羥丙基甲基纖維素對面團性質及油條品質的影響

高 杰，劉衛光，鐘昔陽

（合肥工業大學食品科學與工程學院，安徽合肥 230009）

油條是一類以面粉為主要原料，經高溫油炸加工而成的食品。油條色澤金黃、口感酥脆，在我國擁有非常悠久的加工、消費歷史。近年來，隨著人們對食品安全營養健康關注的日益增強，油條作為一類高含油量食品，其消費口碑受到較大沖擊。如何提高油條品質，特別是降低油條的含油率成為油條加工研究的關鍵[1-3]。

食用膠也稱親水膠體、水溶膠，是一類能溶解或分散于水中與水分子發生水化作用形成黏稠、滑膩的溶液或凝膠，使得食品獲得所需形狀或穩定結構特性、良好質地口感的食品添加劑[4]。食用膠在飲料、冷凍、糖果等食品領域得到了廣泛應用，而在油炸食品加工領域的研究應用近年來才開始受到關注[5]。食用膠對油條的加工品質影響如何？當前僅有少量文獻報道，且主要集中在明膠、魔芋精粉、黃原膠、CMC等幾種常見膠體上[2-3]。

羥丙基甲基纖維素（HPMC）是一種非發酵的、具有可溶性膳食纖維生理特性的半合成纖維素衍生物[6]，已經被用于眾多食品的加工中[7]。有研究表明HPMC能夠增加無谷面包的比容、改善面包的質構特性[8]、增加面筋網絡結構的穩定性[9]。而目前資料調研還未發現HPMC對油條加工品質的影響研究。因此，試驗將HPMC應用于油條的加工中。首先，研究其對面團性質的影響。在此基礎上，考查其對油條含油率、比容、質構等品質特性的影響，以期尋找一種可適用于油條加工的食用膠。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 材料與試劑

中裕小麥粉，濱州中裕食品有限公司提供；無鋁害復配油條膨松劑，安琪酵母股份有限公司提供；食鹽（NaCl質量分數≥99.1%），安徽省鹽業總公司提供；羥丙基甲基纖維素（食品級，2%黏度4 000 mPa·s，甲氧基28%～30%，羥丙基7.0%～12%），山東赫達股份有限公司提供；金龍魚大豆油，秦皇島金海食品工業有限公司提供；石油醚（沸程30～60℃）。以上試劑均為分析純。

1.1.2 主要儀器

SM-986S型家用攪拌機，東莞市頂廚電器科技有限公司產品；LHS-150HC-Ⅱ型恒溫恒濕箱、DHG-9030A型電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司產品；BSA124S型電子天平，德國賽多利斯股份公司產品；DHR-3型流變儀，美國TA公司產品；STA449F3型同步熱分析儀，德國耐馳公司產品；YF-25型電熱多功能油炸鍋，瑞安市一方機械制造有限公司產品；TA-XTplus物性測試儀，英國Stable公司產品；SC-80C型全自動色差計，北京康光有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同HPMC含量面粉的配制

按質量分數0.5%，1.0%，1.5%，2.0%的比例在面粉中添加HPMC，混合均勻后備用，以未添加HPMC的面粉作為空白對照。

1.2.2 油條面團制作工藝

稱取1.2.1中配制的面粉400 g，倒入和面機的揉面缽中，然后加入食鹽6 g和無鋁膨松劑10 g，用低速檔混勻1 min，然后沿揉面缽壁緩慢加入240 mL蒸餾水，并將轉速調至高速檔攪拌4 min，形成面團后取出揉至表面光滑，然后用保鮮膜包好放入溫度30℃，濕度60%的恒溫恒濕箱中。發酵20 min后進行第1次疊面，然后再用保鮮膜包好再次發酵20 min進行第2次疊面，并在保鮮膜上刷一層植物油將面團包好后放入恒溫恒濕箱發酵4 h后，備用。

1.2.3 面團動態流變特性的測定

面團流變學特性的測定參照萬金虎等人[10]的方法，并進行適當修改。用剪刀從面團中央部位剪下適量（約2 g）樣品放入DHR-3型流變儀測定平臺，選擇直徑為40 mm的平板模具，降下平板后切去多余面團并用凡士林密封防止水分蒸發，平衡10 min后，先以動態測量模式下的應力掃描程序確定樣品的線性黏彈區，測量參數為間距1 mm，溫度25℃，頻率1.0 Hz。確定線性黏彈區后，用頻率掃描程序研究HPMC對面團的彈性模量、黏性模量及損耗角正切值的影響，掃描頻率范圍為0.1～10.0 Hz。

1.2.4 糊化特性的測定

使用流變儀測定不同HPMC含量面粉的糊化特性。具體程序及參數參照周玉杰[11]的方法并稍作修改，首先將不同HPMC含量的面粉配成10%的懸浮液，選用40 mm直徑的平板，間距設為1 mm，轉速5 r/s，在50℃條件下保溫1 min，然后以5℃/min升溫至95℃并保溫2.5 min，再以5℃/min降溫至50℃并保溫5 min。按照此程序測定樣品糊化性質，并得到以時間為橫坐標，黏度、溫度為縱坐標的糊化曲線，根據GB/T 14490—2008，得到相應的糊化指標。

1.2.5 面團熱重特性的測定

面團熱重特性的測定參照張君[12]的方法，從發酵好的面團中心部分取20 mg左右樣品，放置于坩堝中，程序升溫范圍為25～150℃，加熱速度為5℃/min，并在最高點溫度150℃時保持5 min，由程序得出水分損失比例及DTG曲線等信息。

1.2.6 油條的制作

將發酵好的面團拉伸成厚1 cm，寬10 cm左右的面胚，再用刀切成寬度為5 cm的小面胚，取2塊相同的小面胚疊放到一起，中間用筷子壓緊，得到油條胚，最后將油條胚拉伸至35 cm左右放入已經加熱到180℃的油鍋中油炸2 min，期間不停翻動使其受熱均勻，炸好后撈出瀝油備用。

1.2.7 油條含油率及含水率的測定

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

1.2.8 油條比容的測定

采用菜籽置換法[4]測定油條的體積V（cm3），使用電子天平測定油條的質量m（g）。

1.2.9 油條質構特性的測定

油條質構特性的測定參照張康逸等人[13]的方法并作適當修改。選用粗細均勻、品質較好的油條取中間部位，切成4 cm的小段測定其TPA指標。具體參數為探頭型號P/100，測前、測后及測試速度均為5 mm/s，壓縮程度75%，停留時間0.5 s，觸發力5 g。

1.2.10 數據處理

所有結果均表示為平均值±標準差的形式，采用OriginPro 8.5進行圖表制作，運用SPSS 19.0進行顯著性檢驗，顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 HPMC添加量對面團動態流變學特性的影響

HPMC添加量對面團流變學特性的影響見圖1。

圖1 HPMC添加量對面團流變學特性的影響

表1 HPMC添加量對面粉糊化特性的影響

由圖1（a） 和（b） 可知，隨著HPMC添加量的增加，面團的彈性模量和黏性模量均呈現增加的趨勢。究其原因，一方面可能是由于HPMC能夠與面粉中的淀粉和蛋白質相互作用而形成復合物，使面筋的網絡結構增強；另一方面是由于HPMC具有較強的持水性[14-15]，使得面團的強度變大，最終導致面團的黏彈性呈現增加趨勢。而添加量為0.5%時，面團的黏彈性增加幅度較小；當添加量大于0.5%時，面團的黏彈性增加迅速，這可能是由于較低含量的HPMC對面團的持水性和面筋的網絡結構影響不顯著，所以添加量較小時，面團的黏彈性增加不明顯。

tanδ（G''/G'）反映的是材料的黏彈性比例，同時也被用來描述面團體系中高聚物的含量和聚合度，值越小說明高聚物含量越多，聚合度越大[16]。由圖1（c） 可以看出，隨著HPMC添加量的增加，tanδ值呈現降低的趨勢，這說明HPMC的添加有利于高分子聚合物含量的增加。此外，當HPMC添加量達到1%～2%時，tanδ（G''/G'）變化不顯著，這說明HPMC的添加量達到1%后，面團中面筋的網絡結構已經較好形成，過量添加對面團中高分子聚合物含量和聚合度影響不顯著。這可能是由于面團中能夠與HPMC結合形成復合物的位點已經飽和，無法與更多的HPMC相互作用。

2.2 HPMC添加量對面粉糊化特性的影響

HPMC添加量對面粉糊化特性的影響見表1。

HPMC的添加量在0～2%時，面粉的峰值黏度、最低黏度及最終黏度均呈現增加的趨勢。峰值黏度和最低黏度的增加可能是由于糊化過程中，隨著溫度的升高，親水膠體與淀粉顆粒中浸出的直鏈淀粉及低分子量的支鏈淀粉相互作用形成復合物，從而導致高分子量聚合物含量增加，使得黏度增加[17]。而最終黏度的增加可能是由于在冷卻過程中HPMC的添加能夠促進已經溶脹的淀粉分子重新排列組合，從而使得最終黏度隨著HPMC含量的增加呈現增加的趨勢。

衰減值呈現增加的趨勢，說明了HPMC的添加不利于淀粉的熱穩定性。回生值則反映了小麥粉糊化后，淀粉分子重結晶的程度[18]。由表1可以看出回生值也呈現增加的趨勢，這說明HPMC的添加促進了面粉中淀粉的短期回生，這可能是由于在冷卻的過程中HPMC與淀粉間形成非共價氫鍵，從而增加了淀粉分子間的聚集程度。王雨生等人[19]向面粉中添加不同的親水膠體，同樣發現其峰值黏度、最低黏度、最終黏度、衰減值及回生值均有不同程度的增加。

2.3 HPMC添加量對面團熱重特性的影響

不同HPMC添加量的面團的TG和DTG曲線見圖2。

由TG曲線可知，在升溫過程中，隨著HPMC添加量的增加，面團水分損失比例變小，這主要是由于HPMC具有較強的持水性，使得面團中游離水的蒸發受到限制[20-21]。

圖2 不同HPMC添加量的面團的TG和DTG曲線

由DTG曲線可知，面團中水分蒸發的最大速率隨著HPMC添加量的增加而降低，且達到最大速率時所需的溫度變大。在中低溫區（25～120℃） 時，水分的蒸發主要是游離水，因此空白樣的蒸發速率高于含有HPMC的樣品，而進入高溫區（＞120℃）時，空白樣的水分含量已經較低，且主要為結合水，而添加了HPMC的樣品水分含量相對較高，所以當溫度高于120℃時，添加了HPMC的樣品水分損失速率開始高于空白樣。同時，當溫度超過100℃時，由面團的DTG曲線可以看出添加量為2%的面團的水分損失速率反而超過了添加量為1.5%的面團，這是由于HPMC的添加量過高時，由于其較強的吸水性會阻礙面筋蛋白之間的吸水溶脹黏結，不利于面筋網絡結構形成[22]，從而使得面團的持水能力變差。因此，添加量過高時，水分蒸發速率反而變大。

2.4 HPMC添加量對油條含油率和含水率的影響

HPMC添加量對油條含油率和含水率的影響見圖3。

圖3 HPMC添加量對油條含油率和含水率的影響

隨著HPMC添加量的增加，油條的含油率逐漸降低，而油條的含水率則逐漸增加，這說明HPMC的添加能夠減少油條在油炸過程中水分的蒸發，其原因可能是因為HPMC具有較強的持水性。食物在油炸過程中對油脂產生吸收的一個主要機制就是“水油置換”，即在高溫油炸過程中食物中的水分被大量蒸發，從而形成眾多孔隙，煎炸油通過這些孔隙進入食品中[23]。HPMC能夠減少水分蒸發，從而不利于油炸過程中孔隙形成，因此，進入油條中的油脂也相應減少。

另一方面，HPMC作為一種親水膠體，在油炸過程中，能夠在食品表面形成一種膠質膜，既能減少食品中水分的蒸發，也能阻礙油脂進入食品內[24]。Kim J等人[21]在研究中也發現HPMC的添加能夠降低油炸大豆甜甜圈的含油率及水分損失，并認為可能是由于HPMC具有熱凝膠性，高溫使其與蛋白質共同作用在食品表面形成一種屏障物，起到阻礙煎炸油進入的作用。

2.5 HPMC添加量對油條比容和質構的影響

HPMC添加量對油條比容和質構的影響見表2。隨著HPMC添加量的增加，油條的比容顯著降低，由空白時的3.73 cm3/g降低至添加2%HPMC時的2.32 cm3/g，降低了37.80%。Mccarthy D F等人[25]在研究HPMC添加量對無谷面包比容的影響中，也發現隨著HPMC含量的增加面包的比容逐漸減小。其原因可能在于添加HPMC后在油條表面形成的膠質膜減少了面團內水分的蒸發，使得油條不能有效受熱膨脹，體積增大。

表2 HPMC添加量對油條比容和質構的影響

由HPMC添加量對油條質構特性的影響可以發現，油條的硬度在HPMC的添加小時變化不顯著，但在2%的添加量時，硬度達到最大值。其原因可能是當HPMC的添加量過多時，油條的比容顯著減小，內部孔隙變少，結構變得過于致密，從而導致硬度顯著增加。油條的彈性則呈現與硬度相反的變化趨勢，且不同HPMC添加量的油條彈性與空白組相比均沒有顯著差異。咀嚼性與HPMC添加量間的變化關系與硬度相似；回復力隨著HPMC含量的增加均沒有發生顯著變化。

3 結論

研究添加HPMC對面團性質及油條品質的影響，結果表明，面團的彈性模量、黏性模量隨HPMC添加量增加逐漸變大，損耗角正切值在一定范圍內呈現降低趨勢，而當添加量大于1%時，損耗角正切值趨于穩定。面粉糊化的峰值黏度、最低黏度及最終黏度均隨HPMC添加量增加呈現增加的趨勢。HPMC能夠顯著增加面團的持水性，降低油條的含油率和比容，且適當添加能夠改善油條的質構特性。