袁子珺，陳季旺,2,*，曾 恒，夏文水,3，胥 偉,2，熊幼翎,2

油炸外裹糊食品具有金黃色、特殊風(fēng)味和酥脆口感的外殼，同時(shí)，包裹在外裹糊中的食品多汁、柔嫩，是廣受消費(fèi)者喜愛的一大類風(fēng)味食品。然而，外裹糊食品油炸過程中形成的殼吸收大量的油脂，過高的油脂含量會(huì)引起肥胖癥、心血管疾病等[1]。因此，降低外裹糊食品深度油炸過程中油脂的吸收已成為近年來研究的熱點(diǎn)之一。

外裹糊中分別加入親水膠體、動(dòng)植物蛋白和膳食纖維可明顯提高外裹糊食品的裹糊率，減少油炸外裹糊食品的油脂含量并改善口感、質(zhì)構(gòu)[2-3]。Hsia等[4]發(fā)現(xiàn)在外裹糊中分別添加瓜爾豆膠、黃原膠和羧甲基纖維素增加了外裹糊雞塊的裹糊率。Myers等[5]研究表明，在外裹糊中添加雞蛋蛋清粉明顯減少了油炸外裹糊雞肉餡餅的油脂含量。Chen等[6]發(fā)現(xiàn)在外裹糊中添加1%羧甲基纖維素或1%羥丙基甲基纖維素可明顯提高油炸外裹糊魚塊的水分含量，減少油脂含量。Brannan等[7]的研究結(jié)果顯示在含有雞蛋蛋清粉的外裹糊中添加較低含量（1%）的玉米纖維或燕麥纖維可以減少油炸外裹糊雞塊的油脂含量。

目前，有關(guān)外裹糊食品深度油炸過程中傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)的報(bào)道較少。Ngadi等[8]認(rèn)為深度油炸過程中外裹糊雞塊的水分損失和油脂吸收呈線性關(guān)系，并采用菲克第二定律和阿倫尼烏斯方程建立了外裹糊雞塊深度油炸過程中的傳質(zhì)模型。Adedeji等[9]研究了微波預(yù)蒸煮對(duì)外裹糊雞塊深度油炸過程中的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)的影響，并采用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程建立了外裹糊雞塊水分蒸發(fā)動(dòng)力學(xué)模型和外殼油脂吸收動(dòng)力學(xué)模型。Nasiri等[10]探討了外裹糊配方（外裹糊中分別添加大豆粉和玉米淀粉）、油炸溫度和時(shí)間對(duì)外裹糊蝦塊深度油炸過程中傳質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，外裹糊配方、油炸溫度和時(shí)間明顯影響了水分損失和油脂吸收，外裹糊中添加10%大豆粉的蝦塊在190 ℃油炸后的油脂含量最低，采用菲克第二定律建立的水分蒸發(fā)動(dòng)力學(xué)模型擬合度高。

本課題組前期研究顯示，在外裹糊中分別添加大豆纖維（質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%）、黃原膠（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%）和乳清蛋白（質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%）明顯減少了油炸外裹糊魚塊的油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)，改善了外裹糊魚塊口感及品質(zhì)。但是外裹糊魚塊深度油炸過程中的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)還不清楚。本實(shí)驗(yàn)采用分別添加大豆纖維、黃原膠和乳清蛋白的外裹糊制作外裹糊魚塊，在170 ℃大豆油中油炸30、60、90、120、150、180 s，分別測(cè)定油炸外裹糊魚塊的水分及油脂、表面油脂和表面滲透油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用菲克第二定律和一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程分析深度油炸過程中的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)，利用蘇丹紅染色實(shí)驗(yàn)?zāi)M油脂的吸收途徑，探討3 種添加成分對(duì)外裹糊魚塊深度油炸過程中傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)的影響機(jī)制，為低脂油炸外裹糊魚塊的生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮草魚（Ctenopharyngodon idellus，1.5 kg左右）購于武漢市武商量販常青花園店；大豆油 嘉里糧油（中國(guó)）有限公司；中筋小麥粉 武漢市太陽行食品有限責(zé)任公司；玉米淀粉（淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)90.1%） 山東金城股份有限公司；面包糠 無錫金皇花食品有限公司；食鹽湖北鹽業(yè)集團(tuán)有限公司；雙效泡打粉（碳酸氫鈉、葡萄糖酸-α-內(nèi)酯、磷酸二氫鈉、碳酸鈣、玉米淀粉和檸檬酸） 安琪酵母股份有限公司；乳清蛋白（蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%） 河南盛之德商貿(mào)有限公司；黃原膠 淄博中軒生化公司；大豆膳食纖維（不溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)65.8%，100 目） 陜西慈緣生物科技有限公司；無水乙醚（分析純） 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

YZ-3032-BC油炸鍋 廣東友田電器有限公司；101-1-BS電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；XSP-BM-4C光學(xué)顯微鏡 上海彼愛姆（BM）光學(xué)儀器制造有限公司；RW20.n精密攪拌機(jī) 德國(guó)IKA公司；UV-2100紫外分光光度計(jì) 上海尤尼柯儀器公司；SZF-06C脂肪測(cè)定儀 浙江托普儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 油炸外裹糊魚塊制備工藝流程

1.3.2 魚塊的制作

表1 外裹糊配方Table 1 Batter formulations

流水解凍及漂洗修整：將購買的新鮮草魚去除頭、內(nèi)臟、魚鱗和魚皮等，清洗干凈，冷凍貯藏。把冷凍好的草魚在流水中解凍，然后切塊，將魚塊修整至大小厚薄基本一致（4.2 cm×1.7 cm×1.7 cm）。脫腥腌制：用2%的綠茶液以固液比1∶1浸泡脫腥2 h，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的食鹽腌制0.5 h。調(diào)制外裹糊：外裹糊按照表1配方進(jìn)行調(diào)制。裹糊油炸：取處理好的魚塊放入混合均勻的糊中，保證魚塊外表與糊全部接觸，浸沒10 s后緩慢取出，稍淋15 s，再放入糊中進(jìn)行二次裹糊和三次裹糊。取出魚塊，待糊不成股滴下，放入面包糠中，使面包糠均勻覆蓋在魚塊表面。使用新鮮的大豆油在170 ℃條件下油炸30、60、90、120、150、180 s，將油炸好的外裹糊魚塊放入不銹鋼濾網(wǎng)中自然瀝去表面多余的油脂。室溫下冷卻60 min，將油炸外裹糊魚塊外殼與魚塊分離并粉碎后分別測(cè)定其水分和油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.3 水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定

參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》[11]。

1.3.4 油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定

參照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》[12]。

1.3.5 傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

油炸操作是一個(gè)脫水過程，包括了傳熱和傳質(zhì)兩個(gè)部分[8-10]。傳質(zhì)過程以食品損失水分和吸入油脂為特征，本實(shí)驗(yàn)采用菲克第二定律來描述油炸過程中的水分損失[10]。油炸過程中的水分損失被認(rèn)為是擴(kuò)散控制過程，水分?jǐn)U散方程如式（1）。

式中：M為瞬時(shí)水分含量/（g/g）；t為時(shí)間/s；Deff為有效水分?jǐn)U散系數(shù)/（m2/s）；x為樣品位置坐標(biāo)。

油炸外裹糊魚塊由外殼與內(nèi)部魚塊組成，是一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)，且外裹糊魚塊最初的水分含量與油炸后的溫度分布不均勻，不滿足菲克第二定律適用條件，因此將外殼單獨(dú)用菲克第二定律擬合。

將油炸外裹糊魚塊的外殼假設(shè)成無限平板，樣品初始溫度和水分分布均勻，平板兩端濃度不受擴(kuò)散影響，忽略外部傳質(zhì)阻力，從試樣兩側(cè)傳質(zhì)[8,13]。上述偏微分方程可表示為式（2）。

式中：Mr為水分比/（g/g）；M0為初始水分含量/（g/g）；Me為平衡水分含量/（g/g）；L為樣品的半厚度/cm。

當(dāng)油炸過程達(dá)到平衡態(tài)的時(shí)候，平衡水分含量Me非常小，假設(shè)平衡水分含量忽略不計(jì)，為了計(jì)算水分?jǐn)U散系數(shù)k/s－1，等式（2）可表達(dá)為式（3）。

Krokida等[14]提出采用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程來描述油炸過程中的油脂吸收，如式（4）。

式中：FC為瞬時(shí)油脂含量/（g/g）；Oeq為平衡油脂含量（即最大油脂含量）/（g/g）；k為油脂吸收的傳質(zhì)系數(shù)/s-1。

1.3.6 表面油脂和表面滲透油脂含量測(cè)定

表面油脂的測(cè)定參照Bouchon等[15]的方法稍做修改。在250 mL的燒杯中加入150 mL的石油醚，將待測(cè)油炸外裹糊魚塊放入溶劑中沖洗10 s，再轉(zhuǎn)入250 mL恒質(zhì)量m1/g的圓底燒瓶中，蒸發(fā)溶劑至恒質(zhì)量m2/g，表面油脂的質(zhì)量m＝m2-m1。

表面滲透油脂的測(cè)定參照Bouchon等[15]的方法稍做修改。1）將不同質(zhì)量濃度（0.40、0.50、0.55、0.60、0.70 g/L）的蘇丹紅油溶液用石油醚以體積比稀釋20 倍，在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度。以質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)，吸光度為橫坐標(biāo)做標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算蘇丹紅油液的質(zhì)量濃度ρ1/（g/L）。2）用溶劑萃取法提取已經(jīng)除去表面油脂的油炸外裹糊魚塊的油脂質(zhì)量m0/g，將油脂用石油醚以體積比稀釋20 倍，在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線算出對(duì)應(yīng)的蘇丹紅油液的質(zhì)量濃度ρ2/（g/L），得出表面滲透油脂的質(zhì)量m/g。計(jì)算公式如式（5）。

1.3.7 蘇丹紅染色實(shí)驗(yàn)

蘇丹紅B試劑是一種脂溶性染料，不溶于水，可以隨煎炸油一起滲透到油炸食品[16-17]。在油炸鍋中加入1.5 L大豆油，然后加入0.75 g蘇丹紅B試劑，將油加熱至60 ℃，維持4 h，使染料和油充分混合均勻。將干燥后的外裹糊魚塊放入染色油中油炸，自然冷卻后將魚塊剖開，切成薄片，用光學(xué)顯微鏡觀察染色結(jié)果，放大倍數(shù)為4[18]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 油炸外裹糊魚塊的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化

表2 170 ℃油炸時(shí)3 種外裹糊魚塊的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 2 Moisture contents of three BBFNs fried at 170 ℃

3 種外裹糊魚塊在170 ℃大豆油中深度油炸后的魚塊和外殼的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表2。油炸0～30 s，外裹糊魚塊的表面水分迅速蒸發(fā)，開始形成外殼，同時(shí)，魚塊中的水分逐漸轉(zhuǎn)變成為水蒸氣，遷移到外殼，導(dǎo)致魚塊水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低；油炸30～60 s時(shí)，油炸過程主要是對(duì)流換熱，外殼溫度較魚塊高，使得外殼與魚塊之間形成負(fù)的壓強(qiáng)差（數(shù)據(jù)未顯示），一部分水分由于負(fù)壓的作用遷移到魚塊，使得魚塊水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加；隨著油炸過程的進(jìn)行，魚塊與外殼的溫度達(dá)到一致，負(fù)壓消失，魚塊內(nèi)部自由水轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵饨?jīng)外殼蒸發(fā)，自由水質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減少，導(dǎo)致魚塊水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在油炸60～180 s時(shí)降低[18-19]。

油炸0～30 s時(shí)乳清蛋白組魚塊的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較黃原膠組和大豆纖維組高。乳清蛋白具有良好的凝膠能力，有利于在外殼中形成牢固的蛋白膜結(jié)構(gòu)，可有效減少油炸外裹糊魚塊中的水分損失；黃原膠分子中含有大量的羰基和羧基，是一種親水性的高分子化合物，凝膠能力強(qiáng)，可形成防止水分蒸發(fā)的屏障，且具有良好的持水能力；大豆纖維中的羰基和羥基也能結(jié)合一定量的自由水。但可能在這一階段（油炸0～30 s）乳清蛋白易凝膠形成膜，阻礙水分的蒸發(fā)，導(dǎo)致乳清蛋白組水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高[2,20-22]。

油炸60～180 s時(shí)乳清蛋白組水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降最快，這是因?yàn)樵谥行詶l件下，魚塊中心溫度已經(jīng)超過乳清蛋白變性溫度，致使乳清蛋白形成的凝膠膜破裂，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)迅速下降[21-22]。黃原膠是由3 種不同單糖（D-甘露糖、D-葡萄糖和D-葡萄糖醛酸）構(gòu)成的高分子雜多糖，由于自身負(fù)電荷間的相斥性，分子內(nèi)無法形成氫鍵，極易與淀粉分子間相互作用形成氫鍵，使得分子鏈間的纏結(jié)點(diǎn)增加，表現(xiàn)出更高的增稠性。此外，淀粉糊化后能形成具有一定彈性和強(qiáng)度的凝膠，黃原膠的添加使得淀粉凝膠的強(qiáng)度增大，有效地阻礙了魚塊中水分的蒸發(fā)[2,20,23-24]。大豆纖維具有良好的持水性和膨脹性，增加了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的膨脹能力，減少了水分的損失，但大豆纖維粗的粒徑可能增加了外殼表面粗糙度，且持水能力較黃原膠差[2,7,25]，導(dǎo)致油炸終止時(shí)（油炸180 s），黃原膠組的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，其次是大豆纖維組，乳清蛋白組的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低。

由表2還可以看出，大豆纖維組、黃原膠組和乳清蛋白組外殼的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在油炸0～180 s時(shí)隨油炸時(shí)間延長(zhǎng)呈線性降低，這與Bud?aki等[26]的研究結(jié)果類似。油炸終止時(shí)外殼水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)從高到低依次為黃原膠組、大豆纖維組和乳清蛋白組，表明外裹糊中添加成分影響了水分損失速率。油炸初期（油炸0～30 s），由于水蒸氣的逸出，多孔通道很快形成，外殼中水分逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵猓粩嗟貜耐鈿さ臍饪?、裂縫等向外涌出，導(dǎo)致油炸0～30 s時(shí)外殼水分損失速率較快，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)迅速降低；油炸30～60 s時(shí)，水蒸氣劇烈蒸發(fā)，外殼表面氣孔變大、增多，使得外殼中水分蒸發(fā)速度加快，水分損失速率與油炸0～30 s時(shí)相比較低。這是由于高溫條件下，外裹糊中的淀粉糊化、蛋白質(zhì)凝膠等使得外殼層增厚，對(duì)自由水的蒸發(fā)起到了一定的阻礙作用，且魚塊蒸發(fā)到外殼的水分一部分可能滯留在外殼區(qū)，導(dǎo)致外殼水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低趨勢(shì)減緩；油炸60～180 s時(shí)，外殼中的自由水質(zhì)量分?jǐn)?shù)大量減少，水分損失的速率減小，外殼水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈緩慢降低趨勢(shì)[1,27]。

一般情況下，原料初始水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，油炸后最終水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高。而表2中數(shù)據(jù)顯示，黃原膠組魚塊在初始水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的前提下，最終水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（油炸180 s）較大豆纖維組和乳清蛋白組高，這說明黃原膠在本實(shí)驗(yàn)中具有更強(qiáng)的持水性和成膜穩(wěn)定性。

2.2 油炸外裹糊魚塊外殼的油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化

表3 170 ℃油炸時(shí)3 種外裹糊魚塊外殼的油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 3 Oil content of the crust of three BBFNs fried at 170 ℃

3 種外裹糊魚塊在170 ℃油炸后外殼的油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表3。油炸0～30 s時(shí)，外殼水分劇烈蒸發(fā)，油脂一部分進(jìn)入外殼水分蒸發(fā)后留下的孔隙，一部分附著在外殼表面，使得油脂吸收的速率較快，油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)迅速升高；油炸30～60 s，魚塊和外殼水分大量蒸發(fā)，致使外殼表面形成大量的氣孔、裂縫，外殼水分損失加劇，滲入外殼油脂增多，油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高；油炸60～120 s時(shí)，淀粉糊化、蛋白質(zhì)凝膠等因素使外殼層厚度增加，油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)緩慢增加；油炸120～180 s時(shí)，一方面因傳質(zhì)系數(shù)和傳質(zhì)速率隨油炸時(shí)間逐漸減小，水蒸氣對(duì)油脂進(jìn)入魚塊的阻力減小，且蛋白質(zhì)凝膠作用形成的凝膠膜的破裂也減小了油脂進(jìn)入魚塊（內(nèi)部）的阻礙，導(dǎo)致滲入魚塊的油脂增加；另一方面可能是油脂極性、黏度的增大，附著在外殼表面的油脂阻礙了油脂進(jìn)入外殼，總的油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒有明顯增加，而油脂的吸收主要發(fā)生在外裹糊魚塊從熱油中取出到冷卻的階段，由于負(fù)壓的作用經(jīng)外殼氣孔、裂縫滲入魚塊水分蒸發(fā)后留下的孔隙中，使得外殼油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小[1,27-28]。

黃原膠組的外殼表面較光滑、結(jié)構(gòu)緊密、氣孔小且數(shù)量少，同時(shí)具有一定的凝膠特性，增強(qiáng)了外裹糊中蛋白質(zhì)的凝膠強(qiáng)度，使外裹糊具有較大的彈性，有效地減少了外殼中油脂的吸收。大豆纖維雖具有良好的膨脹性，增加了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的膨脹能力，減少了油炸過程中油脂的吸收；但在冷卻過程中面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的氣體溢出，外殼表面附著的油脂滲入內(nèi)部，導(dǎo)致外殼油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高。乳清蛋白組外裹糊蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，具有一定的凝膠能力，但過高的溫度縮短了蛋白質(zhì)變性和凝膠破裂的時(shí)間，致使外殼結(jié)構(gòu)疏松、孔隙較多[2,20,24]。而食物外殼微觀結(jié)構(gòu)決定油炸外裹糊食品中的油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因此乳清蛋白組平衡油脂（最高油脂）質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，黃原膠組的平衡油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低[29-30]。

2.3 水分蒸發(fā)動(dòng)力學(xué)

表4 170 ℃油炸時(shí)3 種外裹糊魚塊的水分?jǐn)U散模型參數(shù)Table 4 Model parameters for moisture evaporation of three BBFNs fried at 170 ℃

將水分比（Mr）代入到公式（2），通過Origin數(shù)據(jù)軟件擬合3 種外裹糊魚塊水分?jǐn)U散模型參數(shù)的結(jié)果見表4。菲克第二定律擬合的大豆纖維組、黃原膠組和乳清蛋白組的水分?jǐn)U散系數(shù)k分別為0.003 8、0.003 3 s-1和0.003 9 s-1，擬合度R2分別為0.87、0.86和0.86，顯示水分蒸發(fā)動(dòng)力學(xué)模型的擬合度較高，菲克第二定律模型可以較好地描述深度油炸過程外殼中的水分蒸發(fā)動(dòng)力學(xué)。

水分?jǐn)U散系數(shù)k越大，說明外殼中水分蒸發(fā)的速率越快。由表4還可以看出，黃原膠組的水分?jǐn)U散系數(shù)k最小，乳清蛋白組最大，大豆纖維組稍低于乳清蛋白組，與表1顯示的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化規(guī)律一致。大豆纖維粒徑較粗，添加到外裹糊中形成的外殼表面較粗糙，而乳清蛋白的變性溫度較低，170 ℃深度油炸時(shí)乳清蛋白形成的凝膠膜破裂易破裂，可能導(dǎo)致大豆纖維組和乳清蛋白組的水分?jǐn)U散系數(shù)k高于黃原膠組[2,7,25]。

2.4 油脂吸收動(dòng)力學(xué)

表5 170 ℃油炸時(shí)3 種油炸外裹糊魚塊的油脂吸收模型參數(shù)Table 5 Model parameters for oil absorption of three BBFNs fried at 170 ℃

將實(shí)驗(yàn)得到的外殼油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)（FC）代入到公式（4）中，通過Origin數(shù)據(jù)軟件擬合3 種外裹糊魚塊油脂吸收模型參數(shù)的結(jié)果見表5，k為油脂吸收的傳質(zhì)系數(shù)。一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合的大豆纖維組、黃原膠組和乳清蛋白組的油脂吸收的傳質(zhì)系數(shù)分別為0.062、0.059 s-1和0.061 s-1，擬合度R2分別為0.96、0.95和0.97，顯示油脂吸收動(dòng)力學(xué)模型的擬合度高，一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以很好地描述深度油炸過程外殼中油脂吸收的動(dòng)力學(xué)。

油脂吸收的傳質(zhì)系數(shù)越大，說明外殼中的油脂吸收的速率越快。由表5還可以看出，黃原膠組的油脂吸收傳質(zhì)系數(shù)最小，其次是乳清蛋白組，大豆纖維組最大。黃原膠具有一定的凝膠特性，增強(qiáng)了外裹糊中蛋白質(zhì)和淀粉的凝膠強(qiáng)度，使外殼表面光滑、結(jié)構(gòu)緊密、氣孔小且數(shù)量少，同時(shí)黃原膠具有良好的持水性，有效地減少了外殼中油脂的吸收，導(dǎo)致黃原膠組的油脂吸收系數(shù)明顯低于大豆纖維組和乳清蛋白組[2,20,24]。

2.5 表面油脂和表面滲透油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化

表面油脂為冷卻后附著在外殼表面的油脂，表面滲透油脂主要是冷卻過程中因負(fù)壓導(dǎo)致滲入外殼和魚塊的油脂，即冷凝吸油。油炸結(jié)束后附著在食品表面的油脂越多，冷卻過程就越容易滲入到外殼和魚塊內(nèi)部[13,31]。

表6 170 ℃油炸時(shí)3 種外裹糊魚塊的表面油脂和表面滲透油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 6 Surface oil and penetrated surface oil contents of three BBFNs fried at 170 ℃

由表6可以看出，大豆纖維組、黃原膠組和乳清蛋白組的表面油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的延長(zhǎng)均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，但幅度呈明顯差異。油炸30～120 s，乳清蛋白組的增加幅度最大，表面油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1.99%增加到4.83%，增加了2.84%；其次是黃原膠組，增加了2.18%；大豆纖維組的增加幅度最小，僅增加了1.39%。油炸120～180 s，大豆纖維組的表面油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降最慢，僅下降了1.34%；黃原膠組和乳清蛋白組的下降量接近，分別下降了1.88%和2.15%。表6中數(shù)據(jù)還顯示，3 種油炸外裹糊魚塊的表面滲透油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的延長(zhǎng)均呈升高趨勢(shì)，且增幅差異顯著，分別增加了9.21%（大豆纖維組）、8.55%（黃原膠組）和10.12%（乳清蛋白組）。此外，黃原膠組和乳清蛋白組的表面滲透油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)在油炸30～90 s時(shí)增加較慢，油炸90～120 s時(shí)增加較快；大豆纖維組油炸30～60 s時(shí)增加較慢，油炸60～150 s時(shí)增加較快。表明外裹糊中分別添加大豆纖維、黃原膠和乳清蛋白顯著影響了外裹糊魚塊深度油炸過程中的水分蒸發(fā)和油脂吸收，導(dǎo)致其傳質(zhì)系數(shù)差異顯著。

2.6 蘇丹紅染色實(shí)驗(yàn)

圖1 170 ℃油炸時(shí)3 種外裹糊魚塊的蘇丹紅染色圖Fig. 1 Images of three BBFNs fried at 170 ℃ in Sudan red-dyed oil

光學(xué)顯微鏡下觀察的3 種外裹糊魚塊油脂吸收結(jié)果如圖1所示，外裹糊魚塊的紅色部分（圖中未能顯示）主要分布在外殼，在魚塊與外殼交界處也有少量紅色，這說明油脂的吸收主要是在外殼以及外殼與魚塊的交界處，較少進(jìn)入到魚塊中心部分。隨著油炸時(shí)間的延長(zhǎng)，染色油滲透到外殼和魚塊的厚度增加，類似于Lalam等[18]在油炸外裹糊雞塊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。油炸30～60 s 3 組外裹糊魚塊的蘇丹紅染色幅度差異不顯著；油炸90～180 s，乳清蛋白組染色幅度最深，其次是大豆纖維組，黃原膠組的最淺。

3 種油炸外裹糊魚塊的外殼、魚塊及外殼和魚塊交界處的染色幅度變化與外殼中水分和油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)的分析一致，進(jìn)一步表明外裹糊中分別添加大豆纖維、黃原膠和乳清蛋白顯著影響了油炸外裹糊魚塊的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而顯著影響了外裹糊魚塊深度油炸過程中的水分蒸發(fā)和油脂吸收，導(dǎo)致其傳質(zhì)系數(shù)差異顯著。

3 結(jié) 論

大豆纖維組、黃原膠組和乳清蛋白組的外殼水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均隨油炸時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，而魚塊水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)先降低后升高再降低；油炸0～120 s時(shí)，大豆纖維組、黃原膠組和乳清蛋白組的外殼油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)均升高，油炸120～180 s時(shí)降低。表面油脂和表面滲透油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化及蘇丹紅染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，外裹糊中分別添加大豆纖維、黃原膠和乳清蛋白影響了外裹糊魚塊深度油炸過程中的水分蒸發(fā)和油脂吸收動(dòng)力學(xué)。

菲克第二定律和一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的擬合結(jié)果顯示，黃原膠組油脂傳質(zhì)系數(shù)最小，其次是乳清蛋白組，大豆纖維組的油脂傳質(zhì)系數(shù)最大。深度油炸過程中，魚塊的中心溫度超過乳清蛋白變性溫度，乳清蛋白形成的凝膠膜易破裂，導(dǎo)致乳清蛋白組油脂傳質(zhì)系數(shù)最大；黃原膠分子中含有大量的羰基和羧基，能結(jié)合大量的自由水。另外，黃原膠與蛋白質(zhì)、淀粉分子間相互作用形成高強(qiáng)度的凝膠膜，熱穩(wěn)定強(qiáng)，因此黃原膠組的油脂傳質(zhì)系數(shù)最?。淮蠖估w維中的羰基和羥基也能結(jié)合一定量的自由水，且增加了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的膨脹能力和強(qiáng)度，但是較粗粒徑導(dǎo)致外裹糊的光滑度下降，因此傳質(zhì)系數(shù)高于黃原膠組。

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