甲基纤维素对面糊流变性能及油炸挂糊肉片油脂渗透的影响

戴一朋，章海风，凌晓冬，李梦倩，曹 晖

（扬州大学旅游烹饪食品科学与工程学院，江苏扬州 225127）

油炸挂糊肉片作为中国传统油炸挂糊菜肴的一种，因其风味独特、口感丰富等优点广受消费者的喜爱。挂糊可在肉片表面形成一层保护膜，阻隔肉片在油炸过程中直接与油脂接触，可以有效地避免水分与风味的损失，同时也极大地保护了营养成分[1]。然而，在某些情况下油炸挂糊食品的脂肪含量高达总食品质量的三分之一，过量的摄入可能会导致肥胖[2]和心血管疾病[3]。因此如何有效地降低油炸挂糊食品脂肪含量成为国内外研究人员的研究方向。

目前常见降低脂肪含量的方法有调整油炸工艺[4]、减少原料暴露在油中的表面积[5]、面糊配方中添加亲水性和热凝胶性的食品胶体等[6-7]。其中食品胶体因其良好的持水性与粘性，易在原料表面形成结构紧密的保护层，阻止油脂的渗透而逐渐成为国内外的研究热点[8]。Pongsawatmanit等[9]研究发现，在以小麦粉和木薯淀粉为原料制备的面糊中添加0.5%羧甲基纤维素可以显著降低预油炸鸡翅的含油量，同时改善其质构品质。解丹等[10]研究表明与对照组相比，加入亲水胶体可以明显降低油炸外裹糊鱼块外壳与鱼块的脂肪含量，其中当黄原胶的添加量为0.4%时脂肪含量最低，分别为17.96%和1.01%。甲基纤维素（MC）作为具有热凝胶性的食品胶体，可以在各种温度下保持其凝胶的性能[11]。这种特殊的性能使得添加MC的油炸食品能更好地避免水分的损失，同时产品的硬度与弹性也得到提高[12]。目前国外对MC的研究在可食用涂层的基础上[13]，开始尝试在面糊中直接添加MC。Salvador等[14]研究了在面糊中添加甲基纤维素对不同食品基质的油炸产品品质的影响。结果表明添加甲基纤维素可以在降低油炸食品含油率的同时不影响食品原本的口感和香气。而国内对甲基纤维素的研究还停留在可食用涂层方面[15]，对面糊中直接添加甲基纤维素的研究却鲜见报道。同时对面糊添加MC后对其流变性能、热特性影响以及脂肪含量降低机理探讨的研究报道也较少。

本文在前期研究人员对甲基纤维素研究的基础上，通过在面糊中添加不同浓度的MC来考察MC在降低油炸挂糊肉片脂肪含量方面的作用并结合动态流变和热特性实验对其机理进行探讨，旨在拓宽MC在国内的应用市场，为制作低脂油炸挂糊食品提供新的思路与方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猪里脊肉 扬州市汊河集贸市场（置于-18 ℃冰箱中储存）；苏果大豆油 扬州市华润苏果超市；高筋小麦粉 益海嘉里食品营销公司；马铃薯淀粉南京甘汁园糖业有限公司；双效泡打 南京华飞口碱厂；食用盐 中国盐业股份有限公司；甲基纤维素（食品级） 广州馨之味食品配料商城；石油醚（分析纯）

国药集团化学试剂有限公司；苏丹红B（分析纯）天津市科密欧化学试剂有限公司。

哈克MARSIII流变仪 赛默飞世尔科技公司；TMS-PRO质构仪 北京盈盛恒泰科技有限责任公司；DSC-8500差示扫描量热仪 美国PerkinElmer公司；SZC-C脂肪测定仪 上海纤检仪器有限公司；Motic-BA310Pol数码显微镜 麦克奥迪实业集团有限公司；数显式肌肉嫩度仪 东北农业大学工程学院；CHROMA METER CR-400色差仪 杭州柯盛行仪器有限公司；YJ-22油炸锅 浙江金华雁极电器有限公司；TASI-TA600红外测温仪 苏州特安斯电子有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 面糊的制备 按照表1配方制备面糊[1]。将高筋小麦粉、马铃薯淀粉、MC、泡打粉、食用盐混合均匀后，加入水搅拌均匀备用（以水的质量为基准）。

表1 面糊配方（%）Table 1 Batter formula(%)

1.2.2 工艺流程 猪里脊肉→流水解冻→切成长7 cm宽3 cm厚0.5 cm片状→加0.5 g盐和10 mL料酒腌制10 min→挂糊→180 ℃油炸4 min→冷却到室温→产品

1.2.3 挂糊率的测定 将肉片浸入各面糊中10 s，取出让面糊自然滴下10 s，考察MC的添加量对面糊挂糊效果的影响[16]。按照下式计算挂糊率。

式中：m1为挂糊前面糊的总质量，g；m2为挂糊后面糊总质量，g；m3为肉片总质量，g。

1.2.4 黏度的测定 面糊在室温下搅拌均匀，选用4号转子在12 r/min转速下测定各面糊的黏度[17]。

1.2.5 动态流变的测定 取1.2.1中制备好的面糊，95 ℃水浴15 min使其糊化完全，冷却后将糊化后的样品放在直径为35 mm，间距为1 mm的平板上，加上盖板，将样品的多余部分刮掉，并在样品周围涂上一圈矿物油，以防止水分蒸发。频率扫描条件：温度25 ℃、应变0.1%、扫描范围为0.1～10 Hz，以此测定样品的黏弹性[18]。

1.2.6 热特性的测定 采用差示扫描量热仪考察甲基纤维素的添加量对面糊的热特性变化。取1.2.1中的糊粉3 mg左右于铝制坩埚中，添加1倍样品质量的去离子水，密封，平衡水分24 h后测定。测定条件：测试范围为25～100 ℃，加热速率为10 ℃/min。记录样品起始温度、峰值温度、终值温度、峰值宽度、糊化焓值[19]。

1.2.7 油脂含量的测定 参考GB 5009.6-2016《食品中脂肪的测定》[20]，将1.2.2制备好的油炸挂糊肉片外壳与肉分离，利用索氏提取法分别测定外壳和肉的脂肪含量。

1.2.8 水分含量的测定 参考GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》[21]，将1.2.2制备好的油炸挂糊肉片外壳与肉分离，利用直接干燥法分别测定外壳与肉的水分含量。

1.2.9 苏丹红染色实验 0.5 g的苏丹红染料加入到1 L的大豆油中，在60 ℃下加热4 h，使染料充分溶解，替代1.2.2中的大豆油进行样品的制备，将制备好的样品取2 mm薄片在数码显微镜4倍物镜下观察染色情况[15]。

渗透深度：将数码显微镜观察到照片利用自带的软件进行处理，测量样品截面呈红色的长度，每个截面取多个点测定，即为油脂的渗透深度。

1.3 数据处理

所有实验均重复3次，结果用平均值±标准偏差表示。采用Origin2019和Excel2019绘制图表，采用SPSS19.0进行差异显著性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 MC的添加量对面糊挂糊率和黏度的影响

MC添加量对面糊挂糊率和黏度的影响结果如图1所示。图1表明面糊的黏度随着甲基纤维素添加量的增加呈现上升的趋势，且不同添加量之间差异显著（P＜0.05）。未添加甲基纤维素面糊黏度仅为3.32×103cP，当添加量为1.2%时，面糊黏度高达3.32×104cP。这可能是因为MC含有大量的甲基醚基，这些醚基于纤维素相连，增加了纤维素的水溶性，利于面糊中的直链和支链淀粉进行相互作用，从而改变了面糊的黏度[22]。

图1 MC添加量对面糊黏度的影响Fig.1 Effect of MC addition on viscosity of batter

图2 表明随着甲基纤维素添加量的增加，面糊的挂糊率呈现先上升后下降的趋势，从43.75%提高到78.95%（甲基纤维素添加量分别为0%和1.0%）（P＜0.05）。这可能是因为随着添加量的增加，面糊的黏度不断的上升，原料表面被包裹的面糊增多，从而挂糊率不断上升。但是当MC添加量为1.2%时，过大的黏度会使挂糊不均匀，表现出挂糊率的下降。

图2 MC添加量对面糊挂糊率的影响Fig.2 Effect of MC addition on the pick-up rate of batter

2.2 MC添加量对面糊流变性质的影响

面糊在正式加工中会处于动态变化中，其动态流变对油炸挂糊肉片品质的控制也具有一定的影响[23]。MC添加量对面糊动态流变的影响如图3所示。对比图3A、图3B、图3C可知，该面糊的弹性模量一直大于黏性模量，即正切值小于1，说明该面糊在高温下是一种处于弹性的流体性质。随着MC的增加提高了该面糊的弹性模量和黏性模量的值，表明MC的添加增强了面糊在外力作用下的稳定性。这可能是因为当MC添加到面糊中，随着温度的升高，氢键被打断，溶剂化水分子从链上解离，水合程度降低，分子间的缔合增加，产生胶凝，从而表现为面糊的粘弹性不断增加[24]。与对照组相比，添加MC后tanδ值明显降低，且随着MC添加量的增加呈现下降的趋势，说明MC的添加加快了面糊中复合凝胶的形成，从而减少了样品在油炸时水分的蒸发以及油脂的渗透[25]。这可能是因为添加MC会增强面糊中面筋的网络结构，有利于MC与面糊中蛋白质、淀粉等物质结合形成复合物，加大了面糊中高分子物的含量和聚合度[26]。

图3 MC添加量对面糊动态流变的影响Fig.3 Effect of MC addition on dynamic rheology of batter

2.3 MC添加量对面糊热特性的影响

由表2可知，添加MC后，峰值温度没有显著差异（P＞0.05），起始温度下降，MC添加量在0.4%～0.8%范围时终值温度上升，峰值宽度增加，糊化焓值有所升高且差异性显著（P＜0.05），说明MC的添加提高了面糊的热稳定性。随着添加量的增加，起始温度呈现下降的趋势，可能是因为MC含有的甲基醚基易阻止纤维素分子间的缔合，减弱了破坏这些作用所需的能量，从而表现出起始温度下降[27]。而当MC添加量为0.4%～0.8%范围时，终值温度、峰值温度以及糊化焓值内均呈上升的趋势，可能是因为添加MC后的面糊在加热后由于大量氢键被打断，水合程度降低，表现出分子间缔合增加，产生胶凝，从而延长了面糊的糊化过程[24]。而糊化过程的延长则增强了面糊胶凝的程度，面糊糊化更加充分，原料表面形成的保护膜也更加稳定，从而有利于避免水分过多蒸发以及营养素的流失[28]。

表2 MC添加量对面糊的热特性的影响Table 2 Effect of MC addition on thermal properties of batter

2.4 MC添加量对油炸挂糊肉片脂肪含量和水分含量的影响

MC添加量对油炸挂糊肉片脂肪含量和水分含量的影响如图4和图5所示。由图4和图5可以得出，与对照组相比，MC可以有效地减少油炸挂糊肉片壳与肉的脂肪含量以及增加其壳与肉的水分含量（P＜0.05）。且添加量为1%时外壳和肉的脂肪含量最低，分别为14.29%、3.05%；外壳与肉的水分含量最高，分别为32.23%、62.84%。

图4 MC添加量对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响Fig.4 Effects of MC addition on fat content of fried pork slices

图5 MC添加量对油炸挂糊肉片水分含量的影响Fig.5 Effects of MC addition on moisture content of fried pork slices

这可能是因为挂糊肉片油炸时，高温使得肉片表面水分迅速蒸发，油脂大量渗入，而加入MC后，MC在高温下快速形成凝胶，面糊中的分子间缔合紧密，形成致密的网络结构，外壳的屏障作用加强，避免了水分的蒸发，从而阻隔了油脂的渗透[29]。随着添加量的增加，壳和肉的脂肪含量均呈现先下降后上升的趋势，水分含量则均呈现先上升后下降的趋势。这可能是因为过高的黏度导致面糊的表面光滑度下降，油炸时外壳缝隙增大，加速了水分的蒸发和油脂的渗透，表现出壳和肉的水分含量减少、油脂含量增加[30]。

2.5 面糊流变性能对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响

不同MC添加量面糊的流变性能对油炸挂糊肉片外壳脂肪含量的影响如图6所示。随着MC添加量的增加，面糊的弹性模量从33100 Pa不断上升至66194 Pa，脂肪含量则从36.70%下降到14.29%，呈现较为明显的下降趋势。弹性模量的不断增加增强了面糊在外力作用下的稳定性，分子间的缔合更加紧密，易形成凝胶层，有效地避免了原料在高温油炸时水分的大量蒸发，阻挡了油脂的渗透，表现出外壳脂肪含量的不断下降。同时壳层也起到了物理屏障的作用，阻止了油脂渗透到内部，表现出肉的脂肪含量也呈现下降的趋势。

图6 面糊流变性能对油炸挂糊肉片外壳脂肪含量的影响Fig.6 Effects of rheological properties of batter on the fat content of shell of fried pork slices

2.6 MC添加量对油脂渗透情况的影响

苏丹红是一种脂溶性的染料，常用来反映油炸明MC具有抑制油炸挂糊肉片脂肪渗透的效果，且当添加量为1%时，苏丹红渗透深度最小，仅为0.08 mm。而添加量为1.2%时，面糊黏度增大，裹糊不均匀[30]，可能导致壳层表面产生缝隙，利于油脂的渗透，从而渗透深度增加，染色面积增大，脂肪含量上升。这个结果也与2.4中油炸挂糊肉片外壳和肉脂肪含量的变化趋势一致。食品中油脂的分布与渗透情况[31]。图7反映了不同添加量MC对油炸挂糊肉片染色的截面图，红色的区域表示苏丹红染色面积的大小。通过观察可得，脂肪主要集中在外壳以及外壳与肉的交界处，几乎没有达到核心区域，壳层的脂肪含量明显大于内部的脂肪含量。

图7 不同添加量MC的油炸挂糊肉片苏丹红染色图Fig.7 Sudan red chromatogram of fried meat slices with different amount of MC

在观察苏丹红染色的基础上，计算油脂的渗透深度，结果如图8所示。与对照组相比，随着MC添加量的增加，其渗透深度显著降低（P＜0.05）。这说

图8 MC添加量对油炸挂糊肉片苏丹红渗透深度影响Fig.8 Effects of MC addition on the penetration depth of Sudan red in fried pork slices

3 结论

本研究通过在面糊中直接添加甲基纤维素来考察其对面糊流变性能、热特性及油炸挂糊肉片脂肪含量的影响。结果表明MC添加量在在0.4%～1.0%时，面糊的挂糊率以及黏度均呈现上升的趋势。其次MC有利于面糊黏弹性凝胶的形成，形成良好的物理屏障，阻止油脂的渗入，同时也有助于面糊热稳定性的提高，延长了面糊糊化的过程。最后面糊中添加MC能有效抑制油脂的渗透，且当MC添加量为1%时，油炸挂糊肉片外壳与肉的脂肪含量最低分别为14.29%和3.05%，与对照组相比分别降低了61.06%和31.15%，此时油脂渗透深度最小，仅为0.08 mm。本研究结果结合流变学探讨了甲基纤维素对油炸挂糊肉片脂肪含量影响的机理，并对低脂挂糊食品的制作具有一定的指导意义。但甲基纤维素添加量过大会使得挂糊效果减弱的问题尚难以解决，今后可对甲基纤维素的性质进行更深的研究，改善其挂糊效果以及探讨其对挂糊食品在油炸过程中产生的伴生危害物的影响，从而更好地为油炸挂糊肉片的工业化生产提供理论依据。