可微波冷冻预油炸食品的研究进展

黄卉 徐依婷 李来好 魏涯 杨少玲 相欢

摘要：可使用微波炉重新加热的冷冻预油炸食品是目前最受消费者青睐的调理食品之一，但其加工过程中仍存在着许多问题。文章综述了预油炸食品在油炸、冷冻贮藏和微波复热三道工序中的品质控制以及改良措施，以期为可微波预油炸食品的加工提供参考。

关键词：预油炸；含油量；保水剂；微波复热；失脆

中图分类号：TS201.1      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2023）04-0216-05

Abstract： Frozen pre-fried foods which can be reheated in microwave ovens are one of the most popular prepared foods for consumers at present， but there are still many problems in their processing. In this paper， the quality control and improvement measures of pre-fried foods in the three processes of frying， frozen storage and microwave reheating are reviewed， in order to provide references for the processing of microwaveable pre-fried foods.

Key words： pre-frying; oil content; water-retaining agent; microwave reheating; loss of crispness

微波食品是一類依靠微波加热或微波烹调的预制食品。从20世纪80年代开始，微波食品就在美、日等发达国家快速普及，其中最主要的是冷冻预调理食品，如预制米饭、汤面、油炸鸡块/鱼块、油炸土豆片/条等。可微波复热的预油炸食品能够减少烹饪时间，降低烹饪强度，迎合了社会节奏的加快及人们对高品质生活的追求，因此具有十分广阔的发展前景。

微波食品常用的预制方式包括蒸、煮、炖、炒、炸等，家庭中常用的烹饪方式几乎都可以作为微波食品预调理的方式。其中，油炸的方式可以赋予食品特殊的香味和口感，是现阶段微波调理食品使用较多的预处理方式。然而，可微波冷冻预油炸食品存在着一些缺陷，如含油量高、贮藏品质不稳定、微波复热变软等，对产品的品质、食用健康等产生影响。文章综述了可微波冷冻预油炸食品在含油量、贮藏品质、加热品质等方面的控制措施，旨在为提升可微波冷冻预油炸食品的品质提供理论依据。

1 预油炸过程中食品吸油的机制和控油措施

1.1 油炸食品的吸油机制

油炸是指将油脂加热到较高的温度，对食品进行热加工的过程，整个油炸过程会涉及热量和质量的传递、食品结构的变化、食品表皮和内芯之间的温度梯度等。油炸过程中食品吸油现象在所难免，目前研究认可的吸油机制主要包括水油置换机制、冷却阶段的“毛细虹吸”现象以及表面活性剂理论。

水油置换机制是指在油炸过程中，水分的蒸发会导致食品表面出现孔隙和粗糙的外壳[1-2]，随着油炸时间的延长，水蒸气和其他化合物从食物迁移到油中，而水蒸气外逸留下的孔隙则会被油脂进入填满[3]。“毛细虹吸”现象的研究认为，在油炸食品出锅后的冷却阶段，食品表面的温度迅速降低，其表面孔隙和内部的水蒸气也随之凝结。在大气压的作用下，食品表面吸附的油脂会进入细小的孔隙和食品内部[4]。表面活性剂理论认为，油炸过程中会发生聚合、水解和氧化等化学反应，会导致挥发性和非挥发性化合物的形成，这些物质作为表面活性剂会使食品表面的张力降低，从而提高食品的吸油量[5]。

1.2 控制油炸食品含油量的措施

1.2.1 油炸前预处理

对食品进行预处理可以有效降低食品油炸后的含油量，而目前常用的预处理方法主要包括干燥处理、热烫处理以及超声处理等。

将原料进行预干燥处理后，食品内部的水分含量下降，会使得其内部结构更加致密，可以减少水分的蒸发和可用于水油置换的水分，最终降低油炸制品的吸油量。Wu等[6]在油炸马铃薯之前，使用红外辐射对马铃薯切片进行了脱水处理，发现与常规方法相比，经过红外处理的样品的总油含量至少降低了13.79%。孙洋等[7]对鲢鱼采用热风干燥进行脱水，发现未经脱水的鱼片油炸后的含油率可达16.8%，而经不同程度的脱水处理后，鱼片油炸后的含油率可大幅下降至4.12%～7.96%。预热烫处理可以使油炸制品减少多达80%的吸油量，且有研究发现，使用氯化钙溶液代替水来进行预热烫可以获得更好的控油效果[8]。因为热烫会使样品表面的淀粉凝胶化，从而阻止样品油炸时油脂的进入。另外，热烫的时间和温度也会影响控油的效果，Ngobese等[9]的研究发现，在低温条件下长时间热烫的样品和在高温条件下短时间热烫的样品相比，可以获得更好的控油效果。超声波可以应用于能够浸没在液体或渗透溶液中的食材，它会对食材产生交替的膨胀和压缩作用，在食物结构内形成微观通道，从而增强传质。Ayobami等[10]使用超声处理甘薯后进行油炸，发现和未经处理的甘薯相比，吸油量降低了65%～71%。而在Amaral等[11]的研究中，超声预处理并没有使油炸薯条的吸油量出现显著变化，但是经过超声处理的薯条相比于经过热烫处理的薯条有更好的色泽和抑菌效果。推测可能是超声处理的功率、频率以及处理时间的差异造成了结果的差异，还有待进一步的研究。

1.2.2 选择合适的油炸工艺

油炸温度和油炸时间是影响食品进油量的主要工艺参数，也是决定产品风味和品质的重要因素。有研究表明，油炸温度在160～180 ℃范围内最适宜，若油温过高，则会加快油的劣变速度，同时也会使出现发泡现象的时间提前，造成油的黏度升高，影响油炸过程中的传热，从而对油炸制品的质量产生不利影响。张婷婷等[12]研究了不同油炸时间（10，20，30，40 min）和油炸温度（140，160，180，200 ℃）对模拟马铃薯片油脂吸收的影响，发现样品的吸油量和油炸时间以及油炸温度总体呈正相关关系。杨海琦等[13]以小龙虾尾为原料，分别在130～170 ℃的大豆油中油炸40～120 s，发现油脂含量随着油炸温度的升高先下降后上升，且随着油炸时间的延长显著上升。

此外，采用新型的油炸技术，包括真空油炸技术和空气油炸技术等，也可以有效控制油炸过程中的吸油量。朱瑶迪等[14]以藕片为研究对象，对比了两种不同的油炸方式（传统油炸和真空油炸）对藕片吸油量和微观结构的影响，发现真空油炸的吸油率比传统油炸降低了30%，且藕片具有更好的感官品质。在Santos等[15]的研究中，使用了4种常见的油炸用油（葵花籽油、大豆油、菜籽油和橄榄油），对传统油炸和空气油炸的马铃薯进行了各方面的比较，结果表明，通过空气油炸工艺获得的油炸马铃薯平均减少了70%的脂肪含量。而Teruel等[16]的研究显示，空气油炸薯条所需的时间（21 min）较传统油炸薯条（9 min）更长。但目前关于新型油炸技术可以降低吸油量的机理研究较少。

1.2.3 改良面糊涂层

油炸过程中的吸油和失水现象都基本发生在食物表面，因为面糊涂层表面的微观结构和不规则性在裹粉油炸食品中起着关键作用[5]。因此，找到吸油性能差且具有良好持水性能的面糊涂层是减少吸油量最为直接有效的措施。目前，研究较多的可以用于降低吸油量的面糊涂层包括变性淀粉、纤维素醚、食用胶和蛋白质涂层。

Chaiwut等[17]在炸鸡的面糊配方中用20%（质量比）的木薯交联淀粉来代替小麦粉，发现炸鸡的相对油量减少了至少17%，且相对减油量与替代小麦粉的木薯淀粉的交联程度呈正相关。多种可食性物质复配涂膜的效果通常会优于单一物质， Jittra等[18]研究了海藻酸盐、羧甲基纤维素和果胶对油炸香蕉片吸油性能的影响，研究结果表明，添加果胶可以最显著地降低香蕉片的吸油量，同時获得的感官评分也最高。Giovanna等[19]还制备了乳清蛋白复配果胶的可食用薄膜，并测试了其作为油炸甜甜圈和炸薯条等食品的面糊涂层，两种油炸食品的含油量显著下降，分别下降了50%和25%。Rasha[20]将阿拉伯胶和从黑胡椒、红辣椒、姜黄、香菜和小茴香中提取的抗氧化剂进行了单独、二元和三元的结合，制成改性的阿拉伯胶涂膜并用于油炸马铃薯条。发现将红辣椒、姜黄和香菜的三元混合物（1.5%，质量和体积比）加入阿拉伯胶（1%，质量和体积比）涂层溶液（1∶2，质量和体积比）60 min，已可以显著抑制油脂的吸收（减少达84.1%）和丙烯酰胺的形成（减少达88%），而未改性的阿拉伯胶涂层只能减少45.8%的油脂吸收和20%的丙烯酰胺形成。

1.2.4 改变油炸介质

不同油炸介质在油炸过程中降解的程度和产品的吸油率也不尽相同。炸油中的不饱和脂肪酸含量增加时，食物对油脂的吸油量也随之增加。而当炸油中的饱和脂肪酸含量增加时，煎炸的稳定性会更好，但摄入过多的饱和脂肪酸很容易对人体健康造成更大的危害。此外，有研究表明黏度是影响油炸过程中和油炸后吸油的重要因素，使用低黏度的炸油可以最大限度地减少油的吸收[21]。因此，可以适当更改油炸食品用油的比例，以此来改善油炸食品的吸油量。

Kita等[22]研究发现，经过氢化处理的液态菜籽油的稳定性最佳，而使用固态油炸制的马铃薯片的含油量最低。Li等[23]通过研究完全氢化和非氢化菜籽油的混合物在油炸鸡块时的性能变化，发现混合氢化和非氢化油并调整比例可以减少饱和脂肪酸的含量以及提高煎炸用油的热稳定性，使得热分解产生的脂肪酸减少，油炸食品的含油量也随之降低。冯承等[24]发现在煎炸油比例为大豆油60%、棉籽油25%、玉米油10%、棕榈油5%时，制成的调和油本身性能最佳，且用其煎炸得到的食品含油量显著小于纯大豆油的油炸制品。然而，关于多种油类混合可以降低煎炸用油黏度和煎炸制品含油量的机制和原理还尚不明晰。

2 冷冻贮藏过程中食品的品质控制

食品在冻藏的过程中，往往会出现水分流失、蛋白质变性等情况，而添加保水剂可以有效提高食品的保水性，改善其质构特性以及延缓蛋白质的变性。目前，磷酸盐仍是国内外使用最广泛的保水剂之一。许雯雯等[25]结合低场核磁共振技术，研究了焦磷酸钠（TSPP）、三聚磷酸钠（STPP）、六偏磷酸钠 （SHMP） 对鲈鱼肌肉持水性的影响，发现焦磷酸钠对鱼肉的保水效果影响最显著，且复合磷酸盐配方为焦磷酸钠溶液1.74%、三聚磷酸钠溶液3.03%、六偏磷酸钠溶液0.92%时具有最佳的保水效果。Baublits等[26]研究了不同的磷酸盐种类及其不同的添加量对牛肉质量的影响，发现添加0.4%的三聚磷酸钠（STPP）或焦磷酸钠（TSPP）均可以显著提高牛肉的保水性、出品率以及适口性。

然而过量使用磷酸盐会导致食品出现一种金属涩味，严重影响产品的风味和口感。更重要的是，单一磷酸盐的过量使用还会形成难溶于水的正磷酸钙，从而导致人体钙磷比例失衡，影响人体对钙的吸收[27]。因此，新型的无磷保水剂成为了现阶段的研究热点。目前，国内外研究者多采用氯化钠、海藻酸钠、变性淀粉、亲水胶体、低聚糖以及分离蛋白作为磷酸盐保水剂的替代物，并多以复配的形式添加到食品中以提高其保水性。

吕美雯等[28]使用β-环糊精复配卵蛋白对鲌鱼进行处理并在－18 ℃冻藏90 d后进行研究，发现未经过处理的鱼肉保水能力明显下降，而经6% β-CD/OVA处理的鱼肉保水效果最好，且对鱼肉蛋白的功能性质有明显的保护作用。于淑池等[29]将通过正交试验得到的复合无磷保水剂的最优配方（0.6% TG酶、0.4%海藻糖、1.0%柠檬酸钠和2.0%碳酸氢钾）与市售复合磷酸盐相比较，发现在冻藏45 d后，经复合无磷保水剂处理的金鲳鱼片在质构特性方面优于复合磷酸盐组，且保水性能也更稳定。由此可见，复合无水磷酸盐在实际生产中也可以很好地代替复合磷酸盐。

3 微波复热失脆的机理和改善措施

3.1 微波复热失脆的机理

油炸的裹粉食品在食品基质上形成了酥脆、连续和均匀的表层，该面糊层不仅增强了食物的风味、质地和外观，而且通过保护食物的天然汁液不受冷冻或加热的影响，成为防止水分流失的屏障，从而确保最终的产品内部鲜嫩多汁而外部酥脆，表皮的酥脆程度也成为了消费者评价油炸食品的关键因素之一。

然而，微波复热的预油炸食品往往会出现表皮浸湿的现象。当微波加热到一定的时间之后，食品的温度梯度会从由外部指向内部转变成由内部指向外部。当食品的内部温度急剧上升后，很容易造成其表面水分的蒸发，从而导致食品的表皮硬化，难以形成酥脆的口感。另外，在加热过程中，内部的水分向外迁移，而冷空气又抑制了食品表层水分的蒸发，使得食品表面水分聚集而出现浸湿现象[30]。

目前，国内外学者基于微波复热失脆的机理，已经提出了许多行之有效的改善方法。

3.2 微波复热失脆的改善措施

3.2.1 使用高阻水性的可食性涂膜

理想的可食性涂膜应当具有阻水性高和成膜性好的特点，一方面有利于减少食品水分的流失，另一方面可以提高面糊的凝固和黏附性能，形成协同效应以提高产品的质量。Chen等[31]对涂抹了羟丙基甲基纤维素（HPMC）的鲭鱼块进行油炸和微波复热，研究发现HPMC涂层可以在鱼块表面形成凝胶屏障以抑制食品水分从内到外的迁移，有效改善了鱼块复热后表皮的脆性，这可能是因为HPMC具有热凝胶性。Chen等[32]同样以炸鱼块为研究对象，研究了不同面糊配方对其食用品质的影响，发现含有1% CMC或1% HPMC的面糊具有较高的黏度、较高的水含量和较低的油含量，且制品的颜色变化较小，鱼肉的嫩度较好。另有研究表明，甲基纤维素（MC）和羧甲基纤维素（CMC）均具有一定的保水性能，可以减少水分的外溢[33]。

3.2.2 调整淀粉种类

微波预油炸食物的表层主要由淀粉构成，而淀粉膜的主要特征受直链淀粉和支链淀粉含量比例的影响。一般来说，直链淀粉的含量越高，则食品表层的抗油性和阻水性越好，复热后的产品越酥脆[34]。另外，油炸裹粉还可以使用变性淀粉，目前常用的变性淀粉主要包括氧化淀粉、酯化淀粉、交联淀粉以及高直链淀粉等。张欢等[35]研究了3种不同玉米淀粉（普通玉米淀粉、糯玉米淀粉、玉米变性淀粉）对微波复热鸡米花的影响，发现使用玉米变性淀粉可以显著提高鸡米花复热后的脆性。但有研究表明，直链淀粉的含量越高，则面糊层的黏性越差。因此，考虑到挂糊率的要求，在实际应用中可以将变性淀粉和食用胶复配使用。刘珍宇等[36]通过在裹粉中添加一定含量的变性淀粉并复配胶体，有效改善了产品的外观和口感，并提高了产品的出产率。

3.2.3 添加蛋白质

在微波加热的作用下，蛋白质的分子结构会充分伸展，使得食品表面的疏水性得到提升。添加了蛋白质的面糊层结构致密，几乎没有孔洞，可以有效地阻止内芯水分和油分的外溢。丁阳月等[37]以鸡米花为研究对象，在面糊层中添加了改性大豆分离蛋白，发现微波复热后的鸡米花的表层水分、油分均有显著下降，且具有良好的色泽。齐力娜等[38]发现，添加鱼鳞胶原蛋白也同样具有改善微波复热失脆现象的效果，且相比于其他种类的添加物，还可以更好地赋予油炸食品金黄的色泽。

3.2.4 改善食品包装

选择合适的微波食品包装材料，可以改善微波食品表面的升温特性。比如有研究采用薄涂层材料作为微波食品的包装材料，在PET薄膜上蒸镀适当厚度的铝层、氧化锡涂布玻璃等技术，这种材料吸收微波能后可以在短短几秒内达到 250 ℃左右的高温，因此可以作为第二加热源，使食物表面产生金黄的色泽[39]。同样可以使可微波食品的表层与其内芯的温差降低，形成由外至内温度逐渐减小的温度梯度，从而阻止水分向外迁移以改善微波复热失脆的现象。

4 展望

目前可微波冷冻的预油炸产品多为鸡肉制品和马铃薯制品，而对水产品和中式点心、果蔬派等的开发较少，可以作为今后产品开发的方向。同时，在研制可微波冷冻的预油炸产品时，也要注意其营养价值的保留和口味的多样性，以满足消费者多样的购买需求。另外，用于可微波冷冻预油炸食品的面糊配方改良剂的品种和配方较为固定，今后可以探索其他安全和更有效的添加剂，从而控制微波冷冻预油炸制品内部原料水分的外溢， 并将其单独或复合使用以改善可微波预油炸食品的表皮失脆现象。

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