油炸过程中淀粉功能特性的变化

张令文 计红芳 马汉军 杨铭铎 张瑶瑶

油炸过程中淀粉功能特性的变化

张令文1，2计红芳1马汉军1杨铭铎2张瑶瑶1

（河南科技学院食品学院1，新乡 453003）
（哈尔滨商业大学中式快餐研发中心博士后科研基地2，哈尔滨 150076）

采用深层油炸模型，研究了油炸过程中淀粉的溶解度、膨胀度、冻融稳定性和透光率等功能特性的变化。结果表明，在试验范围内，初炸100 s的淀粉溶解度最高，其次是初炸75 s的淀粉，复炸80 s的淀粉溶解度最低。随冻融循环次数的增加，不同油炸处理淀粉的析水率均增大，但不同处理的淀粉析水率增幅不同；初炸25 s的淀粉糊析水率始终高于其他油炸处理的淀粉。当初炸时间在25～75 s时，淀粉的透光率随初炸时间的延长，而逐渐增大；随复炸时间的增加，淀粉的透光率却逐渐下降。

油炸 淀粉 功能特性 变化

挂糊油炸类食品具有色泽金黄、外脆里嫩的特点，深受人们喜爱［1］，挂糊是其中重要的加工工序之一［2］。最简单的糊可由小麦粉和水组成，糊的组成成分对油炸食品品质的影响引起了国内外学者的广泛关注［3-6］。淀粉和变性淀粉作为糊的组分之一，可用于提高糊的流变特性，降低油炸食品的含油量，改变成品的酥脆性［7-9］。

油炸是十分复杂而又非常重要的另一操作单元，是食物从表面到内部的热脱水和煮制相结合的过程［10-11］。在油炸过程中，食物中的淀粉糊化，蛋白质变性，水分逸出，进而使终产品具有多孔性和特殊的风味［12-13］。油炸食品产品品质及贮藏过程中食用品质变化的重要因素之一就是油炸过程中淀粉理化特性的变化。

已有研究报道油炸前后大米淀粉和玉米淀粉的部分理化性质［14-16］，但对油炸过程中淀粉功能特性的变化研究却鲜有报道。在前期研究的基础上［1，17-20］，研究了油炸过程中淀粉的溶解度、膨胀度、冻融稳定性和透光率等变化，旨在为淀粉在油炸食品领域的应用研究提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 主要材料与仪器

小麦粉（特一粉）：郑州金苑面业有限公司；猪后腿肉：河南双汇集团；玉米胚芽油：益海嘉里食品营销有限公司；双效泡打粉：安琪酵母股份有限公司；南绿2号绿豆淀粉：自制；其他试剂均为国产分析纯。

Lambda 35紫外／可见分光光度计：美国Perkin-Elmer公司；RRH-200型万能高速粉碎机：欧凯莱芙（香港）宝业公司；油炸锅：EF-101不锈钢单缸电炸炉：广州威而宝酒店设备有限公司（改制）；深层油炸模型：自制。

1.2 试验方法

1.2.1 挂糊油炸工艺流程

1.2.2 糊的制备

按表1中的配方配制糊。首先将面粉、南绿2号绿豆淀粉、泡打粉、食盐按比例混合均匀；接着加水利用搅拌器（1档3 min）搅打成糊；室温下（25℃）静置1 h，备用（使用前将糊用搅拌器1档搅拌1 min，混匀后立即使用）。

表1 面糊的配方／g

1.2.3 深层油炸模型

深层油炸模型采用张令文等［19-20］的方法。

1.2.4 淀粉的制备

采用周静舫［14］的方法并稍作修改。简要步骤如下：称取适量油炸样品→0.4%NaOH浸泡24 h（固液比＝1：15，m／V，在12 h时，用玻璃棒搅拌）→匀浆→1.0 mol／L HCl将上述匀浆液中和至pH 6.5→过100目筛→筛下物→静置2 h后，去除上清液→去离子水将沉淀制成悬浆（5倍体积）→4 000 r／min离心15

min（第1次）→沉淀→去离子水将沉淀制成悬浆（5倍体积）→4 000 r／min离心15 min（第2次）→去离子水将沉淀制成悬浆（5倍体积）→4 000 r／min离心15 min（第3次）→将沉淀转移到干燥皿→40℃鼓风干燥48 h→索氏提取（石油醚沸程30～60℃，50℃水浴6 h）→40℃鼓风干燥6 h→粉碎后过100目筛→密封冷藏备用。

1.2.5 油炸条件

初炸：准确称取5 g猪肉粒并置于铝盒中；用移液枪准确移取5 mL按1.2.2制备的糊，转移至不锈钢纱网上，静置2 min后，将样品转入180℃的玉米胚芽油中分别油炸25、50、75、100 s，沥油，室温冷却5 min后，分离外壳，按1.2.4制备淀粉，测定淀粉的溶解度、膨胀度、冻融稳定性和透光率等相关指标。

复炸：准确称取5 g猪肉粒并置于铝盒中；用移液枪准确移取5 mL按1.2.2制备的糊，转移至不锈钢纱网上，静置2 min后，将样品放入180℃的玉米胚芽油中油炸100 s捞出、沥油，将油升至200℃，室温冷却11 min 后，再次分别油炸20、40、60、80 s。室温冷却5 min后，分离外壳，按1.2.4制备淀粉，测定淀粉的溶解度、膨胀度、冻融稳定性和透光率等相关指标。

1.2.6 淀粉的溶解度和膨胀度测定

采用McCormick 等［21］与Liu 等［22］的方法并稍作修改。准确称取0.50 g淀粉，放入50 mL离心管中加入30 mL去离子水，分别在55、65、75和85℃下振摇20 min后，取出静止5 min，在4 800 r／min下离心30 min，把上清液倒入已干燥恒重的称量皿中，在105℃恒温干燥箱中干燥至恒重，称量质量表示为m1；把去除上清液的离心管倒置在滤纸上沥干，离心管中膨胀淀粉质量表示为m2，m为样品的干重。样品的溶解度（S）和膨胀度（P）分别按公式计算：S＝m1／m ×100%；P ＝m1／［m（100-S）］×100%。每个样品平行3次，取平均值。

1.2.7 淀粉的冻融稳定性测定

采用Hoover等［23］的方法并稍作修改。准确称取1 g淀粉样品（干基），转移至250 mL的烧杯中，加入100 mL蒸馏水并搅拌均匀后放入沸水浴中，加热糊化并保温20 min（前5 min应不断搅拌，以防结块）。淀粉糊化完全后，取出烧杯并冷却至室温。分别取10 mL淀粉糊转移至已知质量m1塑料离心管中，并称重m2，放入-18℃冰箱冷冻24 h。将样品取出置于室温自然解冻6 h，取其中1管在4 000 r／min条件下离心20 min，弃去上层液体，称重m3，其余离心管再冷冻-解冻，直至5管全做完。按公式计算淀粉糊析水率：析水率＝ ［（m2-m3）／（m2-m1）］×100%，式中：m1为空离心管质量／g；m2为离心管和淀粉糊的质量／g；m3为离心后离心管与淀粉糊沉淀质量／g。每个样品平行3次，取平均值。

1.2.8 淀粉糊透明度的测定

采用Hoover等［23］的方法并稍作修改。准确称取1.0 g淀粉样品（干基）放入250 mL烧杯中，加入100 mL蒸馏水并搅拌均匀，然后置于90℃水浴中加热糊化并保温60 min，期间不断搅拌，以防止结块。待糊化完全后，取出冷却至室温。以蒸馏水为空白，使用紫外／可见分光光度计在640 nm处测透光率。每个样品重复3次，取平均值。

1.2.9 数据处理

采用Excel计算整理数据，采用SPSS 13.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 油炸过程中淀粉的溶解度和膨胀度的变化

淀粉颗粒的膨胀是从相对松散的无定形区开始，然后才是靠近结晶区的无定形区，最后才是结晶区［24］。淀粉的吸水膨胀能力不仅与淀粉的支直链含量及其比例有很大关系，而且还与支链淀粉的分子结构有关［25］。淀粉的溶解主要是直链淀粉从膨胀的颗粒中逸出。

随着温度的增加，油炸处理淀粉的溶解度均呈上升趋势，这可能是由于淀粉颗粒受热膨胀持续吸收周围的水分，溶解度也随着增加。在试验范围内，初炸100 s的淀粉的溶解度最高（P＜0.05），其次是初炸75 s的淀粉；此外，上述油炸处理淀粉的溶解度在55～65℃之间增加明显。复炸80 s的淀粉溶解度最低（P＜0.05）（见表2）。在初次油炸过程中，随着油炸时间的延长，引起淀粉晶体分子间氢键逐步被破坏，淀粉结构变得越来越松散，导致淀粉的溶解度迅速增加。随着复炸时间的延长，淀粉-脂质复合物形成的几率增加，复合率也就越高，形成的疏水空间更大，对水的排斥作用增强，因此淀粉的溶解度又逐步降低。另外，加热过程中可能生成的部分抗性淀粉也会阻碍溶解度提高［26］。

表2 不同油炸处理的淀粉在不同温度条件下的溶解度

随着温度的增加，油炸处理的淀粉膨胀度均呈上升趋势（见表3）。在55℃时，初炸100 s的淀粉膨胀度（10.37%）明显高于其他油炸处理的淀粉溶解度（P＜0.05）；而复炸60 s的淀粉膨胀度最低（6.17%）（P＜0.05）。从65℃开始，初炸25 s和50 s淀粉膨胀度增加迅速，在75～85℃时，其膨胀度均为较高值，显著高于其他油炸处理的淀粉（P＜0.05）。这可能是65℃后，初炸25 s和50 s的淀粉在炸制时部分淀粉颗粒结构未被破坏，在较高温度时其结构进一步遭到破坏，部分淀粉受热吸水发生糊化作用，导致膨胀度增加迅速。而初炸75 s和100 s对淀粉的结构破坏较大，淀粉颗粒吸水能力增加较小，因此其膨胀度增加较小。复炸淀粉在75℃以后，随着温度的升高，其膨胀度增加不明显；同温下，复炸80s的淀粉膨胀度最小，其次是复炸60s和40s的淀粉，复炸20 s的淀粉膨胀度较高，但仍显著低于初炸淀粉的膨胀度（P＜0.05）。这可能是由于复炸处理，使淀粉中的淀粉-脂质复合物不同程度的增加，脂肪酸的存在阻止了水分渗入淀粉粒，从而限制了淀粉颗粒溶胀，导致相同条件下复炸淀粉的膨胀度偏低。

表3 不同油炸处理的淀粉在不同温度条件下的膨胀度

2.2 油炸对淀粉糊冻融稳定性的影响

淀粉糊的冻融稳定性是指淀粉糊经过冷冻一段时间后，取出融化后仍能保持原来淀粉胶体结构的性质［27］。所有含直链淀粉的淀粉糊经过冷冻解冻过程都会出现脱水收缩现象，因此淀粉糊的冻融稳定性可通过冻融后的析水率来表示［28］。析水率越低，冻融稳定性越好，反之越差。

随着冻融循环次数的增加，不同油炸处理淀粉的析水率均增大，但不同淀粉糊的析水率增幅不同。1次冻融循环后，初炸25 s的淀粉析水率最高（其值为65.22%）（P＜0.05），初炸50 s和初炸75 s淀粉的析水率较大，复炸40 s和60 s淀粉析水率较小，复炸80 s淀粉的析水率最小（60.26%）（P＜0.05）。2次冻融循环后，初炸75 s淀粉析水率增加至66.64%，仅小于初炸25 s的淀粉析水率（67.72%），明显大于其他油炸处理的淀粉析水率（P＜0.05）；初炸100 s、复炸20 s与复炸40 s淀粉的析水率间差异不显著（P＞0.05）。超过4次冻融循环以后，随着冻融循环次数增加，析水率增幅均变小。初炸25 s淀粉糊的析水率始终高于其他油炸处理的淀粉（见表4）。复炸淀粉的析水率较低，这可能是2次油炸过程易于形成淀粉-脂肪酸复合物，从而增强了糊的冻融稳定性。影响淀粉冻融稳定性的内部因素主要是淀粉的分子组成，其中直链淀粉的链状结构在溶液中空间障碍小，易于取向，易于老化，故直链淀粉含量越高，老化越容易，冻融稳定性越差；此外，分子的大小（链长）对老化也有很大的影响，链太长，取向困难，不易老化；链太短则易于扩散，不易定向排列，也不易老化，冻融稳定性较好［29］。

2.3 油炸对淀粉糊透光率的影响

淀粉糊化后，其分子重新排列相互缔合的程度是影响淀粉糊透光率的重要因素。如果淀粉颗粒在吸水与受热时能完全膨润，并且糊化后淀粉分子也不发生相互缔合，则在淀粉糊液中无残存的淀粉颗粒及回生后所形成的凝胶束，因此淀粉糊就非常透明，当光线穿过淀粉糊液时，无反射和散射现象产生［30］。

表4 不同油炸处理的淀粉糊在不同冻融循环次数下的析水率

当面糊初炸时间在25～75 s时，淀粉的透光率随初炸时间的延长，逐渐增大；初炸75 s时，淀粉的透光率达最大值（21.18%）（见表5）。这可能是由于随着初炸时间的延长，淀粉逐渐产生了糊化，在糊化过程淀粉晶体中的支链淀粉双螺旋结构也不断断裂和分解，引起淀粉体间排列的紧密程度和淀粉体形状产生差异，最终直链淀粉从淀粉体中浸出及支链淀粉的分子组成被不同程度的改变；糊化后的淀粉颗粒溶解度提高，颗粒分子间发生相互缔合的几率减少，在糊液中较少残存的淀粉颗粒组成的线状结构以及回生后形成的凝胶束形成了淀粉糊透明，减弱了光线的折射和反射强度，从而造成透光率的升高。随着复炸时间的增加，淀粉的透光率逐渐下降，当复炸80 s时，淀粉的透光率仅为2.96%，显著低于初炸的淀粉的透光率（P＜0.05）。这可能是由于随着复炸时间的增加，淀粉中的淀粉-脂质复合物形成的几率增加，较多的淀粉-脂质复合物会抑制淀粉分子的重新排列，推迟淀粉的凝沉，导致透光率反而下降。另外，随着复炸时间的延长，会引起抗性淀粉的增加，进而也影响到糊的透明度。

淀粉糊的透光率大小可以反映其凝沉稳定性，透光值越低说明其凝沉稳定性越强，相反其凝沉稳定性越弱，糊体系也越不稳定。结果表明，随着油炸温度的升高和油炸时间的延长，淀粉糊的凝沉稳定性得到改善。

表5 不同油炸处理的淀粉糊透光率

3 结论

3.1 随着温度的增加，油炸处理淀粉的溶解度和膨胀度均呈上升趋势。

3.2 随着冻融循环次数的增加，不同油炸处理淀粉的析水率均增大。初炸25 s淀粉糊的析水率始终高于其他油炸处理的淀粉，复炸淀粉的析水率较低。

3.3 随着油炸温度的升高和油炸时间的延长，淀粉糊的凝沉稳定性得到改善。

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Changes of Functional Properties of Starches during Deep Frying

Zhang Lingwen1，2Ji Hongfang1Ma Hanjun1Yang Mingduo2Zhang Yaoyao1
（School of Food Science，Henan Institute of Science and Technology1，Xinxiang 453003 ）
（Postdoctoral Scientific Research Base of the Chinese Fast Food Research and Development Center，Haerbin University of Commerce2，Haerbin 150076）

By employing a deep-fat-fried model，the changes of solubility，dilation，free-thaw stability and light transmittance of starches during deep frying were investigated.The experimental result revealed that the solubility of starch from crusts being fried for 100 s was the highest，the second was that of starch being fried for 75 s，and the last one was that of the starch being final-fried for 80 s.With the increase of freeze-thaw cycle index，the syneresis increased due to different deep frying，whereas the syneresis rise of starch from different deep frying was much different.The syneresis of starch from crusts being fried for 25 s was always higher than that of other fried starch.Light transmittance of starch being fried had been on the rise as the test time prolonged，while the transmittance decreased along with increase of final-frying time.

deep frying，starch，functional properties，changes

TS231

A

1003-0174（2016）09-0064-06

国家自然科学基金（U1504329），河南省科技厅科技攻关项目（142102110040），河南省高校科技创新团队支持计划（13IRTSTHN006），黑龙江省青年科学基金（QC2011C093），河南科技学院2013年大学生创新训练计划（2013CX053）

2014-11-07

张令文，男，1977年出生，副教授，传统食品技术机理

杨铭铎，男，1956年出生，教授，传统食品技术机理及工程化