羟丙基甲基纤维素对面团性质及油条品质的影响

高 杰，刘卫光，钟昔阳

（合肥工业大学食品科学与工程学院，安徽合肥 230009）

油条是一类以面粉为主要原料，经高温油炸加工而成的食品。油条色泽金黄、口感酥脆，在我国拥有非常悠久的加工、消费历史。近年来，随着人们对食品安全营养健康关注的日益增强，油条作为一类高含油量食品，其消费口碑受到较大冲击。如何提高油条品质，特别是降低油条的含油率成为油条加工研究的关键[1-3]。

食用胶也称亲水胶体、水溶胶，是一类能溶解或分散于水中与水分子发生水化作用形成黏稠、滑腻的溶液或凝胶，使得食品获得所需形状或稳定结构特性、良好质地口感的食品添加剂[4]。食用胶在饮料、冷冻、糖果等食品领域得到了广泛应用，而在油炸食品加工领域的研究应用近年来才开始受到关注[5]。食用胶对油条的加工品质影响如何？当前仅有少量文献报道，且主要集中在明胶、魔芋精粉、黄原胶、CMC等几种常见胶体上[2-3]。

羟丙基甲基纤维素（HPMC）是一种非发酵的、具有可溶性膳食纤维生理特性的半合成纤维素衍生物[6]，已经被用于众多食品的加工中[7]。有研究表明HPMC能够增加无谷面包的比容、改善面包的质构特性[8]、增加面筋网络结构的稳定性[9]。而目前资料调研还未发现HPMC对油条加工品质的影响研究。因此，试验将HPMC应用于油条的加工中。首先，研究其对面团性质的影响。在此基础上，考查其对油条含油率、比容、质构等品质特性的影响，以期寻找一种可适用于油条加工的食用胶。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 材料与试剂

中裕小麦粉，滨州中裕食品有限公司提供；无铝害复配油条膨松剂，安琪酵母股份有限公司提供；食盐（NaCl质量分数≥99.1%），安徽省盐业总公司提供；羟丙基甲基纤维素（食品级，2%黏度4 000 mPa·s，甲氧基28%～30%，羟丙基7.0%～12%），山东赫达股份有限公司提供；金龙鱼大豆油，秦皇岛金海食品工业有限公司提供；石油醚（沸程30～60℃）。以上试剂均为分析纯。

1.1.2 主要仪器

SM-986S型家用搅拌机，东莞市顶厨电器科技有限公司产品；LHS-150HC-Ⅱ型恒温恒湿箱、DHG-9030A型电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司产品；BSA124S型电子天平，德国赛多利斯股份公司产品；DHR-3型流变仪，美国TA公司产品；STA449F3型同步热分析仪，德国耐驰公司产品；YF-25型电热多功能油炸锅，瑞安市一方机械制造有限公司产品；TA-XTplus物性测试仪，英国Stable公司产品；SC-80C型全自动色差计，北京康光有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 不同HPMC含量面粉的配制

按质量分数0.5%，1.0%，1.5%，2.0%的比例在面粉中添加HPMC，混合均匀后备用，以未添加HPMC的面粉作为空白对照。

1.2.2 油条面团制作工艺

称取1.2.1中配制的面粉400 g，倒入和面机的揉面钵中，然后加入食盐6 g和无铝膨松剂10 g，用低速档混匀1 min，然后沿揉面钵壁缓慢加入240 mL蒸馏水，并将转速调至高速档搅拌4 min，形成面团后取出揉至表面光滑，然后用保鲜膜包好放入温度30℃，湿度60%的恒温恒湿箱中。发酵20 min后进行第1次叠面，然后再用保鲜膜包好再次发酵20 min进行第2次叠面，并在保鲜膜上刷一层植物油将面团包好后放入恒温恒湿箱发酵4 h后，备用。

1.2.3 面团动态流变特性的测定

面团流变学特性的测定参照万金虎等人[10]的方法，并进行适当修改。用剪刀从面团中央部位剪下适量（约2 g）样品放入DHR-3型流变仪测定平台，选择直径为40 mm的平板模具，降下平板后切去多余面团并用凡士林密封防止水分蒸发，平衡10 min后，先以动态测量模式下的应力扫描程序确定样品的线性黏弹区，测量参数为间距1 mm，温度25℃，频率1.0 Hz。确定线性黏弹区后，用频率扫描程序研究HPMC对面团的弹性模量、黏性模量及损耗角正切值的影响，扫描频率范围为0.1～10.0 Hz。

1.2.4 糊化特性的测定

使用流变仪测定不同HPMC含量面粉的糊化特性。具体程序及参数参照周玉杰[11]的方法并稍作修改，首先将不同HPMC含量的面粉配成10%的悬浮液，选用40 mm直径的平板，间距设为1 mm，转速5 r/s，在50℃条件下保温1 min，然后以5℃/min升温至95℃并保温2.5 min，再以5℃/min降温至50℃并保温5 min。按照此程序测定样品糊化性质，并得到以时间为横坐标，黏度、温度为纵坐标的糊化曲线，根据GB/T 14490—2008，得到相应的糊化指标。

1.2.5 面团热重特性的测定

面团热重特性的测定参照张君[12]的方法，从发酵好的面团中心部分取20 mg左右样品，放置于坩埚中，程序升温范围为25～150℃，加热速度为5℃/min，并在最高点温度150℃时保持5 min，由程序得出水分损失比例及DTG曲线等信息。

1.2.6 油条的制作

将发酵好的面团拉伸成厚1 cm，宽10 cm左右的面胚，再用刀切成宽度为5 cm的小面胚，取2块相同的小面胚叠放到一起，中间用筷子压紧，得到油条胚，最后将油条胚拉伸至35 cm左右放入已经加热到180℃的油锅中油炸2 min，期间不停翻动使其受热均匀，炸好后捞出沥油备用。

1.2.7 油条含油率及含水率的测定

油条含油率按照GB 5009.6—2016中“索氏抽提法”测定，油条含水率按照GB 5009.3—2016中“直接干燥法”测定。

1.2.8 油条比容的测定

采用菜籽置换法[4]测定油条的体积V（cm3），使用电子天平测定油条的质量m（g）。

1.2.9 油条质构特性的测定

油条质构特性的测定参照张康逸等人[13]的方法并作适当修改。选用粗细均匀、品质较好的油条取中间部位，切成4 cm的小段测定其TPA指标。具体参数为探头型号P/100，测前、测后及测试速度均为5 mm/s，压缩程度75%，停留时间0.5 s，触发力5 g。

1.2.10 数据处理

所有结果均表示为平均值±标准差的形式，采用OriginPro 8.5进行图表制作，运用SPSS 19.0进行显著性检验，显著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 HPMC添加量对面团动态流变学特性的影响

HPMC添加量对面团流变学特性的影响见图1。

图1 HPMC添加量对面团流变学特性的影响

表1 HPMC添加量对面粉糊化特性的影响

由图1（a） 和（b） 可知，随着HPMC添加量的增加，面团的弹性模量和黏性模量均呈现增加的趋势。究其原因，一方面可能是由于HPMC能够与面粉中的淀粉和蛋白质相互作用而形成复合物，使面筋的网络结构增强；另一方面是由于HPMC具有较强的持水性[14-15]，使得面团的强度变大，最终导致面团的黏弹性呈现增加趋势。而添加量为0.5%时，面团的黏弹性增加幅度较小；当添加量大于0.5%时，面团的黏弹性增加迅速，这可能是由于较低含量的HPMC对面团的持水性和面筋的网络结构影响不显著，所以添加量较小时，面团的黏弹性增加不明显。

tanδ（G''/G'）反映的是材料的黏弹性比例，同时也被用来描述面团体系中高聚物的含量和聚合度，值越小说明高聚物含量越多，聚合度越大[16]。由图1（c） 可以看出，随着HPMC添加量的增加，tanδ值呈现降低的趋势，这说明HPMC的添加有利于高分子聚合物含量的增加。此外，当HPMC添加量达到1%～2%时，tanδ（G''/G'）变化不显著，这说明HPMC的添加量达到1%后，面团中面筋的网络结构已经较好形成，过量添加对面团中高分子聚合物含量和聚合度影响不显著。这可能是由于面团中能够与HPMC结合形成复合物的位点已经饱和，无法与更多的HPMC相互作用。

2.2 HPMC添加量对面粉糊化特性的影响

HPMC添加量对面粉糊化特性的影响见表1。

HPMC的添加量在0～2%时，面粉的峰值黏度、最低黏度及最终黏度均呈现增加的趋势。峰值黏度和最低黏度的增加可能是由于糊化过程中，随着温度的升高，亲水胶体与淀粉颗粒中浸出的直链淀粉及低分子量的支链淀粉相互作用形成复合物，从而导致高分子量聚合物含量增加，使得黏度增加[17]。而最终黏度的增加可能是由于在冷却过程中HPMC的添加能够促进已经溶胀的淀粉分子重新排列组合，从而使得最终黏度随着HPMC含量的增加呈现增加的趋势。

衰减值呈现增加的趋势，说明了HPMC的添加不利于淀粉的热稳定性。回生值则反映了小麦粉糊化后，淀粉分子重结晶的程度[18]。由表1可以看出回生值也呈现增加的趋势，这说明HPMC的添加促进了面粉中淀粉的短期回生，这可能是由于在冷却的过程中HPMC与淀粉间形成非共价氢键，从而增加了淀粉分子间的聚集程度。王雨生等人[19]向面粉中添加不同的亲水胶体，同样发现其峰值黏度、最低黏度、最终黏度、衰减值及回生值均有不同程度的增加。

2.3 HPMC添加量对面团热重特性的影响

不同HPMC添加量的面团的TG和DTG曲线见图2。

由TG曲线可知，在升温过程中，随着HPMC添加量的增加，面团水分损失比例变小，这主要是由于HPMC具有较强的持水性，使得面团中游离水的蒸发受到限制[20-21]。

图2 不同HPMC添加量的面团的TG和DTG曲线

由DTG曲线可知，面团中水分蒸发的最大速率随着HPMC添加量的增加而降低，且达到最大速率时所需的温度变大。在中低温区（25～120℃） 时，水分的蒸发主要是游离水，因此空白样的蒸发速率高于含有HPMC的样品，而进入高温区（＞120℃）时，空白样的水分含量已经较低，且主要为结合水，而添加了HPMC的样品水分含量相对较高，所以当温度高于120℃时，添加了HPMC的样品水分损失速率开始高于空白样。同时，当温度超过100℃时，由面团的DTG曲线可以看出添加量为2%的面团的水分损失速率反而超过了添加量为1.5%的面团，这是由于HPMC的添加量过高时，由于其较强的吸水性会阻碍面筋蛋白之间的吸水溶胀黏结，不利于面筋网络结构形成[22]，从而使得面团的持水能力变差。因此，添加量过高时，水分蒸发速率反而变大。

2.4 HPMC添加量对油条含油率和含水率的影响

HPMC添加量对油条含油率和含水率的影响见图3。

图3 HPMC添加量对油条含油率和含水率的影响

随着HPMC添加量的增加，油条的含油率逐渐降低，而油条的含水率则逐渐增加，这说明HPMC的添加能够减少油条在油炸过程中水分的蒸发，其原因可能是因为HPMC具有较强的持水性。食物在油炸过程中对油脂产生吸收的一个主要机制就是“水油置换”，即在高温油炸过程中食物中的水分被大量蒸发，从而形成众多孔隙，煎炸油通过这些孔隙进入食品中[23]。HPMC能够减少水分蒸发，从而不利于油炸过程中孔隙形成，因此，进入油条中的油脂也相应减少。

另一方面，HPMC作为一种亲水胶体，在油炸过程中，能够在食品表面形成一种胶质膜，既能减少食品中水分的蒸发，也能阻碍油脂进入食品内[24]。Kim J等人[21]在研究中也发现HPMC的添加能够降低油炸大豆甜甜圈的含油率及水分损失，并认为可能是由于HPMC具有热凝胶性，高温使其与蛋白质共同作用在食品表面形成一种屏障物，起到阻碍煎炸油进入的作用。

2.5 HPMC添加量对油条比容和质构的影响

HPMC添加量对油条比容和质构的影响见表2。随着HPMC添加量的增加，油条的比容显著降低，由空白时的3.73 cm3/g降低至添加2%HPMC时的2.32 cm3/g，降低了37.80%。Mccarthy D F等人[25]在研究HPMC添加量对无谷面包比容的影响中，也发现随着HPMC含量的增加面包的比容逐渐减小。其原因可能在于添加HPMC后在油条表面形成的胶质膜减少了面团内水分的蒸发，使得油条不能有效受热膨胀，体积增大。

表2 HPMC添加量对油条比容和质构的影响

由HPMC添加量对油条质构特性的影响可以发现，油条的硬度在HPMC的添加小时变化不显著，但在2%的添加量时，硬度达到最大值。其原因可能是当HPMC的添加量过多时，油条的比容显著减小，内部孔隙变少，结构变得过于致密，从而导致硬度显著增加。油条的弹性则呈现与硬度相反的变化趋势，且不同HPMC添加量的油条弹性与空白组相比均没有显著差异。咀嚼性与HPMC添加量间的变化关系与硬度相似；回复力随着HPMC含量的增加均没有发生显著变化。

3 结论

研究添加HPMC对面团性质及油条品质的影响，结果表明，面团的弹性模量、黏性模量随HPMC添加量增加逐渐变大，损耗角正切值在一定范围内呈现降低趋势，而当添加量大于1%时，损耗角正切值趋于稳定。面粉糊化的峰值黏度、最低黏度及最终黏度均随HPMC添加量增加呈现增加的趋势。HPMC能够显著增加面团的持水性，降低油条的含油率和比容，且适当添加能够改善油条的质构特性。