瓜爾膠、黃原膠和羧甲基纖維素鈉對雞塊面糊流變學特性的影響，結果顯示添加黃原膠的面糊黏度最高，其次是瓜爾膠、羧甲基纖維素鈉，面糊的黏度和雞塊掛糊量高度正相關。韓曉銀等[42]*研究不同膠體裹漿的流變學特性及對裹面蝦品質影響也證實Hsia等的結論。

2.2 影響油炸食品的含油量

國內許多學者研究表明，親水膠體加入到糊中，使糊在油炸受熱時形成凝膠保護層，能有效地抑制油脂的滲入，從而降低油炸食品的含油量[43-46]*。戴一朋等[47]*研究甲基纖維素對油炸掛糊肉片油脂滲透的影響，結果表明，面糊的掛糊率和黏度隨著甲基纖維素的增加而上升，1%甲基纖維素添加量，可以使外殼和肉片的脂肪含量分別減低61%和31%。王賽等[48]*通過向調理雞排外裹糊中添加黃原膠、海藻酸鈉、羥丙基甲基纖維素和魔芋膠，研究它們對油炸調理雞排品質的影響，結果表明4種親水膠體均能降低外皮油分含量，對色澤無不良影響，0.5%黃原膠的綜合評價效果最佳。解丹等[49]*分析了外裹糊中添加瓜爾豆膠、卡拉膠、海藻酸鈉、黃原膠和羧甲基纖維素鈉的油炸魚塊品質，發(fā)現5種膠體均能降低外裹糊魚塊外殼和魚塊的油脂含量，0.4%黃原膠試驗組的減油效果最好。

2.3 影響產品的質構特性

裹糊油炸食品之所以深受消費者喜愛，其表面酥脆的外殼起著至關重要的。纖維素及其衍生物廣泛應用到油炸食品，可以顯著地降低產品的含油量，但是其強大的持水能力，會使油炸糊的脆度有所下降，影響產品食用口感[50]*。

Chen等[51]*研究發(fā)現油炸魚塊面糊中添加1%羥丙基甲基纖維素時，它的外殼質地柔軟，脆度下降，主要原因是水分被羥丙基甲基纖維素凝膠時吸收到外殼中造成的。為了得到最佳的食用脆度，在糊配方設計時，可以篩選親水膠體的合適用量，并通過添加其他原料如交聯小麥淀粉、糊精等來彌補某些膠體缺點[52-53]*。

3 展望

目前，無論將親水膠體制備成可溶性涂膜，還是將其加入外裹糊使用，國內外學者都是對它能夠降低油炸食品含油量進行了大量研究，也取得一定的研究成果。但是對親水膠體作用機理的研究偏少，因為需要從分子層面比如分子量、取代度和黏度等去分析它們結構和其他成分之間的相互作用影響。結合市場上油炸食品的儲藏條件如冷凍儲藏，還可以研究親水膠體在整個貨架期對油炸食品品質的影響。同時，在評價親水膠體對油炸食品感官影響時，可以引入先進設備和更具有說服力的評價方法如消費者情感測試、差別檢驗等對其進行測評。隨著眾多學者對親水膠體的深入研究，不僅為企業(yè)生產者提供更全面的科學依據，還為食品行業(yè)的蓬勃發(fā)展貢獻力量，最重要的是為我們廣大消費者帶來健康營養(yǎng)、酥脆美味的低脂油炸食品。

4 結語

油炸食品不僅能滿現代消費者對食品方便、快捷和省時等需求，還能為他們提供松脆口感、金黃色澤和誘人香氣。文章著重論述了親水膠體對油炸食品品質的影響，希望能為食品企業(yè)進行產品配方開發(fā)提供參考依據。