油炸处理对淀粉颗粒结构和性质影响的研究进展

2021年第34卷第4期!"与油%5
油炸处理对淀粉颗粒结构
和性质影响的研究进展
王玫玫1,田忠华2,白雪1，于雷1
(1.吉林农业大学食晶科学与工程学院，吉林长春130118；
2.长春高新技术产业开发区预防保健中心，吉林长春130000%
摘要：对在油炸过程中淀粉颗粒发生的变化进行阐述，并讨论油炸处理对淀粉理化性质如吸油特性、微观形态、结晶度等性质的影响，同时对影响淀粉颗粒油炸特性的因素进行分析,为进一步研究油炸处理对淀粉的影响提供理论参考)
关键词：淀粉；油炸；结构；性质；影响
Research progress on the effecC ol frying
on the structure and properties ol starch granules
WANG Mei-mei1,TIAN Zhong-hua2,BAI Xue1,YU Lei1
(1.College ol Food Sciercc and Engineering,Jilin Agrichlturai University,Changchun130118,Jilin,China；2・Health Carr Certer ol Changchun Hgh-tech Industriai Developmen Zon,Changchun130000,Jilin,China) Abstract:The changes of starch granules in the process of frying were described,and the effects of fe-ing on physicochemicdl properties ol starch,such as oit absorption characteristics,micI■e-morpho/cy, crystallinity and other properties were discussed,meenwhile the factoro inluencing the lying characteris-O cs of starch granules were analyzed,which could provide theoreticai referencc for furtheo study on the effect of frying treatment on starch.
Key wo U s：iarch;fry;strncture;property;eSect
中图分类号：TS231文献标志码：A文章编号：1008-9578(2021)04-0005-04
淀粉作为碳水化合物储存的主要形式,是人体重要的能量来源，主要存在于植物的根、块茎，谷类和豆类的细胞中，以不同大小和形状的颗粒形式存在。

淀粉颗粒的形状和大小因植物来源而异，颗粒的形状主要有圆球形、椭圆形、多角形和不规则形,颗粒直径范围为1~175$m&直链淀粉和支链淀粉都是淀粉的组成部分，其含量和结构不同,使得淀粉在食品加工和工业应用中表现出独特性。

淀粉资源丰富，成本低廉，被广泛用于化学、食品、制药和石油工业[1]&
油炸是一种非常流行的食品加工方法，因其具有加热均匀、传热速度快的特点，可以为食品带来独特的质地、味道和外观。

油炸过程中淀粉特性的变化对油炸食品的品质有着重要的影响。

目前，关于油炸对淀粉结构和性质的研究主要集中在油炸裹糊食品方面。

通常将淀粉以粉状或糊状涂裹在食品表面，油炸过程中较高的温度及水分的蒸发会改变淀粉的性质、破坏淀粉的结构,使淀粉糊化,并随着温度和时间增加，糊化程度逐渐增大。

本文综述了油炸处理对淀粉颗粒的结构与性质的影响以及影响淀粉颗粒炸性的因，以期为淀粉基产品在油炸过程中结构与性质的变化研究和淀粉加工方面提供理论依据和技术参考。

1食品中淀粉油炸机制
从工程学角度看，油炸的本质伴随着快速传热与传质的过程&在油炸物料时，高温使物料中的水分快速蒸发并向表面移动,为油的渗入提供更多空间，同时油通过凝结效应和毛细管效应被吸入物料&油炸过程中物理和化学变化会影响油炸淀粉类食品的微观结构和品质&油炸会破坏淀粉的结构,导致淀粉颗粒膨胀甚至破损&同时，直链淀粉与油在高温下易形成直链淀粉-脂质复合物,降低淀
收稿日期：2019-03-06
作者简介：王玫玫（1993—），女，硕士，研究方向为农产品加工及曲藏工程通信作者：于雷（1973—）,男，博士，教授，研究方向为食品科学。

6!"与油%2021年第34卷第4期
粉的体外消化率,增加抗性淀粉的含量&此外，淀粉糊化所产生的美拉德反应可赋予淀粉独特的质地、风味和外观。

淀粉作为富含碳水化合物的食品，在美拉德反应发生的同时，还会产生一种致癌的神经毒素，即丙烯酰胺。

有研究表明,用天冬酰胺酶对这些食品进行酶预处理，可降低丙烯酰胺的含量［2］&
2油炸处理对淀粉结构与性质的影响
2.1油炸处理对淀粉吸油特性的影响
在油炸裹糊食品中，外层的淀粉与内部被包裹住的食品在测量吸附特性时通常不做分离，此时所吸附的油分为表面油、表面渗透油与结构油。

表面油是指冷却后存在于样品外表面而未吸附在样品中的油;表面渗透油是指在冷却过程中从表面吸入的油;结构油是指油炸过程中深入到油炸样品内部的油&GAMONPILAS等⑶发现在面糊制备过程中使用交联木薯淀粉替代小麦粉可以降低油炸裹糊食品中至少17%的含油量&此外，一些亲水胶体,例如瓜尔胶⑷、果胶⑸、竣甲基纤维素钠［6〕等已应用到油炸淀粉基食品中，在抑制油吸收方面取得了良好的效果&
为更有效地研究油炸状态下淀粉颗粒的变化，现有报道大都采用模拟油炸的方法，将淀粉与油按一定的比例在烧杯中混合均匀，再放入油浴中加热来模拟油炸的过程&这种方法所制得的油炸淀粉的吸附油通常分为表面油和结构油&表面油可以用石油瞇冲洗掉，而结构油一般可采用索氏抽提法、氯仿-甲醇法或酸水解法进行分离&CHEN等⑴对不同含水量的淀粉进行模拟油炸处理，发现淀粉颗粒的吸油率随着含水量的增加而增加，并采用衰减全反射傅立叶变换红外光谱（ATR-FTIR）法对油的吸收和分布进行了测量，为油吸收的测量提供了新的途径&此外，还有一种新的测量方法，即低场核磁共振（LF-NMR）法，该方法简单、无损、准确、环保,样品制备量少，有利于快速测定油炸淀粉类食品中的油含量⑻&
2.2理
油炸处理对淀粉颗粒形貌的影响程度不尽相同&PRIMO-MARTIN等⑼的研究表明，未经预处理的面团与经过真空压力预处理的面团在油炸处理后相比，前者的淀粉颗粒状态保存得更加完好& PRIMO-MARTIN［10］以不同交联度的小麦淀粉为原料,研究了淀粉糊化对油炸面糊特性的影响&在扫描电子显微镜下观察到中度和高度交联淀粉颗粒与低度交联淀粉的颗粒相比，前者的外观保留程度更高&油炸对淀粉颗粒形貌的影响同时也受水分与温度的影响，水分含量少的淀粉颗粒经过油炸后颗粒完整度几乎不变，仅造成颗粒表面不同程度粗糙&而水分含量过多时，淀粉颗粒在经过油炸处理后更易糊化，大多数的淀粉颗粒破损、融化并聚集,此时淀粉颗粒的消，表淀粉颗粒在油炸后完全崩解［7］&丁援园［11〕对油炸糯米糕的微观结构进行了分析，发现在油炸温度150-190n 之间，对油炸糯米糕各层次的淀粉颗粒均由于高温糊化作用被破坏，不具有原本颗粒的形态&
2.3油炸处理对淀粉结晶性能和官能团的影响
FAROOQ等（12）研究了棕植油对大米淀粉结构的影响，其中X射线衍射（XRD）结果显示,淀粉的结晶度经油炸处理后显著降低，但在低直链淀粉含量的淀粉衍射图谱上未观察到代表淀粉-脂质复合物形成的V型结构&偏光十字的清晰度也可以表征淀粉晶体结构的变化&经油炸处理过的淀粉样品颗粒偏光十字清晰度减弱，有些甚至消失,并且油炸温度越高，样品的偏光十字清晰度越低［13］&淀粉晶体结构的破坏有利于淀粉在人体内的消化和吸收&淀粉颗粒官能团的变化可以通过傅里叶变换红外线光谱（FTIR）检测&淀粉样品经油炸处理后，在图谱上没有发现增减特征峰,说明没有引入新的官能团，同时吸收峰的峰位置和峰强度均没有发生显著变化［14］，这表明油炸处理对淀粉颗粒的官能团没有显著影响&
3影响淀粉颗粒油炸特性的因素
3.1油炸温度与油炸时间对淀粉颗粒的影响
炸与炸时间影响淀粉颗粒结性质的重要原因&李丹［14〕对马铃薯淀粉进行油炸处理,发现油温越高，对淀粉颗粒的破坏作用越显著&当温度在120-140n时，仅有个别淀粉出现轻微凹陷、破裂;当温度达到160n时，凹陷、破裂更加明显；当温度达到180n时，大多数淀粉颗粒被完全破坏&张令文等［15］通过差示扫描量热法（DSC）和x 射线衍射（XRD）分析经过初炸和复炸的绿豆淀粉,结果表明:初炸的时间越长,淀粉的糊化程度越完全,淀粉的结晶度也越高;在复炸20S后会形成淀粉苏旨质复合物，在40s之后随着复炸时间的增加,淀粉的结晶度逐渐降低&这些研究表明，油炸温度
与油炸时间会对淀粉颗粒的结构与性质产生影响。

3.2
SH等（16〕将不同水分含量的马铃薯淀粉直接浸泡在食用油中，在180n下油炸3mic,结果发现随着水分含量的增加，油炸淀粉颗粒的偏光十字变得更加模糊,较高的水分含量导致油炸淀粉的峰值黏度和糊化温度逐渐降低，但磷含量增加。

CHEN 等（17〕对不同含水率的普通玉米淀粉进行油相高温模拟油炸,使用快速黏度分析仪（RVA）对淀粉的糊化性能进行测量，发现淀粉的糊化性能高度依赖含水量，含水量越高，油炸后峰值黏度越低&由此可见,高含水量有利于淀粉颗粒糊化和颗粒分解&俞琳等［18〕对马铃薯淀粉凝胶进行了油炸处理，结果显示，马铃薯淀粉凝胶体系样品的总油含量、表面油含量和表面渗透油含量都随着水分含量的增加而逐渐增加。

淀粉胡旨质复合物的形成不仅与温度、直链淀粉的含量以及脂质分子的类型和大小有关，水分也是关键的影响因素&WANG等［19］的研究表明,随着淀粉中水分含量从6%增加到40%，高直链玉米淀粉-脂质和糯米淀粉-脂质复合物的复合指数提高，这说明在油炸过程中水分会影响淀粉颗粒和脂肪酸的结合。

3.3淀粉种类对淀粉颗粒的影响
根据消化率和消化程度,淀粉可以分为快速消化淀粉、慢速消化淀粉和抗性淀粉。

影响淀粉消化率的因素有很多,包括结晶结构、链长、支链淀粉含量和支链密度&SANZ等［20］将3种抗性淀粉加入到裹糊中进行油炸，发现抗性淀粉的类型影响面糊的流变性和最终油炸面糊食品的颜色、脆度，油的吸收和水分的蒸发。

高直链淀粉和高支链淀粉经油炸处理后所产生的物质不同。

经研究证实,油炸处理后会产生直链淀粉-脂质复合物和支链淀粉-脂质复合物［19］&此外,直链淀粉-脂质复合物的血糖生成指数（G【）高于支链淀粉胡旨质复合物&并且当淀粉的初始含水为40%时,直链淀粉的脂肪含于高支链淀粉含量&通过FTIR和荧光显微镜分析结果可以得出，高直链淀粉颗粒中的脂肪酸要比高支链淀粉颗粒中的更加稳定。

4展望
油炸过程中淀粉颗粒结构与性质的变化直接影响油炸产品的品质以及后期运输、储存过程中产品品质的变化。

全面并深入地认识油炸处理对淀粉颗粒结构与性质的影响，可以为油炸淀粉基食品应用的扩展提供一定的理论参考。

模拟油炸是一种新型的研究方法，可以更直观、更方便地观察与测量淀粉颗粒的结构性质，同时也能节约资源。

目前国内外仅有少数对模拟油炸淀粉的结构与性质研究，对油炸淀粉颗粒的吸油特性以及吸附机理的研究则更少，有待进一步研究。

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