响应面法优化油炸挂糊肉片的减脂工艺

陈文卓，邓 勇，张炜祥，戴一朋，曹 晖

（扬州大学 旅游烹饪学院·食品科学与工程学院，江苏扬州 225127）

油炸挂糊食品一直深受全国各地食客的喜爱，其代表菜众多，如东北锅包肉、松鼠桂鱼、炸蚕蛹等[1-2]。挂糊是中国烹调中常用的一种技法，业界称之为“着衣”，即在经过刀工处理的原料表面包裹一层糊浆。在油炸过程中，黏性糊浆受热后会凝成一层薄膜，使原料中的水分、营养成分和鲜味不致外溢，同时也起到保持原料形状、增加菜肴美感的作用。而且以这种方式制作的菜肴具有酥脆可口、鲜嫩多汁、唇齿留香的特点，深受消费者的喜爱[3]。但传统挂糊菜品因需要经过油炸，成品脂肪含量较高，长期食用会造成脂肪摄入超标，导致肥胖和心血管疾病等的病发率升高[4]。因此，国内外学者对有效降低挂糊食品的脂肪含量并提高食品品质这类问题进行了大量研究。目前，很多研究人员专注于在外裹糊中添加蛋白质或非蛋白质亲水胶体来降低油炸挂糊食品的脂肪含量[5]。DOGAN等[6]研究发现小麦分离蛋白、大豆分离蛋白及鸡蛋蛋白均能降低油炸鸡肉块外壳的脂肪含量。MEYERS等[7]研究发现羟丙基甲基纤维素（Hydroxypropyl Methyl Cellulose，HPMC）之间的疏水相互作用会形成凝胶屏障，从而有效减少吸油量。而甲基纤维素（Methyl Cellulose，MC）因具有良好的成膜能力被广泛应用于食品等领域[8]。PINTHUS等[9]在研究油炸甜甜圈和沙拉三明治球时发现，MC较粉状纤维素（Powdered Cellulose，PC）能更显著地减少油的吸收量。MUKPRASIRT等[10]研究发现在大米与小麦混合面糊中加入MC可减少脂肪的吸收。本文在对MC研究的基础上以油炸挂糊肉片为例，在面糊中添加不同浓度MC，同时优化其油炸工艺，达到减脂的目的。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦面粉，金龙鱼丰益贸易私人有限公司；马铃薯淀粉，南京甘汁园糖业有限公司；双效泡打粉，南京华飞口碱厂；盐，中国盐业股份有限公司；MC（食品级），广州馨之味食品配料商城；猪肉，扬州市汊河集贸市场；石油醚（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；苏果大豆油，扬州市华润苏果超市。

1.2 仪器与设备

TMS-Pro/Touch物性分析仪，北京盈盈恒家科技有限责任公司；DHG-9055A鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；SZC-C脂肪测定仪，上海纤检仪器有限公司；BBA124S 224S分析天平，欧莱博有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 油炸挂糊肉片的制备

油炸挂糊肉片的制备工艺为猪里脊肉→解冻→切成片状（4 cm×2.5 cm×0.5 cm）→腌制15 min→挂糊→油炸→冷却至室温→成品。

面糊基本组成：马铃薯淀粉15 g、小麦面粉10 g、泡打粉0.25 g、食盐0.25 g和水25 g。

1.3.2 油炸挂糊肉片指标测定

（1）脂肪含量测定。参照食品中脂肪测定的国家现行标准，利用脂肪测定仪测定挂糊肉片的脂肪 含量[11]。

（2）水分含量测定。参照食品中水分测定的国家现行标准[12]。

1.3.3 油炸挂糊肉片感官评价

评分标准参考张令文等[13]的方法，见表1。感官评分=色泽评分×25%+外观评分×20%+气味评分×25%+口感评分×30%。

表1 挂糊肉片的感官品质评分标准表

1.3.4 油炸挂糊肉片减脂工艺单因素试验

（1）MC添加量对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响。面糊中MC添加量分别选取0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%，其他因素固定：油炸温度180 ℃，油炸时间240 s，以确定较优MC添加量。

（2）油炸温度对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响。油炸油温依次设定为140 ℃、160 ℃、180 ℃、200 ℃ 和220 ℃，其他因素固定：油炸时间240 s，MC添加量0.8%，以确定较优油炸温度。

（3）油炸时间对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响。油炸时间分别设定为120 s、180 s、240 s、300 s和360 s，其他因素固定：油炸温度180 ℃，MC添加量0.8%，以确定较优油炸时间。

1.3.5 油炸挂糊肉片减脂工艺响应面试验

在单因素试验的基础上，根据MC添加量、油炸时间、油炸温度3个因素的较优区间，以脂肪含量和感官评分为指标进行响应面优化试验，因素水平编码表见表2。

表2 因素水平编码表

1.3.6 数据处理

利用EXCEL软件对单因素试验数据进行处理，分析不同因素对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响趋势，使用响应面分析软件Design Expert 8.0.6对单因素试验中得出的数据结果进行分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验分析结果

2.1.1 MC添加量对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响

由图1可知，油炸挂糊肉片脂肪含量随MC添加量的增加呈先下降后上升的趋势，当MC添加量为1.0%时脂肪含量最低。油炸挂糊肉片脂肪含量较高的原因为油脂吸附于肉片表层，在炸制时糊浆受热形成外壳，同时水分逸出，于外壳形成孔隙，导致油脂渗入[14]。在挂糊肉片糊浆中添加适量MC可有效提高糊浆稠度，从而提高糊浆持水性，降低脂肪含量。当MC添加量为1.2%时脂肪含量升高，原因可能为MC浓度高使糊浆过于黏稠，挂糊率提高但不均匀；或厚重外膜在高温热油中产生的气泡破裂，导致外膜完整性变差，油脂经破裂孔隙进入外壳内部[15]。因此，选择响应面试验的MC添加量为0.8%、1.0%、1.2%。

图1 MC添加量对肉片脂肪含量的影响

2.1.2 油炸温度对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响

由图2可知，油炸挂糊肉片脂肪含量随着油炸温度的升高呈先上升后下降的趋势，当油炸温度为180 ℃时脂肪含量最高。炸制初期脂肪含量随油温升高而增加，而油温大于180 ℃时脂肪含量呈下降趋势，其原因可能为温度过高，挂糊肉片表面水分挥发过快而炸焦，形成坚硬外壳且内部孔隙减少，油脂渗入量减少[16]。220 ℃油温炸制肉片有明显焦糊味，口感差并伴有苦味，140 ℃油温炸制肉片未完全成熟，不宜作为试验条件。因此，选择响应面试验的油炸温度为160 ℃、180 ℃、200 ℃。

图2 油炸温度对挂糊肉片脂肪含量的影响

2.1.3 油炸时间对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响

由图3可知，油炸挂糊肉片脂肪含量随着油炸时间加长呈不断升高趋势。随油炸时间的延长，挂糊肉片内水分蒸发，于外壳形成空隙使油脂渗入造成脂肪含量升高[17]。油炸时间120 s的挂糊肉片外壳呈白色且有明显肉腥味，肉片未成熟；油炸时间360 s 的挂糊肉片外壳呈焦黄色且肉质较柴，不宜作为试验条件。综上，选择响应面试验的油炸时间为180 s、240 s、300 s。

图3 油炸时间对挂糊肉片脂肪含量的影响

2.2 响应面试验分析

2.2.1 响应面试验结果

利用Design Expert 8.0.6软件中的BOX-Behnken试验方法对单因素试验中得出的数据结果进行分析，具体数据见表3。

表3 响应面试验设计与结果

2.2.2 脂肪含量回归方程及方差分析结果

（1）脂肪含量回归方程的确定。设产品脂肪含量为Y2，油炸温度为A，油炸时间为B，MC添加量为C，则函数关系式为Y2=22.49+2.24A+6.78B-2.19C+ 0.59AB+0.37AC-3.20BC+0.66A2-0.095B2+0.76C2。

（2）脂肪含量回归方程的方差分析结果。由表4可知，回归模型P＜0.0001，表明该模型拟合程度显著，失拟项P＞0.05，模型失拟不显著，与试验值误差较小。模型决定系数R2与校正决定系数R2Adj的差值为0.0129＜0.2，变异系数（CV）=3.65%＜10%， 表明该模型准确程度高、可信度高，因此可用该模型探究油炸挂糊肉片的优化工艺。

表4 回归模型的方差分析结果（脂肪含量）

由F值可知，3个因素对油炸挂糊肉片脂肪含量的显著性顺序为B＞A＞C。此外，油炸温度、油炸时间、MC添加量3个因素对感官评价的影响显著，油炸温度和油炸时间、油炸温度与MC添加量交互作用影响不显著，油炸时间与MC添加量交互作用影响显著[18]。

（3）油炸挂糊肉片脂肪含量的各因素交互作用分析。由图4可知，油炸温度与油炸时间交互作用不显著，油炸时间方向的高度差大于油炸温度方向的高度差，表明油炸时间比油炸温度的影响更大。油炸温度与MC添加量间交互作用不显著，油炸温度方向的高度差大于MC添加量方向的高度差，表明油炸温度比MC添加量的影响更大。油炸时间与MC添加量间交互作用显著，油炸时间方向的高度差大于MC添加量方向的高度差，表明油炸时间比MC添加量的影响更显著。因此，就降低油炸挂糊肉片脂肪含量的显著性影响而言，油炸时间（B）＞油炸温度（A）＞MC添加量（C），结果与极差分析结果一致。

图4 因素交互作用对脂肪含量的响应面图

2.2.3 感官评分回归方程的确定以及其方差分析结果

（1）感官评分回归方程的确定。设感官评价为Y1，油炸温度为A，油炸时间为B，MC添加量为C，则函数关系式为Y1=81.17+12.19A+6.64B-2.08C+2.3AB-4.26AC+1.21BC-8.19A2-10.75B2-4.97C2。

（2）感官评分回归方程的方差分析结果。由表5可知，回归模型P=0.0001，表明该模型拟合程度具有显著性，失拟项P＞0.05，模型失拟不显著。模型决定系数R2和校正决定系数R2Adj差值为0.0351＜0.2，变异系数（CV）=4.65%＜10%，表明该模型准确程度高、可信度高，因此可用该模型对油炸挂糊肉片的优化工艺进行分析。

表5 回归模型的方差分析结果（感官评分）

由F值可知，3个因素对感官评分的显著性影响顺序为A＞B＞C。油炸温度、油炸时间对感官评价的影响显著，MC添加量对感官评价的影响不显著。油炸时间与MC添加量的交互作用不显著，油炸温度与油炸时间、油炸温度与MC添加量的交互作用影响显著[18]。

（3）挂糊肉片感官评分的各因素交互作用分析。由图5可知，油炸时间与MC添加量间交互作用不显著，油炸时间方向的高度差大于MC添加量方向的高度差，说明油炸时间对感官评分的影响较大。MC添加量与油炸温度间交互作用显著，油炸温度方向的高度差大于MC添加量方向的高度差，表明油炸温度比MC添加量的影响更显著。油炸时间与油炸温度间交互作用显著，油炸温度方向的高度差大于油炸时间方向的高度差，表明油炸温度比油炸时间的影响更显著。因此，就提高油炸挂糊肉片感官评分的显著性影响而言，油炸温度（A）＞油炸时间（B）＞MC添加量（C），结果与极差分析结果一致。

图5 因素交互作用对感官评价影响的响应面图

2.3 最佳工艺的确定及验证

通过Design Expert 8.0.6软件分析得到最佳工艺为油炸温度189.59 ℃、油炸时间209.79 s、MC添加量0.93%，此条件下感官评价分数为79.56分，脂肪含量为18.96%。选取油炸温度190 ℃，油炸时间210 s，MC添加量0.95%进行验证试验。结果表明，在此条件下油炸挂糊肉片感官评分为80.12分，与模拟预测值的误差为0.56分，含油量为19.09%，与模拟预测值的误差为0.13%。误差值小于1，由此验证了模拟预测值的准确性较高[15]。

3 结论

本文探讨了MC添加量、油炸温度和油炸时间对油炸挂糊肉片脂肪含量的影响，应用响应面优化法得到油炸挂糊肉片的最佳工艺，其参数为油炸温度190 ℃、油炸时间210 s、MC添加量0.95%，此条件下挂糊肉片脂肪含量为19.09%，感官评分为80.12分。该条件下的挂糊肉片仍保留了传统工艺制得产品色泽金黄、香气浓厚、酥脆适口和滋味咸鲜的特点，但较传统工艺更低脂、健康。