油炸過程中淀粉功能特性的變化

張令文 計紅芳 馬漢軍 楊銘鐸 張瑤瑤

油炸過程中淀粉功能特性的變化

張令文1，2計紅芳1馬漢軍1楊銘鐸2張瑤瑤1

（河南科技學院食品學院1，新鄉 453003）
（哈爾濱商業大學中式快餐研發中心博士后科研基地2，哈爾濱 150076）

采用深層油炸模型，研究了油炸過程中淀粉的溶解度、膨脹度、凍融穩定性和透光率等功能特性的變化。結果表明，在試驗范圍內，初炸100 s的淀粉溶解度最高，其次是初炸75 s的淀粉，復炸80 s的淀粉溶解度最低。隨凍融循環次數的增加，不同油炸處理淀粉的析水率均增大，但不同處理的淀粉析水率增幅不同；初炸25 s的淀粉糊析水率始終高于其他油炸處理的淀粉。當初炸時間在25～75 s時，淀粉的透光率隨初炸時間的延長，而逐漸增大；隨復炸時間的增加，淀粉的透光率卻逐漸下降。

油炸 淀粉 功能特性 變化

掛糊油炸類食品具有色澤金黃、外脆里嫩的特點，深受人們喜愛［1］，掛糊是其中重要的加工工序之一［2］。最簡單的糊可由小麥粉和水組成，糊的組成成分對油炸食品品質的影響引起了國內外學者的廣泛關注［3-6］。淀粉和變性淀粉作為糊的組分之一，可用于提高糊的流變特性，降低油炸食品的含油量，改變成品的酥脆性［7-9］。

油炸是十分復雜而又非常重要的另一操作單元，是食物從表面到內部的熱脫水和煮制相結合的過程［10-11］。在油炸過程中，食物中的淀粉糊化，蛋白質變性，水分逸出，進而使終產品具有多孔性和特殊的風味［12-13］。油炸食品產品品質及貯藏過程中食用品質變化的重要因素之一就是油炸過程中淀粉理化特性的變化。

已有研究報道油炸前后大米淀粉和玉米淀粉的部分理化性質［14-16］，但對油炸過程中淀粉功能特性的變化研究卻鮮有報道。在前期研究的基礎上［1，17-20］，研究了油炸過程中淀粉的溶解度、膨脹度、凍融穩定性和透光率等變化，旨在為淀粉在油炸食品領域的應用研究提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器

小麥粉（特一粉）：鄭州金苑面業有限公司；豬后腿肉：河南雙匯集團；玉米胚芽油：益海嘉里食品營銷有限公司；雙效泡打粉：安琪酵母股份有限公司；南綠2號綠豆淀粉：自制；其他試劑均為國產分析純。

Lambda 35紫外／可見分光光度計：美國Perkin-Elmer公司；RRH-200型萬能高速粉碎機：歐凱萊芙（香港）寶業公司；油炸鍋：EF-101不銹鋼單缸電炸爐：廣州威而寶酒店設備有限公司（改制）；深層油炸模型：自制。

1.2 試驗方法

1.2.1 掛糊油炸工藝流程

1.2.2 糊的制備

按表1中的配方配制糊。首先將面粉、南綠2號綠豆淀粉、泡打粉、食鹽按比例混合均勻；接著加水利用攪拌器（1檔3 min）攪打成糊；室溫下（25℃）靜置1 h，備用（使用前將糊用攪拌器1檔攪拌1 min，混勻后立即使用）。

表1 面糊的配方／g

1.2.3 深層油炸模型

深層油炸模型采用張令文等［19-20］的方法。

1.2.4 淀粉的制備

采用周靜舫［14］的方法并稍作修改。簡要步驟如下：稱取適量油炸樣品→0.4%NaOH浸泡24 h（固液比＝1：15，m／V，在12 h時，用玻璃棒攪拌）→勻漿→1.0 mol／L HCl將上述勻漿液中和至pH 6.5→過100目篩→篩下物→靜置2 h后，去除上清液→去離子水將沉淀制成懸漿（5倍體積）→4 000 r／min離心15

min（第1次）→沉淀→去離子水將沉淀制成懸漿（5倍體積）→4 000 r／min離心15 min（第2次）→去離子水將沉淀制成懸漿（5倍體積）→4 000 r／min離心15 min（第3次）→將沉淀轉移到干燥皿→40℃鼓風干燥48 h→索氏提取（石油醚沸程30～60℃，50℃水浴6 h）→40℃鼓風干燥6 h→粉碎后過100目篩→密封冷藏備用。

1.2.5 油炸條件

初炸：準確稱取5 g豬肉粒并置于鋁盒中；用移液槍準確移取5 mL按1.2.2制備的糊，轉移至不銹鋼紗網上，靜置2 min后，將樣品轉入180℃的玉米胚芽油中分別油炸25、50、75、100 s，瀝油，室溫冷卻5 min后，分離外殼，按1.2.4制備淀粉，測定淀粉的溶解度、膨脹度、凍融穩定性和透光率等相關指標。

復炸：準確稱取5 g豬肉粒并置于鋁盒中；用移液槍準確移取5 mL按1.2.2制備的糊，轉移至不銹鋼紗網上，靜置2 min后，將樣品放入180℃的玉米胚芽油中油炸100 s撈出、瀝油，將油升至200℃，室溫冷卻11 min 后，再次分別油炸20、40、60、80 s。室溫冷卻5 min后，分離外殼，按1.2.4制備淀粉，測定淀粉的溶解度、膨脹度、凍融穩定性和透光率等相關指標。

1.2.6 淀粉的溶解度和膨脹度測定

采用McCormick 等［21］與Liu 等［22］的方法并稍作修改。準確稱取0.50 g淀粉，放入50 mL離心管中加入30 mL去離子水，分別在55、65、75和85℃下振搖20 min后，取出靜止5 min，在4 800 r／min下離心30 min，把上清液倒入已干燥恒重的稱量皿中，在105℃恒溫干燥箱中干燥至恒重，稱量質量表示為m1；把去除上清液的離心管倒置在濾紙上瀝干，離心管中膨脹淀粉質量表示為m2，m為樣品的干重。樣品的溶解度（S）和膨脹度（P）分別按公式計算：S＝m1／m ×100%；P ＝m1／［m（100-S）］×100%。每個樣品平行3次，取平均值。

1.2.7 淀粉的凍融穩定性測定

采用Hoover等［23］的方法并稍作修改。準確稱取1 g淀粉樣品（干基），轉移至250 mL的燒杯中，加入100 mL蒸餾水并攪拌均勻后放入沸水浴中，加熱糊化并保溫20 min（前5 min應不斷攪拌，以防結塊）。淀粉糊化完全后，取出燒杯并冷卻至室溫。分別取10 mL淀粉糊轉移至已知質量m1塑料離心管中，并稱重m2，放入-18℃冰箱冷凍24 h。將樣品取出置于室溫自然解凍6 h，取其中1管在4 000 r／min條件下離心20 min，棄去上層液體，稱重m3，其余離心管再冷凍-解凍，直至5管全做完。按公式計算淀粉糊析水率：析水率＝ ［（m2-m3）／（m2-m1）］×100%，式中：m1為空離心管質量／g；m2為離心管和淀粉糊的質量／g；m3為離心后離心管與淀粉糊沉淀質量／g。每個樣品平行3次，取平均值。

1.2.8 淀粉糊透明度的測定

采用Hoover等［23］的方法并稍作修改。準確稱取1.0 g淀粉樣品（干基）放入250 mL燒杯中，加入100 mL蒸餾水并攪拌均勻，然后置于90℃水浴中加熱糊化并保溫60 min，期間不斷攪拌，以防止結塊。待糊化完全后，取出冷卻至室溫。以蒸餾水為空白，使用紫外／可見分光光度計在640 nm處測透光率。每個樣品重復3次，取平均值。

1.2.9 數據處理

采用Excel計算整理數據，采用SPSS 13.0進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 油炸過程中淀粉的溶解度和膨脹度的變化

淀粉顆粒的膨脹是從相對松散的無定形區開始，然后才是靠近結晶區的無定形區，最后才是結晶區［24］。淀粉的吸水膨脹能力不僅與淀粉的支直鏈含量及其比例有很大關系，而且還與支鏈淀粉的分子結構有關［25］。淀粉的溶解主要是直鏈淀粉從膨脹的顆粒中逸出。

隨著溫度的增加，油炸處理淀粉的溶解度均呈上升趨勢，這可能是由于淀粉顆粒受熱膨脹持續吸收周圍的水分，溶解度也隨著增加。在試驗范圍內，初炸100 s的淀粉的溶解度最高（P＜0.05），其次是初炸75 s的淀粉；此外，上述油炸處理淀粉的溶解度在55～65℃之間增加明顯。復炸80 s的淀粉溶解度最低（P＜0.05）（見表2）。在初次油炸過程中，隨著油炸時間的延長，引起淀粉晶體分子間氫鍵逐步被破壞，淀粉結構變得越來越松散，導致淀粉的溶解度迅速增加。隨著復炸時間的延長，淀粉-脂質復合物形成的幾率增加，復合率也就越高，形成的疏水空間更大，對水的排斥作用增強，因此淀粉的溶解度又逐步降低。另外，加熱過程中可能生成的部分抗性淀粉也會阻礙溶解度提高［26］。

表2 不同油炸處理的淀粉在不同溫度條件下的溶解度

隨著溫度的增加，油炸處理的淀粉膨脹度均呈上升趨勢（見表3）。在55℃時，初炸100 s的淀粉膨脹度（10.37%）明顯高于其他油炸處理的淀粉溶解度（P＜0.05）；而復炸60 s的淀粉膨脹度最低（6.17%）（P＜0.05）。從65℃開始，初炸25 s和50 s淀粉膨脹度增加迅速，在75～85℃時，其膨脹度均為較高值，顯著高于其他油炸處理的淀粉（P＜0.05）。這可能是65℃后，初炸25 s和50 s的淀粉在炸制時部分淀粉顆粒結構未被破壞，在較高溫度時其結構進一步遭到破壞，部分淀粉受熱吸水發生糊化作用，導致膨脹度增加迅速。而初炸75 s和100 s對淀粉的結構破壞較大，淀粉顆粒吸水能力增加較小，因此其膨脹度增加較小。復炸淀粉在75℃以后，隨著溫度的升高，其膨脹度增加不明顯；同溫下，復炸80s的淀粉膨脹度最小，其次是復炸60s和40s的淀粉，復炸20 s的淀粉膨脹度較高，但仍顯著低于初炸淀粉的膨脹度（P＜0.05）。這可能是由于復炸處理，使淀粉中的淀粉-脂質復合物不同程度的增加，脂肪酸的存在阻止了水分滲入淀粉粒，從而限制了淀粉顆粒溶脹，導致相同條件下復炸淀粉的膨脹度偏低。

表3 不同油炸處理的淀粉在不同溫度條件下的膨脹度

2.2 油炸對淀粉糊凍融穩定性的影響

淀粉糊的凍融穩定性是指淀粉糊經過冷凍一段時間后，取出融化后仍能保持原來淀粉膠體結構的性質［27］。所有含直鏈淀粉的淀粉糊經過冷凍解凍過程都會出現脫水收縮現象，因此淀粉糊的凍融穩定性可通過凍融后的析水率來表示［28］。析水率越低，凍融穩定性越好，反之越差。

隨著凍融循環次數的增加，不同油炸處理淀粉的析水率均增大，但不同淀粉糊的析水率增幅不同。1次凍融循環后，初炸25 s的淀粉析水率最高（其值為65.22%）（P＜0.05），初炸50 s和初炸75 s淀粉的析水率較大，復炸40 s和60 s淀粉析水率較小，復炸80 s淀粉的析水率最小（60.26%）（P＜0.05）。2次凍融循環后，初炸75 s淀粉析水率增加至66.64%，僅小于初炸25 s的淀粉析水率（67.72%），明顯大于其他油炸處理的淀粉析水率（P＜0.05）；初炸100 s、復炸20 s與復炸40 s淀粉的析水率間差異不顯著（P＞0.05）。超過4次凍融循環以后，隨著凍融循環次數增加，析水率增幅均變小。初炸25 s淀粉糊的析水率始終高于其他油炸處理的淀粉（見表4）。復炸淀粉的析水率較低，這可能是2次油炸過程易于形成淀粉-脂肪酸復合物，從而增強了糊的凍融穩定性。影響淀粉凍融穩定性的內部因素主要是淀粉的分子組成，其中直鏈淀粉的鏈狀結構在溶液中空間障礙小，易于取向，易于老化，故直鏈淀粉含量越高，老化越容易，凍融穩定性越差；此外，分子的大小（鏈長）對老化也有很大的影響，鏈太長，取向困難，不易老化；鏈太短則易于擴散，不易定向排列，也不易老化，凍融穩定性較好［29］。

2.3 油炸對淀粉糊透光率的影響

淀粉糊化后，其分子重新排列相互締合的程度是影響淀粉糊透光率的重要因素。如果淀粉顆粒在吸水與受熱時能完全膨潤，并且糊化后淀粉分子也不發生相互締合，則在淀粉糊液中無殘存的淀粉顆粒及回生后所形成的凝膠束，因此淀粉糊就非常透明，當光線穿過淀粉糊液時，無反射和散射現象產生［30］。

表4 不同油炸處理的淀粉糊在不同凍融循環次數下的析水率

當面糊初炸時間在25～75 s時，淀粉的透光率隨初炸時間的延長，逐漸增大；初炸75 s時，淀粉的透光率達最大值（21.18%）（見表5）。這可能是由于隨著初炸時間的延長，淀粉逐漸產生了糊化，在糊化過程淀粉晶體中的支鏈淀粉雙螺旋結構也不斷斷裂和分解，引起淀粉體間排列的緊密程度和淀粉體形狀產生差異，最終直鏈淀粉從淀粉體中浸出及支鏈淀粉的分子組成被不同程度的改變；糊化后的淀粉顆粒溶解度提高，顆粒分子間發生相互締合的幾率減少，在糊液中較少殘存的淀粉顆粒組成的線狀結構以及回生后形成的凝膠束形成了淀粉糊透明，減弱了光線的折射和反射強度，從而造成透光率的升高。隨著復炸時間的增加，淀粉的透光率逐漸下降，當復炸80 s時，淀粉的透光率僅為2.96%，顯著低于初炸的淀粉的透光率（P＜0.05）。這可能是由于隨著復炸時間的增加，淀粉中的淀粉-脂質復合物形成的幾率增加，較多的淀粉-脂質復合物會抑制淀粉分子的重新排列，推遲淀粉的凝沉，導致透光率反而下降。另外，隨著復炸時間的延長，會引起抗性淀粉的增加，進而也影響到糊的透明度。

淀粉糊的透光率大小可以反映其凝沉穩定性，透光值越低說明其凝沉穩定性越強，相反其凝沉穩定性越弱，糊體系也越不穩定。結果表明，隨著油炸溫度的升高和油炸時間的延長，淀粉糊的凝沉穩定性得到改善。

表5 不同油炸處理的淀粉糊透光率

3 結論

3.1 隨著溫度的增加，油炸處理淀粉的溶解度和膨脹度均呈上升趨勢。

3.2 隨著凍融循環次數的增加，不同油炸處理淀粉的析水率均增大。初炸25 s淀粉糊的析水率始終高于其他油炸處理的淀粉，復炸淀粉的析水率較低。

3.3 隨著油炸溫度的升高和油炸時間的延長，淀粉糊的凝沉穩定性得到改善。

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Changes of Functional Properties of Starches during Deep Frying

Zhang Lingwen1，2Ji Hongfang1Ma Hanjun1Yang Mingduo2Zhang Yaoyao1
（School of Food Science，Henan Institute of Science and Technology1，Xinxiang 453003 ）
（Postdoctoral Scientific Research Base of the Chinese Fast Food Research and Development Center，Haerbin University of Commerce2，Haerbin 150076）

By employing a deep-fat-fried model，the changes of solubility，dilation，free-thaw stability and light transmittance of starches during deep frying were investigated.The experimental result revealed that the solubility of starch from crusts being fried for 100 s was the highest，the second was that of starch being fried for 75 s，and the last one was that of the starch being final-fried for 80 s.With the increase of freeze-thaw cycle index，the syneresis increased due to different deep frying，whereas the syneresis rise of starch from different deep frying was much different.The syneresis of starch from crusts being fried for 25 s was always higher than that of other fried starch.Light transmittance of starch being fried had been on the rise as the test time prolonged，while the transmittance decreased along with increase of final-frying time.

deep frying，starch，functional properties，changes

TS231

A

1003-0174（2016）09-0064-06

國家自然科學基金（U1504329），河南省科技廳科技攻關項目（142102110040），河南省高校科技創新團隊支持計劃（13IRTSTHN006），黑龍江省青年科學基金（QC2011C093），河南科技學院2013年大學生創新訓練計劃（2013CX053）

2014-11-07

張令文，男，1977年出生，副教授，傳統食品技術機理

楊銘鐸，男，1956年出生，教授，傳統食品技術機理及工程化