油炸方式对高白鲑肌肉食用品质的影响

赵文宇，赵美钰，王可心，魏丹阳，马 壮，秦 磊，董秀萍,*

（1.国家海洋食品工程技术研究中心，辽宁海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心，辽宁省海产品精深加工产业共性技术创新平台，大连工业大学食品学院，辽宁 大连 116034；2.新疆赛湖渔业科技开发有限公司，新疆 博州 833400）

高白鲑（Coregonus peled）为鲑科白鲑属冷水鱼类之一，原产于俄罗斯，自引进我国主要在新疆、黑龙江、内蒙古、青海等高纬度地区养殖[1]。新疆赛里木湖地区是我国高白鲑养殖重要产区之一，其良好的水域条件和生态环境适宜高白鲑的生长和繁殖，所产高白鲑营养价值高，富含不饱和脂肪酸和蛋白质[2]。目前，对高白鲑的研究主要集中在鱼种养殖、繁殖方面，对高白鲑加工及相关产品的研究相对较少，文献报道中仅有高白鲑鱼排[3]、鱼片[4]、糯米丸子[5]、鱼冻[6]等。随市场需求增加，高白鲑在餐饮和食品加工领域的应用也日渐增多，如生鱼片、清蒸、烤、炸、砂锅焗等，颇受消费者的喜爱。

油炸是当前鱼类烹饪的重要手段之一。鱼类经过油炸处理不仅可以去腥、增香，高温还会使鱼体表面蛋白质发生变性呈凝固状态从而保持较好形态。油炸食品以其金黄的色泽、酥脆的口感和特有的香气深受消费者欢迎，然而，油炸食品高热量、高油脂又令消费者担心引起肥胖、高血脂症、心血管疾病的可能以及丙烯酰胺类致癌物[7]带来的风险。在满足对油炸食品感官嗜好性的同时，满足消费者对健康的追求，是食品加工领域值得关注和亟待解决的课题。“空气油炸锅”是近年来兴起的一种新型烹饪方式，与传统油炸的不同之处在于加热介质是循环热空气而非煎炸油。熟化过程，根据食材自身含油量的不同，可直接或涂抹少量食用油于食物表面进行加热，在一定程度上赋予食物油炸的外观和质地，且消除了炸油污染和浪费，可望替代传统油炸方式。

本研究以新疆赛里木湖地区的高白鲑为原料，对传统油炸和空气油炸工艺进行比较，以外观、质地达到传统油炸效果为基准筛选较优的工艺条件，并对优化工艺下鱼肉的基本营养成分、风味物质和感官进行分析比较。这对创建健康、低脂、绿色的新型烹调方式及开发高白鲑相关产品有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜高白鲑（C.peled）由新疆赛湖渔业科技开发有限公司提供，体质量约1～1.2 kg/条。高白鲑在新疆赛里木湖捕获后，宰杀、去内脏、进行包装，在36 h内空运至大连，运输中以冰鲜方式贮存。

硫酸铜（分析纯） 生工生物工程（上海）股份有限公司；硫酸锌、硼酸、无水乙醇（均为分析纯）天津市大茂化学试剂厂；硫酸、氢氧化钠（均为分析纯），甲醇（色谱纯） 天津科密欧化学试剂有限公司；甲基红（分析纯） 天津市化学试剂一厂；溴甲酚绿（分析纯） 上海麦克林生化科技有限公司；亚甲基蓝（分析纯） 阿拉丁试剂（上海）有限公司；无水乙醚（分析纯） 北京化工厂；甲酸（色谱纯） 霍尼韦尔贸易（上海）有限公司；乙腈（色谱纯） 美国Spectrum化学试剂公司；氯仿（色谱纯） 上海国药集团；氨基酸、核苷酸标准品及其衍生试剂均为色谱纯。

1.2 仪器与设备

商用智能电炸炉 广州市艾士奇电器科技有限公司；HD9651型电烤炉（空气油炸锅） 荷兰飞利浦公司；TA.XT.plus型物性测试仪 英国Stable Micro System公司；UltraScan Pro型测色仪 美国HunterLab公司；LC-2030C全自动凯氏定氮仪 上海沛欧分析仪器有限公司；5500 QTRAP超高效液相色谱-质谱联用仪日本岛津公司；G9250AA三重四极杆气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦公司。

1.3 方法

1.3.1 原料预处理

将鲜高白鲑去头、尾、鳞，取背部肌肉，切成20 mmh 15 mmh 10 mm鱼块，隔保鲜膜暂置于冰上，待用。

1.3.2 传统油炸和空气油炸工艺

传统油炸工艺采用电炸炉，条件为温度1 7 0、180 ℃，时间20、40、60、80、100 s。空气油炸工艺采用空气油炸锅，条件为温度170、180 ℃，时间6、8、10、12、14 min。按上述工艺熟化后的鱼块冷却至室温备用。

1.3.2.1 熟化损失率测定

用厨房用纸沾除熟化后鱼块表面油脂，称取质量为mb。每一工艺条件下取5 块鱼肉称量，结果取平均值。按下式计算熟化损失率[8]：

式中：W为熟化损失率/%；ma为熟化前质量/g；mb为熟化后质量/g。

1.3.2.2 色泽测定

用测色仪分别测定熟化后鱼块的内部和外部亮度L*值、红绿a*值、蓝黄b*值[9]。每一工艺条件取5 块鱼肉，每块鱼肉重复检测3 次，结果取平均值。

1.3.2.3 质构测定

用物性测试仪测定熟化后鱼块的质构特性，选用剪切力和全质构分析（texture profile analysis，TPA）2 种模式。剪切力测试条件：选用EBC型号刀头，测前、测试速率为1.0 mm/s、测后速率为10 mm/s，刀头剪切方向为垂直于肌纤维方向[10]。TPA测试条件：选用P50圆柱形探头，测前、测后及测试速率均为1.0 mm/s，触发力为5 g，压缩比为30%。每一工艺条件下取5 块鱼肉进行测定，结果取平均值。

1.3.3 基本营养成分测定

水分含量测定：参照GB 5009.3ü 2016《食品中水分的测定》采用直接干燥法；粗蛋白含量测定：参照GB 5009.5ü 2016《食品中蛋白质的测定》采用凯氏定氮法；脂肪含量测定：参照GB 5009.6ü 2016《食品中脂肪的测定》采用索氏抽提法；水分、脂肪测定：采用熟化后的样品直接测定；粗蛋白测定：采用熟化后烘干水分的干基进行测定。每一指标重复测定3 次，结果取平均值。

1.3.4 挥发性风味物质测定

参照Huang Xuhui等[11]的方法，采用固相微萃取结合气相色谱-质谱联用系统从熟化的鱼肉中收集、分离和检测挥发性化合物。将2 g等份样品放入20 mL顶空样品瓶中。利用高温将固体鱼块中风味物质挥发出来，通过捕集器进行捕获。

气相色谱条件：非极性分析柱（30 mh 0.25 mm，0.25 μm），载气为氦气，流速为1 mL/min（恒定流量）；程序升温：初始温度35 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升至280 ℃，保持3 min。质谱检测条件：电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；界面温度270 ℃；m/z35～400；扫描模式为全扫描。

挥发性化合物的含量通过半定量方法计算，将挥发物的峰面积与内标（苯乙酮）的峰面积相关联。比较从样品中检测到的挥发物的质谱并与NIST14和Wiley11文库的质谱相匹配，根据反向匹配因子和保留指数，判断获得的挥发性物质是否被正确识别。

1.3.5 游离氨基酸、呈味核苷酸测定

参照Dong Meng等[12]的方法。首先进行标准品的配制和样品的提取，通过高效液相色谱进行氨基酸、核苷酸的定量，在ACE Excel 3AQ柱（150 mmh 3.0 mm）上实现分析物的分离。将液体样品通过Turbo V离子源完成离子化过程，采用QTRAP 5500系统进行离子传输，采用QTRAP三重四极杆离子阱质谱质量分析器对离子进行扫描和传输，最后通过检测器对组分进行鉴定。

色谱测定条件：色谱柱（4.6 mmh 150 mm，5 μm），流动相A为0.1%的甲酸溶液，流动相B为0.1%甲酸-乙腈。梯度洗脱条件：0～0.5 min，98% A、2% B；0.5～10.0 min，98%～75% A、2%～25% B；10.1～12.0 min，10% A、90% B；12.1～18 min，98% A、2% B。流速为0.8 mL/min。分析柱恒温30 ℃；注射体积10 μL。

质谱参数：入口电位10 V；喷雾电压5 500 V；去溶剂化温度600 ℃；使用高纯氮气作为气源。

1.3.6 感官评定

采用定量描述性分析法。由12 人组成感官评定小组，评定前需对小组成员进行风味培训。评分范围1～8 分，分别对2 种油炸方式熟化后鱼块的腥味、油脂味、香气、色泽、组织、硬度、咀嚼性、黏口性进行评价。分数越高，代表感官品质越好。

1.4 数据处理及统计分析

数据采用Excel 2016与SPSS 19.0软件进行处理，采用ANOVA进行方差分析，采用LSD法检测进行显著性分析（P＜0.05，差异显著）。采用Origin 2018作图。采用Agilent Mass Hunter Qualitative Analysis B.07.00对谱库检测（NIST14）结合保留指数对挥发性风味物质进行分析。采用Metabo Analyst 4.0对游离氨基酸、呈味核苷酸进行偏最小二乘判别分析（partial least squares-discrimination analysis，PLS-DA）。

2 结果与分析

2.1 空气油炸和传统油炸工艺的优化

2.1.1 2 种油炸方式对高白鲑肌肉熟化损失率的比较和影响

图1 传统油炸（a）和空气油炸（b）对高白鲑鱼块熟化损失率的影响Fig.1 Effect of two frying methods on the cooking loss of C.peled meat

高白鲑鱼块经2 种油炸方式处理后，熟化损失率均随加热时间延长、温度升高而增大，如图1所示。相对而言，经空气油炸处理后鱼块的熟化损失率高于传统油炸工艺样品。传统油炸过程，高温促使高白鲑肌肉发生收缩，鱼肉肌原纤维蛋白结构发生改变，水分流失[13-14]；空气油炸过程，热空气快速循环使鱼肉表面与内部同时发生热交换，导致水分损失；2 种加工方式导致鱼块质量损失的主要原因均与高温使水分快速蒸发有关。

经过对不同油炸温度和油炸时间的比对筛选，鱼块经传统油炸工艺处理获得淡黄、金黄色良好外观状态的加工条件为170 ℃-100 s、180 ℃-80 s、180 ℃-100 s；从图2可看出，空气油炸工艺条件下加热170 ℃-12 min、170 ℃-14 min、180 ℃-10 min、180 ℃-12 min、180 ℃-14 min，也可获得类似传统油炸的金黄色外观。在达到相应油炸效果的条件下，空气油炸加工过程不需要大量使用油脂，且一定程度上克服了传统油炸使部分油脂渗入鱼肉组织内部，导致吸油量增多的弊端[15]。

图2 传统油炸（a）和空气油炸（b）下高白鲑鱼块外观形态图片Fig.2 Photographs of C.peled meat samples processed with the two frying methods

2.1.2 2 种油炸方式对高白鲑鱼块色泽的影响

表1 2 种油炸方式对高白鲑鱼块外部色泽的影响Table 1 Effects of the frying methods on the external color of C.peled meat

2 种油炸方式对高白鲑鱼块色泽变化趋势具有一致性，均随加热时间延长、温度升高，鱼块内外肌肉组织亮度L*值降低，黄度b*值增大，见表1、2。鱼块外部色泽随着加工温度的升高或时间的延长，逐渐变深，颜色由近白色逐渐变成浅黄色、金黄色、红棕色，如图2所示。鱼块颜色的变化，可能与水分蒸发、褐变化学反应、焦糖化和表皮硬壳形成有关[16]。鱼块内外色泽存在差异，外部亮度L*值的降低和黄度b*值的增大均比内部明显，这是由于加热过程中鱼块外部直接暴露在油脂或空气中，氧化褐变更剧烈。图2中空气油炸170、180 ℃加热12、14 min鱼块颜色深于传统油炸170、180 ℃加热80、100 s，可能是由于空气油炸的鱼肉与空气直接接触，鱼肉焦糖化反应剧烈。

综合感官观察的色泽和仪器检测的色泽数据，传统油炸170 ℃-100 s、180 ℃-80 s、180 ℃-100 s，空气油炸170 ℃-12 min、180 ℃-10 min能达到油炸食品的良好色泽，可作为加工高白鲑鱼肉的较优工艺参数。

表2 2 种油炸方式对高白鲑鱼块内部色泽的影响Table 2 Effects of the frying methods on the internal color of C.peled meat

2.1.3 2 种油炸方式对高白鲑鱼块质构的影响

鱼肉嫩度、咀嚼的口感[17]是衡量鱼肉食用品质的重要指标之一。采用物性测试仪可对鱼肉质构进行测定分析，其中剪切力是反映嫩度的指标，其数值与嫩度呈反比，在一定程度上代表肌肉内部肌原纤维的分布和状态。TPA是通过仪器模拟人口腔对食物的两次咀嚼运动对样品进行2 次连续压缩，从而得到待测样品的质构特性参数[18]。

综合图3和表3、4结果可知，高白鲑鱼块经2 种油炸处理后，剪切力、硬度、咀嚼度均呈上升趋势；弹性、黏聚性、回复性呈下降趋势。剪切力变化与肌原纤维收缩、胶原蛋白变性程度密切相关[19]，加热过程肌肉中肌原纤维缩短、肌节长度减小，导致肌肉收缩。高温使肌肉水分损失进而肉质皱缩、紧致、变干，因此硬度、咀嚼度变大。弹性、黏聚性、回复性均为经第1次压缩后第2次压缩时所检测样品的回复能力和抗压程度，温度升高、加热时间延长会使肌肉内部结构致密，按压肌肉后回复能力变差。在同一温度条件下，空气油炸的鱼块硬度和剪切力显著高于传统油炸，可能原因是空气油炸处理的鱼肉直接暴露在热空气中，热空气带走鱼块外部更多水分。

图3 传统油炸（a）和空气油炸（b）对高白鲑鱼块剪切力的影响Fig.3 Effect of the frying methods on the shearing force of C.peled meat

表3 传统油炸对高白鲑鱼块TPA的影响Table 3 Effects of deep frying on TPA properties of C.peled meat

表4 空气油炸对高白鲑鱼块TPA的影响Table 4 Effects of air frying on TPA properties of C.peled meat

比较而言，传统油炸170 ℃-100 s、180 ℃-80 s、180 ℃-100 s，空气油炸170 ℃-12 min、170 ℃-14 min，180 ℃-10 min、180 ℃-12 min、180 ℃-14 min处理后的鱼块可获得相对较好的油炸食品口感。Gao Yujing等[20]研究表明具有低硬度或咀嚼度过软的油炸产品往往不受欢迎，但过高的硬度或咀嚼度并不一定意味着更好的品质。本实验结果中传统油炸180 ℃-100 s，空气油炸170 ℃-14 min、180 ℃-14 min、180 ℃-12 min条件下的鱼块出现了肉质过硬、干柴的情况，无法达到油炸食品良好的酥脆口感。综合质量损失率、色泽、质构及外观结果，以达到最佳油炸效果为考察指标，筛选出传统油炸170 ℃-100 s、180 ℃-80 s，空气油炸170 ℃-12 min、180℃-10 min为较优高白鲑鱼块油炸条件。

2.2 2 种油炸方式对高白鲑鱼肉基本营养成分的影响

油炸食品的含油量是影响油炸食品品质和消费者行为的重要因素之一。经传统油炸工艺（170 ℃-100 s、180 ℃-80 s）处理得到的高白鲑鱼肉，脂肪质量分数分别为18.68%、20.33%，如表5所示，均高于空气油炸鱼肉中脂肪含量，空气油炸对比传统油炸工艺处理下的鱼肉能达到降低脂肪含量的效果。原因可能是传统油炸采用鱼肉浸入热油中熟化，鱼肉组织之间浸入了大量油脂。空气油炸的加热介质是热空气，因此后者残油小于前者。Bouchon等[21]在对炸制薯条研究时发现，炸制过程样品内部细胞脱水，蒸发的部分水被煎炸油所取代，这与本实验结果一致。也有研究表明，在油炸过程中，产品性质、工艺参数（如产品成分、温度、加热时间）的变化都会改变产品的含油量[22]，这也可解释本研究中2 种油炸方式下鱼肉脂肪含量具有差距的原因。对于空气油炸获得的高白鲑鱼肉脂肪含量数值并不是很低的原因可能与高白鲑本身脂肪含量较高（质量分数约为11.83%～17.69%[23]）有关。

表5 2 种油炸方式对高白鲑肌肉水分、粗蛋白、脂肪含量的影响Table 5 Effects of the frying methods on moisture, crude protein and lipid contents of C.peled meat

经传统油炸处理高白鲑鱼块的含水量高于空气油炸鱼块的含水量，如表5所示。有研究表明，油炸样品的水分含量取决于样品油炸温度和样品本身状态等因素[24]。传统油炸下温度使外源油脂迁移到鱼肉组织内部，使水分快速蒸发；空气油炸则是由热空气带走水分。烹饪过程会导致鱼肉蛋白质的损失[25]，空气油炸鱼肉的粗蛋白含量略高于传统油炸，可能与该工艺中的循环热源相较传统油炸高温对鱼肉蛋白质破坏程度不同有关。

2.3 2 种油炸方式对高白鲑鱼肉挥发性风味物质的影响

鱼肉风味形成的主要原因涉及加工过程中脂肪氧化、水解反应产生醛、酮、酯类化合物，氨基酸、蛋白质、还原糖相互反应生成风味化合物等方面。2 种油炸方式处理后的鱼肉中均检测出40 种挥发性化合物，其中烷烃16 种、醇类4 种、醛类5 种、酮类2 种、酯类4 种、杂环类9 种，如表6所示。

表6 2 种油炸方式下高白鲑肌肉挥发性风味成分的气相色谱-质谱结果Table 6 GC-MS identification of volatile flavor compounds in C.peled meat samples processed using different frying methods

醛类阈值低，对鱼肉风味有较大影响[26]。2 种油炸方式处理后的鱼肉中仍存在呈腥味的壬醛、2,4-癸二烯醛[27]等醛类物质，较生鱼肉中普遍存在的醛类物质（己醛、2,4-癸二烯醛等[28]等）有所减少，但仍存在。空气油炸熟化的高白鲑鱼肉也会产生与油炸风味[29]相关的反-2-辛烯醛。同时，从空气油炸后的高白鲑鱼肉中检测到与风味相关的主要醇类化合物为3-辛烯-1-醇、3,5,5-三甲基环己醇。其中3-辛烯-1-醇具有蘑菇的鲜味香气，是亚油酸氢过氧化物的降解产物，也是熟鱼肉香气的重要组成成分[30]。传统油炸170 ℃-100 s、180 ℃-80 s，空气油炸170 ℃-12 min条件下处理的鱼肉中3-辛烯-1-醇含量分别为11.36h 10-2、10.61h 10-2、19.60h 10-2μg/g，远高于空气油炸180 ℃-10 min条件下鱼肉中该物质含量2.23h 10-2μg/g。这可能与空气油炸工艺下的循环加热模式及高温条件使3-辛烯-1-醇的风味前体物质分解损失，导致挥发出相应的风味物质较少有关。3,5,5-三甲基环己醇具有传统油炸形成的油脂味。传统油炸和空气油炸处理后鱼肉中吡嗪类化合物含量较高、种类较多，这可能是由于高温条件促生对烘烤、焦香起主导的风味物质，这类挥发性物质有烤制食品香气。此外，鱼肉熟化时还会产生呋喃、苯环类挥发性物质，尤其是呋喃类化合物能够产生焦香味[31]。总体上，2 种工艺获得的鱼肉挥发性风味物质在组成上具有相似性，空气油炸可在风味上达到替代传统油炸的目的。

2.4 2 种油炸方式对高白鲑鱼肉游离氨基酸、呈味核苷酸的影响

对传统油炸、空气油炸2 种油炸方式下的高白鲑鱼肉进行21 种游离氨基酸、6 种呈味核苷酸的检测后采用PLS-DA确定游离氨基酸、核苷酸的差异性，结果如图4所示。PLS-DA可在总体上使样本归类，在尽可能提取包含自变量更多信息成分的基础上，保证提取成分与因变量间最大相关性[32]，从总体上分析不同油炸条件对鱼肉游离氨基酸、呈味核苷酸的相关性和差异性。图4a为PLS-DA得分图，其中空气油炸170 ℃-12 min、180 ℃-10 min条件所代表的区域与传统油炸170～100 s所代表的区域交叉，表明在适宜条件下空气油炸鱼肉的游离氨基酸、呈味核苷酸组成能达到与传统油炸类似的结果。游离氨基酸和呈味核苷酸是鱼肉中主要的鲜味物质，2 种加工方式均能使鱼肉发生美拉德反应，鱼肉中保留或产生的鲜味物质进一步影响鱼肉的游离氨基酸、核苷酸组成[33]。图4b提供了游离氨基酸、核苷酸的位置分布信息，在空气油炸170 ℃-12 min条件下处理的鱼肉其游离氨基酸、核苷酸主要分布在第2、3象限，该条件保留较多的鲜味核苷酸如肌苷酸、鸟苷酸、胞苷酸、腺苷酸。图4c变量权重（variable importance in projection，VIP）是PLS-DA载荷的加权平方和，可用来解释每个维度中Y的变化量。由PLS-DA鉴定的重要化合物（VIP＞1）见图4c，一般当VIP值大于1时，变量为潜在的差异成分[34]。结果表明，空气油炸鱼肉在适宜条件下能达到与传统油炸鱼肉类似的游离氨基酸、核苷酸组成。

图4 2 种油炸方式下高白鲑鱼肉游离氨基酸、呈味核苷酸PLS-DA图Fig.4 PLS-DA analysis of free amino acids and taste-active nucleotides of C.peled meat samples processed using different frying methods

2.5 感官评价及定量描述性分析

图5 4 种油炸条件下高白鲑鱼肉的定量描述性分析图Fig.5 Quantitative descriptive analysis of sensory characteristics of fried fish meat samples processed under different frying conditions

通过对4 种油炸条件下的鱼块进行感官评分，由图5可知，空气油炸的鱼肉腥味较淡，香气和色泽能达到与传统油炸较为一致的水平，同时减少了传统油炸鱼肉的油脂味和咀嚼时油脂在口腔逸出的黏口感。与风味、色泽、质构的数据在一定程度上具有一致性。

3 结 论

经筛选确定高白鲑鱼块的传统油炸和空气油炸各两组工艺参数，均可控制得到适宜损失率，良好质构、色泽和外观。空气油炸处理后高白鲑鱼块脂肪含量均低于传统油炸鱼块脂肪含量；其挥发性风味物质与传统油炸鱼块类似，含量略有差异；空气油炸处理后的鱼块游离氨基酸、呈味核苷酸与传统油炸170 ℃-100 s结果相似，与传统油炸180 ℃-80 s差异较大，二者感官结果也具有一定类似性。综上，空气油炸使食物达到传统油炸效果（质地、外观、风味、感官）的同时减少了油脂的使用，降低脂肪含量，可成为传统油炸工艺的替代。