添加剂处理对油炸胡萝卜脆片含油率及品质的影响

卢绍闯 郑宝芳 秦石秀 卢佳磊 周 涛 王嘉琪 李赤翎 周 慧

(长沙理工大学化学与食品工程学院，湖南 长沙 410007)

目前，市面上的果蔬脆片主要分为油炸型和非油炸型两类，油炸脆片虽然酥脆可口，但普遍存在高油脂、高热量、色泽暗淡、营养损失大等问题，近年来，学者们[1-3]为了解决油炸脆片带来的潜在健康隐患，不断探索着新的工艺方式来降低脆片含油率，例如真空油炸技术与微波油炸技术，与常压油炸相比，一定程度上降低了脆片含油率，但依旧具有能耗高、不能达到低油脂要求的问题。因此本研究拟选用各种天然、安全的食品添加剂(其剂含有亲水和疏水基团的两性分子，可改变液体的界面状态，在有机溶液和水溶液中均可溶解，分子在水溶液中很容易吸附于不同界面上而形成定向排列的单分子膜，这种定向吸附作用，使添加剂具有特有的表面活性[4-6])处理样品，通过感官品质和主要特征营养素分析评价，研究出低油脂含量，形态和质构较好的样品。旨在为提高目前市面上油炸果蔬脆片的品质提供参考和依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜胡萝卜、棕榈油：市售；

氯化钠、蔗糖酯、单甘酯、卵磷脂、改性淀粉、明胶、果胶、葡聚糖、黄原胶、卡拉胶：长沙隆和化玻实验用品有限公司。

1.2 仪器与设备

电热鼓风干燥箱：101-2A型，天津市泰斯特仪器有限公司；

测色色差计：WSC-S型，上海精密仪器仪表有限公司；

质构仪：TA.XT Plus型，英国SMS公司；

高速离心机：TG16-WS型，长沙英泰仪器有限公司；

冷冻干燥机：SCIENTZ-10N型，宁波新芝生物科技股份有限公司；

高效液相色谱仪：LC-20A型，上海纳锘实业有限公司；

扫描电镜：Quanta 200型，美国FEI公司。

1.3 方法

1.3.1 胡萝卜脆片生产工艺流程

新鲜胡萝卜前处理→浸渍→干燥→真空油炸→振动脱油

1.3.2 胡萝卜脆片前处理 新鲜胡萝卜清洗、去皮、再清洗、沥干水分，切成厚度4 mm左右的薄片。将胡萝卜片置于添加剂匀浆中(浓度为0.015 g/mL)浸渍10 min，鼓风干燥箱中50 ℃干燥8 h[7-9]。干燥后得1 mm左右胡萝卜薄片，进行真空油炸。油炸后的片料经过振动脱油除去表面余油。

1.3.3 指标测定

(1) 水分含量的测定：参考GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》。

(2)β-类胡萝卜素测定：参考GB 5009.83—2016《食品中胡萝卜素的测定》。

(3) 质构的测定：用质构仪对不同添加剂处理的胡萝卜脆片进行硬度和脆度测定，测定探头36 mm Cyl.radius型。测定程序采用三点支架破碎法[10-11]。硬度用样品破碎时，仪器上支架所需最大力来表示，硬度越大所需力越大；脆度用样品达到破碎点时，上支架移动的距离来表示，样品脆性越大距离越小。测试参数：触发力5 g，测试前速率1 mm/s，测试速率0.5 mm/s，测试后速率2 mm/s，测试距离4 mm。每个胡萝卜脆片样品测试3次，取平均值。

(4) 色泽的测定：利用色差仪对不同添加剂处理的胡萝卜脆片样品的色泽进行测定，测定结果用L*、a*、b*表示，L*值越大表示样品颜色越接近白色；a*值表示红绿色度，+a*表示偏红，-a*表示偏绿；b*表示黄蓝色度，+b*表示偏黄，-b*表示偏蓝。每种胡萝卜脆片样品测定3次，取平均值。

(5) 超微结构的分析：未经添加剂处理的胡萝卜脆片与经过添加剂处理后的胡萝卜脆片从中心位置切出小薄片，使用扫描电镜对样品进行超微结构观察。

(6) 感官评定：由8位评审人员组成感官评价小组，对胡萝卜脆片色泽、组织形态、气味与滋味、口感4个指标进行评价，评定标准参考GB/T 23787—2009，具体评价内容如表1 所示。

1.4 数据处理

表1 感官评定标准Table 1 Sensory evaluation criteria

2 结果与分析

2.1 不同添加剂对胡萝卜脆片含油率、脆度等方面的影响

含油率是能够直观反映胡萝卜脆片品质的一个重要指标。如果含油率过高，会导致胡萝卜脆片酥脆度降低，并且口感油腻，容易变质，不利于健康。表2结果显示，整体上，加入了添加剂的脆片与无添加剂的相比含油率显著降低；添加了氯化钠的脆片驱油效果最差，其含油量为11.54 g/100 g)，但远高于无添加的胡萝卜脆片含油率(9.8 g/100 g)，这是由于氯化钠的脱水作用加强了样品对油脂的吸收，而添加了蔗糖酯、单甘脂等的样品含油率显著降低(P≤0.05)，其含油量分别为3.18，4.37，4.54 g/100 g，因为这些添加剂含有的亲水-亲油两性基团具有显著的驱油效果；其中，以蔗糖酯效果最好。

脆度与硬度是两项评价胡萝卜脆片特性的重要感官指标，由表2可知，与无添加剂的脆片相比，添加剂对胡萝卜脆片的硬度有显著增加，依据吴列洪等[12]对薯片硬度与含油量相关性研究可知，脆片硬度越高含油量越低,与本研究结果相符。同时，加入了添加剂的样品脆度也高于无添加的，其原因是添加剂使油炸脆片形成的孔隙未被油脂填充，从而使口感更加松脆。

依据表2数据，除添加剂氯化钠之外，其他不同添加剂的样品中β-胡萝卜素保留量[13]均高于无添加剂的。无添加剂的样品中β-胡萝卜素保留量为2.20 mg/100 g，而通过添加剂处理的胡萝卜样品中β-胡萝卜素保留量最高的是果胶，高达3.83 mg/100 g，最低的是氯化钠，含量为1.65 mg/100 g，与无添加的样品相比较，均具有显著性差异(P≤0.05)。因此，添加剂的加入对提高脆片中β-胡萝卜素保留量的效果十分显著。而氯化钠的添加会加速营养素的流逝，其他则对营养素具有一定的保护作用。

表2 不同添加剂对胡萝卜脆片品质的影响†Table 2 Effects of different additiveson the quality of carrot chips

虽然不同添加剂的加入对胡萝卜脆片硬度、脆度、含油率及β-胡萝卜素含量的影响程度各不相同，但综合各项数据比较，添加蔗糖酯的样品含油率(3.18 g/100 g)最低，β-胡萝卜素保留量为(2.73 mg/100 g)，蔗糖酯对提高整体品质效果最佳。

通过对样品进行色谱分析，进样体积为20 μL，在此色谱条件下，从图1看出，β-胡萝卜素的标准品可以在30 min内得到较好的分离；从2个典型的胡萝卜脆片样品溶液的色谱图(图2、3)看出，被标注的色谱峰与图1被标注的色谱峰保留时间一致，2个样品的峰面积相差不明显，说明使用果胶与明胶处理的样品，对β-胡萝卜素的保留效果较好，但两者之间差别不大；与表2结果相符。

2.2 不同添加剂对胡萝卜脆片色泽的影响

通过表3数据可知，除新鲜胡萝卜以外，明亮度(L)由高至低前5位依次为添加了氯化钠、果胶、明胶、改性淀粉和蔗糖酯，与无添加剂的胡萝卜脆片相比，均有效提高了油炸胡萝卜脆片的明亮度，使成品光泽度更好，与新鲜胡萝卜亮度有不同程度的接近；a*值越高，成品颜色越红，与无添加剂脆片相比，添加了氯化钠、蔗糖酯、葡聚糖和黄原胶的脆片的a*值更高，成品颜色更偏红色，与新鲜胡萝卜红色更相近；b*值越高，成品颜色越黄，与无添加脆片相比，样品b*值越高，越接近新鲜胡萝卜的黄色。

图1 β-胡萝卜素标准品高效液相色谱图Figure 1 HPLC chromatograms of the reference substance

图2 经果胶处理后胡萝卜脆片中β-胡萝卜素高效液相色谱图Figure 2 HPLC chromatograms of carrotchips treated with pectin

图3 经明胶处理后胡萝卜脆片β-胡萝卜素高效液相色谱图Figure 3 HPLC chromatograms of carrot chips treated with gelatin

ΔE反映的是胡萝卜脆片的总色差，由小至大进行排序：氯化钠、果胶、明胶、蔗糖酯、改性淀粉、单甘脂、葡聚糖、卵磷脂、黄原胶、无添加剂及卡拉胶。很直观地看出，添加了氯化钠的样品与新鲜胡萝卜脆片最为相近，其他样品与新鲜胡萝卜脆片都具有显著性差异(P≤0.05)，可能是其他添加剂增加了样品在高温下的焦糖化反应和美拉德褐变反应，从而导致色泽变暗。

表3 不同添加剂对胡萝卜脆片色泽的影响†Table 3 Effects of differentadditiveson the color and luster of carrot chips

2.3 添加剂对胡萝卜脆片超微结构的影响

由图4看出，经蔗糖酯处理的胡萝卜脆片表面油脂含量很少且呈现疏松多孔结构，这样的多孔结构会增加产品的脆度；通过改性淀粉处理的胡萝卜脆片几乎一半孔隙都被油脂充满；而无添加剂的胡萝卜脆片孔隙和表面几乎全部覆盖着油脂，显然与蔗糖酯处理的胡萝卜脆片存在较大的差异。由此可以说明，经过蔗糖酯处理的胡萝卜脆片能显著降低含油率，孔隙多的脆片不仅含油率低且脆度好，同时能提高其货架期，与表2数据相符。

2.4 感官评定

从胡萝卜脆片色泽、组织形态、气味与滋味、口感这4个指标进行评价，由表4发现，不同添加剂对胡萝卜脆片特性具有不同作用，其中氯化钠最能保持胡萝卜脆片的原有色泽，但是对于样品组织状态以及营养素的保留不理想；蔗糖酯对降低胡萝卜脆片含油率效果最为显著，样品色泽与新鲜胡萝卜也比较相近，样品形态完整，无明显油腻感，口感酥脆、硬度适中，感官评分总分最高。

图4 新鲜胡萝卜脆片、经蔗糖酯和改性淀粉处理的胡萝卜脆片横切面微观扫描图Figure 4 Microscopic scanning of carrot chips from fresh carrot chips, sucrose and modified starch

表4 感官评分Table 4 Sensory score

3 结论

在胡萝卜脆片生产中通过加入不同添加剂，并对样品的含油率、质构特点、β-胡萝卜素保留量、色泽、感官指标进行了系统的测定和分析，与无添加剂的样品进行比较，添加了蔗糖酯、单甘脂等的样品，对降低脆片含油率的效果都比较显著(P≤0.05)，其中添加蔗糖酯处理与无添加剂相比，样品吸油率降低了约67%；而在微观结构方面发现，蔗糖酯处理的样品表面油脂覆盖率远小于无添加剂的，并且结构更加疏松多孔，这使得样品脆度也明显高于无添加的；另外，除氯化钠以外，添加剂的加入均可减少β-胡萝卜素的损失。而氯化钠、果胶、蔗糖酯的添加均能很好地保持脆片色泽；感官评定中综合各项指标，蔗糖酯的总体评分最高。

根据以往的有关油炸果蔬脆片的研究文献来看，大多是从油炸工艺条件和设备来提高品质的，如冷冻干燥、真空油炸等；但通过添加乳化剂、多糖等物质对果蔬含油率，食用品质和营养性等方面进行系统的研究还未见报道；本研究主要目的是针对不同添加剂对油炸胡萝卜脆片品质的全面影响，为果蔬脆片工业化生产提供参考和依据；但未涉及到干燥工艺、油炸工艺等，如果结合科学的工艺过程，产品品质会更佳。