油炸涂膜薯片的吸油率和丙烯酰胺含量研究

盛美香，尤婷婷，柳佳齐，姜燕

（长春工业大学化学与生命科学学院，吉林长春130012）

油炸涂膜薯片的吸油率和丙烯酰胺含量研究

盛美香，尤婷婷，柳佳齐，姜燕*

（长春工业大学化学与生命科学学院，吉林长春130012）

将不同浓度的羧甲基纤维素钠（CMC）膜液、大豆分离蛋白（SPI）膜液和壳聚糖膜液分别涂覆于薯片表面，高温油炸后，以薯片的吸油率和含水量为评价指标，确定3种膜液的最宜浓度，并对比了3种膜液最佳浓度下油炸薯片的丙烯酰胺含量、色泽值及感官品质。在CMC、SPI和壳聚糖膜液浓度分别为1.5%、8%和1.5%时，与未涂膜薯片对比，油炸涂膜薯片的吸油率分别下降17.73%、22.94%和7.58%，丙烯酰胺含量分别下降21.5%、42.9%和53.3%。结果表明，SPI涂膜可更大程度降低油炸薯片的吸油率，而壳聚糖涂膜可显著减少其丙烯酰胺含量，并具有较好的感官品质。

涂膜；吸油率；丙烯酰胺含量；油炸薯片

油炸食品因其香脆口感和特殊风味受到大众的喜爱，但由于高温油炸工艺带来的高热量、高脂肪等问题，对消费者健康产生潜在危害。油炸制品的吸油过程主要发生在冷却早期阶段，其吸油率高主要是由于马铃薯类等食品表面张力小，水分蒸发快等因素［1］。很多学者研究了不同方法降低油炸食品的吸油率，比如真空油炸技术［2］，涂膜工艺［3］等。

另外，油炸食品尤其是淀粉类食品在高温下会产生较高含量的丙烯酰胺，这是由于富含碳水化合物和氨基酸的食物经高温加热发生美拉德反应而形成［4］，其中薯类油炸食品中丙烯酰胺含量是谷类油炸食品的4倍。国内外对于抑制丙烯酰胺含量的方法主要有低分子添加剂法［5］，天冬酰胺酶法［6］或添加天然产物提取物法［7］等。Van-Den等对红薯采用焦磷酸钠浸漂和CaCl2浸泡结合的方法有效降低油炸红薯条的丙烯酰胺含量［8］。

吸油率、含水量以及丙烯酰胺含量是评价油炸食品品质的主要指标，经羧甲基纤维素钠（CMC）和大豆分离蛋白（SPI）涂膜的薯条在高温油炸后，产品吸油率降低，含水量增加［3，9］，二者较大程度地改善了油炸食品品质；也有采用壳聚糖涂膜法应用于抑制马铃薯褐变［10］，此法能够有效抑制酶活性、防止褐变并具有较好的抑菌效果。但涂膜法在降低油炸食品丙烯酰胺含量方面的研究较少。本文选取CMC、SPI和壳聚糖涂膜，探讨其对吸油率、含水量、丙烯酰胺含量以及感官品质的影响，旨在得到3种涂膜工艺应用于改善油炸马铃薯片品质的可行性，为进一步研究提供参考。

1材料与方法

1.1主要材料与仪器

马铃薯：市售；大豆油：中粮食品营销有限公司；壳聚糖（脱乙酰度为90%）：南通兴成生物制品厂；大豆分离蛋白（SPI）：上海娇源实业有限公司；羧甲基纤维素钠（CMC）：天津光复精细化工研究所；丙烯酰胺（标准品：纯度＞99.9%）：长春兰德尔科技有限公司。

紫外可见分光光度计：苏州江东精密仪器有限公司；80-1电动离心机：金坛市科希仪器有限公司；LCC18固相萃取小柱；PVDF滤膜0.45 μm；NR10QC通用色差计：深圳三恩驰科技有限公司。

1.2试验方法

1.2.1油炸马铃薯片的制备

马铃薯清洗后切成厚度为2 mm的薄片并置于10%的食盐水中浸泡，取出，在100℃水中漂烫2 min后于150℃烘箱中10 min。将薯片分别置于壳聚糖膜液、CMC膜液、SPI膜液中浸泡1 min，取出后置于80℃烘箱中30 min。将未涂膜薯片与经不同膜液涂膜薯片于120℃大豆油中油炸4 min。室温下冷却10 min后置于密封袋备用。

1.2.2不同膜液的配制

分别称取壳聚糖1、2、3、4 g溶于200 mL浓度为1.5%（g/mL）的柠檬酸溶液中，搅拌均匀后得到壳聚糖膜液，静置，待用。

分别称取SPI 4、8、12、16 g溶于200 mL蒸馏水中，加入0.1 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.0后搅拌均匀，得到SPI膜液，静置，待用。

分别称取CMC 1、2、3、4 g溶于200 mL蒸馏水中，搅拌均匀后得到CMC膜液，静置，待用。

1.2.3水分含量的测定

水分含量的测定采用恒重法（GB/T 5009.3-2003《食品中水分的测定》）。

1.2.4吸油率的测定

吸油率根据薯片油炸前后脂肪含量的变化进行计算：

其中：M1为油炸前脂肪的含量，g；M2为油炸后脂肪的含量，g；M总为油炸前干物质的量，g。脂肪含量采用索氏抽提法测定（GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的测定》）。

1.2.5丙烯酰胺含量的测定

称取0.2 g预先粉碎均匀的油炸薯片于1.5 mL离心管中，加入1 mL甲醇，8 000 r/min下离心15 min，吸取上清液，然后向沉淀中再加入1 mL甲醇，重复实验3次，连续收集上清液。在上清液中使用5 mL注射器避开油层吸取中间清液，过0.45 μm的PVDF滤膜，然后取2 mL滤液加入已预先活化好的C18固相萃取小柱，弃去最初的0.5 mL滤液，收集剩余流出液采用紫外分光光度法［11］测定。

丙烯酰胺标准曲线的绘制：称取丙烯酰胺标准品100 mg，采用甲醇为溶剂，容量瓶定容至100 mL，得到浓度为1.0 mg/mL的丙烯酰胺溶液（现用现配）。分别取适量丙烯酰胺标准液用甲醇稀释为0.5、1.0、2.0、4.0、5.0、6.0 μg/mL浓度的丙烯酰胺溶液，采用紫外分光光度计在210 nm处测定其吸光度，得到图1所示标准曲线。

图1　丙烯酰胺标准曲线Fig.1Acrylamide standard curve

1.2.6色差的测定

采用NR10QC通用色差计测定油炸薯片的颜色。以原料马铃薯切片作为标样，测定4种油炸试样即未涂膜薯片、CMC涂膜薯片、SPI涂膜薯片和壳聚糖涂膜薯片的颜色。采用L，a，b值表示薯片的颜色，其中L值表示白度；a值表示红度；b值表示黄度。在标样条件下测得L0为57.23，a0为-2.96，b0为3.32，然后测定试样，最后对比得出△L，△a，△b和△E值。△E值表示油炸薯片的差异程度，由公式（2）计算。

1.2.7感官评定试验

采用排序检验法［12］评价油炸薯片的感官品质。将未涂膜与涂有不同膜液的油炸薯片采用随机的3位数字进行编号，由10位已培训的品评员感官评定。要求品评员参照感官评价表（表1）评分，将评分结果按降低顺序排列样品，分别为1、2、3和4号。采用Kramer鉴定法统计数据分析，得到最受欢迎的样品。

表1　油炸马铃薯片感官评价表［13］Table 1Sensory evaluation of fried potato chips［13］

2结果与讨论

2.13种膜液对油炸马铃薯片品质的影响

2.1.1壳聚糖膜液浓度对油炸马铃薯片品质的影响

壳聚糖涂膜应用于不同的果蔬中，能够有效抑制果蔬褐变，降低酶活性［14］。壳聚糖涂膜处理鲜切马铃薯，可有效控制褐变现象并能在初期抑制PPO酶活性［10］。本试验结果如图2。

图2　壳聚糖浓度对油炸马铃薯片吸油率和水分含量的影响Fig.2Effect of chitosan concentration on oil absorption ratio and water contentof fried potato chips

随着壳聚糖浓度的增加，油炸薯片的吸油率降低，水分含量上升，且油炸后的产品色泽较好。这可能是由于壳聚糖涂膜后，使油炸薯片中酶活性降低，褐变减弱，保水性提高并降低吸油率且具有较好的颜色。但是，当壳聚糖浓度为2%时，膜液透明度低，表面浑浊并影响产品外观。故选择最佳壳聚糖涂膜浓度为1.5%。

2.1.2大豆分离蛋白膜液浓度对油炸马铃薯片品质的影响

大豆分离蛋白（SPI）具有良好的阻油性且易成膜，采用SPI膜液涂覆于高脂肪类食品中可以有效控制其吸油率并提高其保水性。采用不同浓度的SPI膜液涂膜对油炸薯片吸油率及水分含量的影响如图3所示。

图3　SPI浓度对油炸马铃薯片吸油率和水分含量的影响Fig.3Effect of SPI concentration on oil absorption ratio and water content of fried potato chips

随着SPI膜液浓度的上升，吸油率显著下降，水分含量逐渐升高。这是由于SPI分子量较大，分子密度高并存在大量二硫键，较强的键合作用使得分子间结合紧密，能够阻止油脂进入；另外，SPI的凝胶性能使膜液具有较大的黏度，形成致密的薄膜，不利于水分和脂肪转移［15］。当SPI浓度达到8%时，水分含量达到最高，吸油率最低。但进一步增加SPI浓度时，很难形成均一稳定的膜液，故选择SPI浓度为8%时最佳。

2.1.3羧甲基纤维素钠膜液浓度对油炸马铃薯片品质的影响

CMC浓度对油炸马铃薯片的吸油率及水分含量的影响见图4。

图4　CMC浓度对油炸马铃薯片的吸油率及水分含量的影响Fig.4Effect of CMC concentration on oil absorption ratio and water content of fried potato chips

如图4所示，随着成膜溶液中羧甲基纤维素钠（CMC）浓度的增大，吸油率大幅降低，水分含量上升，但当CMC浓度达到2%时，溶液几乎呈透明冻胶状。在配制CMC膜液时，浓度的大小对成膜状态影响很大。膜液浓度太大，黏度大，膜液的均匀度差且颜色由透明变为微黄色；而浓度小时，则极易造成膜液薄厚不均甚至不易成膜。所以，从感官角度和均一性考虑，CMC含量1.5%为宜。

2.23种涂膜效果比较

不同涂膜条件下，油炸薯片的吸油率、丙烯酰胺含量、色泽值和感官评价结果如表2所示。

表2　不同膜液对油炸马铃薯片色泽值、吸油率、丙烯酰胺含量及感官评价的影响Table 2Effect of different coatings on color，oil absorption ratio，acrylamide content and sensory evaluation of fried potato chips

不同涂膜液对油炸薯片的吸油率有较大影响。如表2所示，SPI、CMC和壳聚糖涂膜分别使薯片的吸油率降低了22.94%，17.73%和7.58%。3种涂膜油炸薯片中，SPI涂膜油炸薯片的阻油性最好，这可能是由于SPI具有较强的键合作用并在较大浓度时仍具有良好的成膜性，吸油率更低。虽然壳聚糖涂膜对油炸薯片吸油率降低不大，但此法对于抑制油炸薯片中丙烯酰胺含量具有显著效果。如表2所示，与未涂膜油炸薯片相比，3种涂膜油炸薯片的丙烯酰胺含量均有所降低，其中，壳聚糖涂膜油炸薯片中丙烯酰胺含量降低了53.56%。丙烯酰胺形成机理较为复杂，如加工温度、加工时间、pH、含水量或油的处理时间等都可能对其产生影响［16］，本试验可能由于壳聚糖膜液抑制马铃薯褐变作用，减弱了高温下产生的美拉德反应，从而降低丙烯酰胺形成。

油炸薯片颜色变化的主要评价因素是L值即白度，如表2所示，产品的L值变化不大，尤其是壳聚糖涂膜的油炸薯片△L值仅为0.02。同时△E值反映了不同处理条件下的油炸薯片色泽差异程度，涂膜后的油炸薯片与未涂膜薯片比较颜色差异程度都较大，但相对于SPI涂膜与CMC涂膜，涂覆壳聚糖膜液的薯片色泽差异度最小。根据Krammer鉴定法统计数据分析，在5%的显著性水平下，壳聚糖涂膜薯片与未涂膜薯片无显著性差异，而CMC涂膜薯片和SPI涂膜薯片与未涂膜薯片具有显著性差异。结果表明，壳聚糖涂膜不影响油炸马铃薯片的感官品质。

3结论

羧甲基纤维素钠（CMC）、大豆分离蛋白（SPI）和壳聚糖涂膜均能降低油炸马铃薯片的吸油率和丙烯酰胺含量并增加其含水量。其中，SPI涂膜更大程度降低油炸薯片的吸油率，而壳聚糖涂膜对丙烯酰胺含量降低率最高为53.6%。同时壳聚糖涂膜对油炸薯片色泽的影响不大且薯片具有良好的感官品质。

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Research on Oil Absorption Ratio and Acrylamide Content of Fried Potato Chips with Coatings

SHENG Mei-xiang，YOU Ting-ting，LIU Jia-qi，JIANG Yan*
（College of Chemical and Life Science，Changchun University of Technology，Changchun 130012，Jilin，China）

Carboxymethylcellulose Sodium（CMC）coating，soy protein isolate（SPI）coating and chitosan coating of different concentrations were coated on the surface of potato chips respectively.According to oil absorption rate and water content of fried potato chips，the appropriate coating solution were determined.The acrylamide content，color and sensory evaluation of fried potato chips coated with three coatings were compared in this situation simultaneously.Comparing with non-coating fried potato chips，the oil absorption ratio of fried chips coated with 1.5%CMC，8%SPI and 1.5%chitosan decreases 17.73%，22.94%and 7.58%and the acrylamide content decreases 21.5%，42.9%and 53.3%，respectively.Results indicate that SPI coating could reduce the oil absorption significantly，and chitosan coating could reduce the acrylamide content of fried potato chips.The product appears good sensory quality.

coating；oil absorption ratio；acrylamide content；fried potato chips

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.17.016

2014-05-10

盛美香（1988—），女（汉），本科生，研究方向：食品加工工艺。

姜燕（1981—），女，讲师，博士。