降低掛糊油炸制品含油量的研究進展

楊雪欣，陳可靖

（哈爾濱商業(yè)大學旅游烹飪學院，黑龍江哈爾濱 150076）

掛糊油炸是中式烹飪的一道重要加工工序，根據(jù)烹制菜品的特點和要求，將經(jīng)過預處理的原料表面均勻地涂上一層面糊，利用油脂作為傳熱介質(zhì)，通過煎、炸、脆熘等烹調(diào)方法使其成熟，最終使油炸制品達到色香味俱全和外酥里嫩的效果[1]。面糊的主要成分有面粉、淀粉和雞蛋，另外還會添加一些成分（蛋白質(zhì)類、食品膠以及膨松劑等）來改善掛糊油炸制品的品質(zhì)，通過對各種組分的合理配比改變面糊的流變學粘度，油炸制品的硬度、脆度、色澤、水分含量以及吸油率等品質(zhì)特性[2]。油炸加工是個傳質(zhì)和傳熱同時進行的過程，原料中的組分發(fā)生的淀粉糊化、蛋白質(zhì)變性、焦糖化反應以及美拉德反應等一系列變化能給食物帶來酥脆的口感、誘人的香氣以及金黃的色澤[3]。而傳統(tǒng)的油炸制品普遍存在含油量較高的問題，最高可達食物總重的30%以上，這主要是因為使用油作為傳熱介質(zhì)容易使油脂吸附在原料表面，另外油炸過程中食物內(nèi)部水分流失后容易被油炸用油填充，從而提高掛糊油炸制品的含油量[4]。隨著人們生活節(jié)奏的加快，膳食中掛糊油炸制品的占比也在不斷增加，然而過高的油脂含量容易引起肥胖以及冠心病、糖尿病、高血脂等慢性病，油炸過程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)都會危害人體健康[5]。因此降低掛糊油炸制品的含油量，開發(fā)低脂營養(yǎng)健康的油炸制品就顯得十分重要。

目前降低掛糊油炸制品吸油量的方法可以大致分為三類：改善面糊涂層配方，對原料添加預處理工序以及改進油炸工藝條件[6]。其中，改善面糊涂層配方是最有效的降低油炸制品吸油量的方法，這是因為吸油主要發(fā)生在食物表面，而面糊涂層中的一些成分會影響糊的功能特性，并起到控制油炸過程中的水分流失和油脂吸收的作用[7]。本文重點綜述了降低油炸制品含油量的方法及其作用機制，以便說明最新的研究趨勢，旨在探究如何科學地降低掛糊油炸制品的含油量，為開發(fā)低脂健康的掛糊油炸制品提供參考。

1 油炸過程的吸油機理

油炸過程中傳質(zhì)和傳熱同時進行，油脂的遷移能賦予油炸制品酥脆的口感、特殊的風味和營養(yǎng)價值[8]。油炸制品的吸油性主要是因為毛細血管效應和冷凝作用[9]。在加熱過程中，熱量以熱對流的方式傳送到原料表層，原料中的水分達到沸點而大量蒸發(fā)，水分的流失使其表面產(chǎn)生孔洞而吸入更多油脂，繼續(xù)加熱會使外殼達到一個干燥的狀態(tài)，油炸外殼與內(nèi)芯之間會有一個過渡層，此時內(nèi)芯的水分以水蒸氣的形式存在于這個過渡層中，當油炸制品離開熱油后，由于溫度下降會產(chǎn)生內(nèi)外壓力差，致使油脂進入原料中[10-11]。

油炸制品的吸油過程受到多種因素的影響，例如食品基質(zhì)的水分含量、原料表面的結(jié)構、預處理方式、油的品質(zhì)、油炸溫度、油炸時間及油炸方式等[12]。為了探究油炸過程中涉及的熱量傳遞與質(zhì)量傳遞機理，許多學者通過研究建立了不同的數(shù)學模型來調(diào)控食品的油炸過程。Ngadi等[13]研究了不同油炸條件對外裹糊雞塊品質(zhì)的影響，研究表明雞塊表層的水分擴散與油脂吸收呈線性關系，通過菲克第二定律擴散方程建立了油炸過程中外裹糊雞塊的傳質(zhì)模型。Manjunatha等[14]對一種毛芋頭薯蕷條在不同溫度（120、140、160和180 ℃）下進行深層油炸，發(fā)現(xiàn)油炸過后薯條的傳質(zhì)動力學遵循一階速率方程，其中水分損失的速率常數(shù)為0.166～0.889 min-1，吸油量的速率常數(shù)為0.139～0.430 min-1。Koerten等[15]測定了不同油炸溫度和油炸時間的吸油量、水蒸發(fā)速率和水分損失量，基于假設建立了孔隙作用模型：油炸外殼是一個多孔層，通過孔隙滲出的水蒸氣可抑制油脂的遷入，當油炸制品移出熱油后，溫度下降會降低水蒸發(fā)速率，從而使油脂通過空隙滲透到內(nèi)芯。了解油炸食品中的吸油機理能更好地預測和判斷油炸產(chǎn)品的含油量。

2 降低掛糊油炸制品含油量的方法

2.1 改善面糊涂層配方

油炸過程中的水分損失和油脂吸收基本發(fā)生在食物表面，這主要與面糊涂層表面的不規(guī)則性和微觀結(jié)構有關[16]。因此，在保持掛糊油炸制品品質(zhì)特性的前提下，開發(fā)吸油性能低，并且具有良好的持水性、成膜性和阻水性的面糊涂料是最直接和有效的方法[17]。最常用于油炸食品的面糊涂層包括多糖（淀粉、纖維素醚、食品膠等）和蛋白質(zhì)材料（蛋清、大豆分離蛋白、谷朊粉、乳清蛋白、面筋蛋白等），這些面糊涂層不僅能降低油炸食品的含油量，還可以改善營養(yǎng)特性，提高產(chǎn)品脆性和適口性[18-20]。

2.1.1 淀粉 淀粉是面糊體系中的基質(zhì)類添加物，淀粉在一定溫度下會發(fā)生糊化作用，其中淀粉顆粒會在水中溶脹和分解，形成均勻的糊狀溶液，糊化后的淀粉會在原料外層形成致密的保護層，能防止水分的流失[21]。而淀粉分子的結(jié)晶度、顆粒的大小以及直鏈和支鏈淀粉比例會影響淀粉的糊化程度、吸水能力和成膜性，從而影響油炸制品的脆性及含油量[22]。張令文等[23]探究了面糊中淀粉的添加量對掛糊油炸豬肉片品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著淀粉用量的增加，油炸外殼的硬度、表觀色度b*值和含油量也隨之增大。因此，需要調(diào)節(jié)好面糊中淀粉的含量來控制掛糊油炸制品的品質(zhì)。面糊中的淀粉分子經(jīng)油炸加工后會失水干燥形成淀粉膜，這種膜的強度與直鏈和支鏈淀粉的比例有關，直鏈淀粉的含量越高，淀粉膜的強度越好，面糊的阻隔能力就越強，這樣能更有效地減少油炸過程的水分流失和油脂攝入[24]。研究油炸過程中淀粉結(jié)構和功能特性的變化有助于了解油脂吸收，Jiamjariyatanm等[25]分析了小麥面粉（WF）與菠蘿蜜種子淀粉（JS）之比對面糊涂膜的理化性質(zhì)和感官特性的影響。結(jié)果表明，提高淀粉混合物中JS含量可顯著提高直鏈淀粉含量和相對結(jié)晶度，而隨著直鏈淀粉含量的增加，最終油炸制品外殼的孔洞更細、更均勻，吸油量明顯降低。

通過物理、化學及生物法可以改變天然淀粉的特性，這些變性淀粉因其廣泛的功能特性使其在掛糊加工中也得到了廣泛的應用[18]。例如，氧化淀粉具有羧基官能團，可與食品中的蛋白質(zhì)結(jié)合，使面糊變得粘稠[26]。高直鏈淀粉具有良好的成膜性，可單獨使用或與其他成分結(jié)合（米粉、谷物粉和糊精等）形成有效的防油屏障，有助于降低產(chǎn)品的含油量[27]。變性淀粉用于提高面糊的粘度，且變性淀粉通常具有較高的凝膠化溫度，可以影響面糊的質(zhì)感以及油炸產(chǎn)品的品質(zhì)[28]。Shih等[29]發(fā)現(xiàn)在配方中使用預糊化淀粉、磷酸化淀粉和預糊化乙酰化淀粉均可提高面糊的粘度，并減少油炸過程的油脂吸收。目前關于變性淀粉在掛糊油炸制品中的應用研究較少，因此應該進一步加深對變性淀粉單獨或復合使用對掛糊油炸制品含油量的影響的研究。

2.1.2 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)是面糊組分中理想的粘合劑，因為蛋白質(zhì)受熱易凝固，能使面糊很好地裹住原料，避免原料油炸過程中營養(yǎng)成分以及水分的損失，蛋白質(zhì)的發(fā)泡性也能給油炸制品帶來酥松的口感，面糊中蛋白質(zhì)含量的增加也有利于油炸過程中發(fā)生美拉德反應，產(chǎn)生特殊的香氣和色澤[18]。Mohamed等[30]發(fā)現(xiàn)在面糊配方中添加卵清蛋白可改善油炸產(chǎn)品的脆度和色澤，原因是蛋白質(zhì)中存在的氨基可促進美拉德反應。此外，一些蛋白質(zhì)含量較高的蛋奶制品，如奶粉和乳清固體可為非酶褐變反應提供還原糖[31]。張令文等[32]研究了面糊中麥谷蛋白/麥醇溶蛋白的比例對掛糊油炸豬肉片品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當麥谷蛋白/麥醇溶蛋白的比例為0.9時，此時面糊的持水率和掛糊率最高，含油量最低，產(chǎn)品感官品質(zhì)較好。

蛋白質(zhì)與多糖或其他成分的相互作用也會影響掛糊油炸制品的含油量等品質(zhì)[33]。Giovanna等[34]研究發(fā)現(xiàn)乳清蛋白與果膠復配添加可減少甜甜圈和炸薯條的水分流失，降低產(chǎn)品的含油量。陳衛(wèi)等[35]在對炸春卷的涂膜處理中添加了一種鈣結(jié)合大豆蛋白，研究發(fā)現(xiàn)這種鈣結(jié)合大豆蛋白的添加可增強可食性膜層的持水性，主要是因為Ca2+結(jié)合大豆蛋白會降低蛋白質(zhì)與淀粉分子的相互作用，減緩了淀粉糊化和膠凝過程，最終減少原料基質(zhì)油炸過程中的水分流失，這有助于降低春卷的含油量。

2.1.3 食品膠體 食品膠體是一種親水性高分子化合物，具有良好的持水性能和粘性，能提高面糊的粘度和掛糊率，從而降低食物在油炸過程中水分的遷移，延長產(chǎn)品油炸后的脆性[36]。目前，掛糊加工中常使用的膠類大多為親水膠體，例如纖維素醚、黃原膠、卡拉膠、明膠、瓜爾豆膠等[18]。其中纖維素醚是以天然的纖維素為原材料，經(jīng)過化學改性作用使其變成一種高分子聚合物，這類物質(zhì)的強氫鍵作用力可以防止原料水分外溢，阻止油脂進入食物內(nèi)部，一些纖維素醚在加熱過程中能形成凝膠，這種凝膠特性在冷卻時是可逆的，這有助于在冷卻階段減少油脂吸收[37]。在食品加工中常見的纖維素醚包括羥丙基甲基纖維素（Hydroxypropyl methyl cellulose，HPMC）、羧甲基纖維素（Carboxyl methyl cellulose，CMC）和甲基纖維素（Methyl cellulose，MC）[6]。纖維素醚多用于對油炸原料進行涂膜處理，然而把涂膜溶液添加到掛糊中，可簡化加工工藝，并獲得更好的抑油效果[38]。Chen等[39]發(fā)現(xiàn)使用羥丙基甲基纖維素對原料進行涂膜處理能夠增強糊層的持水能力和降低產(chǎn)品的含油量。潘廣坤等[40]研究了瓜爾豆膠和羅望子膠對油炸面包蝦品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，這兩種食用膠均能減少蝦的水分流失，降低油脂含量，能有效地提升糊殼的脆度。Hsia等[41]研究發(fā)現(xiàn)在裹漿中添加瓜爾豆膠、黃原膠和羧甲基纖維素均能改善面糊與雞塊的粘附力，其中黃原膠組的表觀粘度最好，其次是瓜爾豆膠組，CMC組的粘度最低，而面糊的粘度與最終油炸制品的質(zhì)構特征高度相關。當親水膠體復配使用時，可以產(chǎn)生更好的抑油效果，Akdeniz等[42]研究發(fā)現(xiàn)與對照組相比，黃原膠與瓜爾豆膠組合使用可以使得油炸產(chǎn)品含油量減少53%。

2.2 添加預處理工序

2.2.1 預油炸 預油炸就是把食品放在100～180 ℃油溫下油炸20～60 s，然后再通過其他油炸方式或微波對其進行復熱[43]。預油炸可以有效減少油炸過程中產(chǎn)品的吸油量，而預油炸工序降低產(chǎn)品吸油量的效果與食物基質(zhì)、油的種類以及預油炸溫度有關[44]。例如，預油炸可有效減少炸雞塊、芋頭片、薯片和魚肚等在油炸過程中吸收的油脂[45]，但對于面包屑冷凍魚類（金槍魚餅）和肉類食品（火腿塊）的減油效果不太顯著[46]。Sinthusamran等[45]發(fā)現(xiàn)當預油炸溫度從100 ℃提高到150 ℃后，魚肚的含油量隨著預油炸溫度的升高而降低。因此，可以進一步研究預油炸溫度、樣品組成及油炸介質(zhì)等多種因素之間的相互作用對油炸產(chǎn)品含油量的影響。

將預油炸與微波真空油炸結(jié)合比單獨使用微波真空油炸更能降低含油量，Quan等[47]在研究中使用這種混合油炸方法來炸制薯條，與僅使用真空油炸的薯條相比含油量降低了15%。對預油炸或其他預處理工序結(jié)合油炸方式對掛糊油炸制品含油量影響的研究還有待于進一步用實驗進行論證。盡管預油炸可以降低油炸過程油脂的吸收，但同時也增加了人工和成本[44]。因此，有些研究者不建議采取預油炸工序，而應將重點放在降油效果更明顯的面糊涂層上[48]。

2.2.2 預熱燙 熱燙預處理是減少掛糊油炸制品含油量的預處理方法之一，通過熱燙預處理可以減少高達80%的吸油量[49]。有研究發(fā)現(xiàn)使用氯化鈣溶液對食品進行熱燙預處理的降油效果比用水更有效[50]。Garcia等[51]研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，經(jīng)過熱燙預處理以及真空油炸后的油炸木薯片含油量相對較低。但是有的研究發(fā)現(xiàn)，熱燙與高壓預處理結(jié)合后的油炸產(chǎn)品含油量反而升高，原因可能是熱燙溫度、時間、熱燙液體的濃度和樣品形狀等多方面的影響[52-53]。Ngobese等[54]研究發(fā)現(xiàn)，低溫和長時間熱燙的樣品與高溫和短時間熱燙的樣品相比，吸油量較低。此外，在一定范圍內(nèi)，較高的溫度下油炸能降低樣品的吸油量[55]。

2.2.3 預干燥 油炸食品表面的初始含水量、尺寸和形狀會影響最終油炸制品的感官品質(zhì)，這主要是因為油炸后表面形成了多孔隙的外殼，容易吸附更多的油脂[56]。因此可以通過對原料進行預干燥處理來降低原料的水分含量，從而達到降低油炸制品含油量的目的[57]。傳統(tǒng)的干燥處理方式有自然干燥、熱風干燥和烘箱干燥等，隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型的干燥方式，如氣流干燥、微波干燥、真空干燥、近紅外干燥等[58-59]。Adedeji等[60]研究了分別采用6.7、11和14.5 w/g等級的微波預干燥處理對油炸雞肉塊品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，3種等級微波預處理均能降低雞肉的水分含量，其中6.7 w/g等級的預處理后的雞肉水分含量最低，油脂含量最少。陸建鋒等[61]研究了預干燥處理對精煉淀粉揉成的面團品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)預干燥處理能有效降低油炸過程中的水分流失與含油量。孫洋等[62]發(fā)現(xiàn)通過對油炸鰱魚片進行熱風干燥的預處理后，能顯著降低油炸后魚片的最終含油量，提升油炸制品的感官評價。

2.3 改變油炸工藝條件

2.3.1 控制油炸時間和油炸溫度 油炸條件也會影響油炸制品的品質(zhì)，油炸溫度越高，油炸時間越長，油炸制品的油脂含量越高，可通過控制油炸溫度、縮短油炸時間來降低含油量[63]。一般掛糊油炸溫度以160 ℃左右為宜，油溫過低難以使面糊定型和膨脹，油溫過高會使淀粉微晶粒中的水分大量流失，增加油炸制品的含油量[6]。陳美花等[64]探究了不同油炸溫度（165、175、185 ℃）和油炸時間（60、90、120、150、180 s）對油炸外裹糊牡蠣品質(zhì)的影響，結(jié)果表明高油溫和長時間油炸都會降低油炸牡蠣的含水量，油脂含量也會升高，綜合感官評價得出在175 ℃炸制90或120 s的油炸外裹糊牡蠣品質(zhì)最好。控制油炸時間和油炸溫度在降低掛糊油炸制品含油量的同時，也要考慮是否會影響產(chǎn)品的感官品質(zhì)。

2.3.2 新型油炸技術 除了傳統(tǒng)的常壓油炸外，新型油炸技術的發(fā)展為改善油炸制品品質(zhì)提供了新的研究方向，目前比較成熟的新型油炸技術主要有真空油炸技術、微波協(xié)同真空油炸技術和空氣油炸技術等[13]。利用真空低溫油炸工藝能降低油炸過程中的壓力，使原料中的水分發(fā)生汽化反應而降低溫度，實現(xiàn)低溫油炸的目的，低溫真空油炸不僅可以很好地使食物膨脹，還可以減少營養(yǎng)成分的流失，增強感官品質(zhì)，減緩油炸用油的變質(zhì)以及降低含油量[65]。Teruel等[66]對比了傳統(tǒng)油炸與空氣油炸對油炸薯條品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)空氣油炸薯條的含油量（0.37～1.12 g/100 g樣品）顯著低于傳統(tǒng)油炸薯條（5.63～13.77 g/100 g樣品）。Santos等[67]的研究也得到相似的結(jié)果，他們對馬鈴薯進行傳統(tǒng)油炸和空氣油炸處理，研究結(jié)果表明，用空氣油炸得到的油炸土豆，其含油量平均比傳統(tǒng)油炸低70%。新型油炸技術除了能降低含油量外，還影響油炸制品的風味，孟祥忍等[68]以豬排為研究對象，比較了三種油炸方式（傳統(tǒng)、微波、空氣炸鍋）對豬排脂質(zhì)氧化程度及揮發(fā)性風味成分的影響。結(jié)果表明三種油炸方式均可促進豬肉的脂肪氧化，其中微波油炸黃金豬排的脂質(zhì)氧化程度最高，其次為空氣炸鍋，而傳統(tǒng)油炸樣品的氧化程度最低，同時檢測到3種油炸方式的豬排樣品的揮發(fā)性風味物質(zhì)以醛類為主，3種油炸方式黃金豬排的總?cè)┫鄬坎町惒淮?。雖然新型油炸技術能降低含油量，但加工成本也會提高，例如空氣炸制可以得出含油量較低的產(chǎn)品，但所需的加工時間更長，通常需要21 min，而傳統(tǒng)油炸僅需要9 min[66]。目前對新型油炸技術機理的相關研究較少，因此應該加大對油炸過程中質(zhì)量傳遞機制和動力學的研究，促進新型油炸技術在降低掛糊油炸制品含油量中的應用。

2.3.3 油炸后脫油 去除油炸后油炸食品表面多余的油脂，能避免其被油炸產(chǎn)品吸收，油炸后脫油的方法包括真空離心脫油、熱空氣脫油和在過熱蒸汽中脫油，其原理都是利用高溫降低油脂的粘度，提高流動性，然后通過高速離心或高速過熱蒸汽沖擊來去除油脂[69]。Ravli等[70]對真空油炸后的甘薯片進行了脫油處理，發(fā)現(xiàn)最終甘薯片的含油量比傳統(tǒng)油炸甘薯片的含油量低60%。脫油的溫度會影響產(chǎn)品的含油量，當溫度升高時，油脂的粘度降低，此時液態(tài)油脫落所需克服的內(nèi)摩擦力也減小，更容易去除油脂，因此在不破壞產(chǎn)品外形及口感的前提下，脫油溫度越高脫油效果越明顯[71]。由于大部分表面油脂在油炸后會被吸收，因此當油炸產(chǎn)品從鍋中取出后，可以使用吸油器將表面的油脂吹掉，這可能是一個需要進一步研究的新領域。

3 結(jié)論與展望

關于降低掛糊油炸制品含油量的研究中，能有效減少掛糊油炸制品的油脂吸收的方法包括改善面糊涂層配方、添加預處理工序以及改變油炸工藝條件。其中改善面糊涂層配方是最有效和研究最多的方法，淀粉及改性淀粉、蛋白質(zhì)類及纖維素醚和食品膠體均能顯著降低掛糊油炸制品的含油量。然而目前的研究集中于考察單一變量對掛糊油炸制品品質(zhì)的影響，因此可加大對復配面糊涂層的研究力度。國內(nèi)外對多糖和蛋白質(zhì)類對降低掛糊油炸制品含油量的研究也取得了一些進展，但是對其作用機理的研究較少，因此從分子層面去分析它們的結(jié)構以及成分之間的相互作用可為降低產(chǎn)品含油量提供科學依據(jù)。

預處理和油炸加工對降低掛糊油炸制品的含油量也十分重要，但是這些操作在一定程度上會影響產(chǎn)品的口感及加工成本，因此需要改良加工技術和開發(fā)更高效的去油方法。掛糊油炸制品的控油始終是首要研究方向，如果能進一步改善掛糊油炸制品的口感、味道、質(zhì)地和外觀等多方面品質(zhì)，將會大力推動掛糊油炸制品的的蓬勃發(fā)展。