油炸方式對高白鮭肌肉食用品質的影響

趙文宇，趙美鈺，王可心，魏丹陽，馬 壯，秦 磊，董秀萍,*

（1.國家海洋食品工程技術研究中心，遼寧海洋食品精深加工關鍵技術省部共建協同創新中心，遼寧省海產品精深加工產業共性技術創新平臺，大連工業大學食品學院，遼寧 大連 116034；2.新疆賽湖漁業科技開發有限公司，新疆 博州 833400）

高白鮭（Coregonus peled）為鮭科白鮭屬冷水魚類之一，原產于俄羅斯，自引進我國主要在新疆、黑龍江、內蒙古、青海等高緯度地區養殖[1]。新疆賽里木湖地區是我國高白鮭養殖重要產區之一，其良好的水域條件和生態環境適宜高白鮭的生長和繁殖，所產高白鮭營養價值高，富含不飽和脂肪酸和蛋白質[2]。目前，對高白鮭的研究主要集中在魚種養殖、繁殖方面，對高白鮭加工及相關產品的研究相對較少，文獻報道中僅有高白鮭魚排[3]、魚片[4]、糯米丸子[5]、魚凍[6]等。隨市場需求增加，高白鮭在餐飲和食品加工領域的應用也日漸增多，如生魚片、清蒸、烤、炸、砂鍋焗等，頗受消費者的喜愛。

油炸是當前魚類烹飪的重要手段之一。魚類經過油炸處理不僅可以去腥、增香，高溫還會使魚體表面蛋白質發生變性呈凝固狀態從而保持較好形態。油炸食品以其金黃的色澤、酥脆的口感和特有的香氣深受消費者歡迎，然而，油炸食品高熱量、高油脂又令消費者擔心引起肥胖、高血脂癥、心血管疾病的可能以及丙烯酰胺類致癌物[7]帶來的風險。在滿足對油炸食品感官嗜好性的同時，滿足消費者對健康的追求，是食品加工領域值得關注和亟待解決的課題?！翱諝庥驼ㄥ仭笔墙陙砼d起的一種新型烹飪方式，與傳統油炸的不同之處在于加熱介質是循環熱空氣而非煎炸油。熟化過程，根據食材自身含油量的不同，可直接或涂抹少量食用油于食物表面進行加熱，在一定程度上賦予食物油炸的外觀和質地，且消除了炸油污染和浪費，可望替代傳統油炸方式。

本研究以新疆賽里木湖地區的高白鮭為原料，對傳統油炸和空氣油炸工藝進行比較，以外觀、質地達到傳統油炸效果為基準篩選較優的工藝條件，并對優化工藝下魚肉的基本營養成分、風味物質和感官進行分析比較。這對創建健康、低脂、綠色的新型烹調方式及開發高白鮭相關產品有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮高白鮭（C.peled）由新疆賽湖漁業科技開發有限公司提供，體質量約1～1.2 kg/條。高白鮭在新疆賽里木湖捕獲后，宰殺、去內臟、進行包裝，在36 h內空運至大連，運輸中以冰鮮方式貯存。

硫酸銅（分析純） 生工生物工程（上海）股份有限公司；硫酸鋅、硼酸、無水乙醇（均為分析純）天津市大茂化學試劑廠；硫酸、氫氧化鈉（均為分析純），甲醇（色譜純） 天津科密歐化學試劑有限公司；甲基紅（分析純） 天津市化學試劑一廠；溴甲酚綠（分析純） 上海麥克林生化科技有限公司；亞甲基藍（分析純） 阿拉丁試劑（上海）有限公司；無水乙醚（分析純） 北京化工廠；甲酸（色譜純） 霍尼韋爾貿易（上海）有限公司；乙腈（色譜純） 美國Spectrum化學試劑公司；氯仿（色譜純） 上海國藥集團；氨基酸、核苷酸標準品及其衍生試劑均為色譜純。

1.2 儀器與設備

商用智能電炸爐 廣州市艾士奇電器科技有限公司；HD9651型電烤爐（空氣油炸鍋） 荷蘭飛利浦公司；TA.XT.plus型物性測試儀 英國Stable Micro System公司；UltraScan Pro型測色儀 美國HunterLab公司；LC-2030C全自動凱氏定氮儀 上海沛歐分析儀器有限公司；5500 QTRAP超高效液相色譜-質譜聯用儀日本島津公司；G9250AA三重四極桿氣相色譜-質譜聯用儀 美國安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 原料預處理

將鮮高白鮭去頭、尾、鱗，取背部肌肉，切成20 mmh 15 mmh 10 mm魚塊，隔保鮮膜暫置于冰上，待用。

1.3.2 傳統油炸和空氣油炸工藝

傳統油炸工藝采用電炸爐，條件為溫度1 7 0、180 ℃，時間20、40、60、80、100 s。空氣油炸工藝采用空氣油炸鍋，條件為溫度170、180 ℃，時間6、8、10、12、14 min。按上述工藝熟化后的魚塊冷卻至室溫備用。

1.3.2.1 熟化損失率測定

用廚房用紙沾除熟化后魚塊表面油脂，稱取質量為mb。每一工藝條件下取5 塊魚肉稱量，結果取平均值。按下式計算熟化損失率[8]：

式中：W為熟化損失率/%；ma為熟化前質量/g；mb為熟化后質量/g。

1.3.2.2 色澤測定

用測色儀分別測定熟化后魚塊的內部和外部亮度L*值、紅綠a*值、藍黃b*值[9]。每一工藝條件取5 塊魚肉，每塊魚肉重復檢測3 次，結果取平均值。

1.3.2.3 質構測定

用物性測試儀測定熟化后魚塊的質構特性，選用剪切力和全質構分析（texture profile analysis，TPA）2 種模式。剪切力測試條件：選用EBC型號刀頭，測前、測試速率為1.0 mm/s、測后速率為10 mm/s，刀頭剪切方向為垂直于肌纖維方向[10]。TPA測試條件：選用P50圓柱形探頭，測前、測后及測試速率均為1.0 mm/s，觸發力為5 g，壓縮比為30%。每一工藝條件下取5 塊魚肉進行測定，結果取平均值。

1.3.3 基本營養成分測定

水分含量測定：參照GB 5009.3ü 2016《食品中水分的測定》采用直接干燥法；粗蛋白含量測定：參照GB 5009.5ü 2016《食品中蛋白質的測定》采用凱氏定氮法；脂肪含量測定：參照GB 5009.6ü 2016《食品中脂肪的測定》采用索氏抽提法；水分、脂肪測定：采用熟化后的樣品直接測定；粗蛋白測定：采用熟化后烘干水分的干基進行測定。每一指標重復測定3 次，結果取平均值。

1.3.4 揮發性風味物質測定

參照Huang Xuhui等[11]的方法，采用固相微萃取結合氣相色譜-質譜聯用系統從熟化的魚肉中收集、分離和檢測揮發性化合物。將2 g等份樣品放入20 mL頂空樣品瓶中。利用高溫將固體魚塊中風味物質揮發出來，通過捕集器進行捕獲。

氣相色譜條件：非極性分析柱（30 mh 0.25 mm，0.25 μm），載氣為氦氣，流速為1 mL/min（恒定流量）；程序升溫：初始溫度35 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升至280 ℃，保持3 min。質譜檢測條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；界面溫度270 ℃；m/z35～400；掃描模式為全掃描。

揮發性化合物的含量通過半定量方法計算，將揮發物的峰面積與內標（苯乙酮）的峰面積相關聯。比較從樣品中檢測到的揮發物的質譜并與NIST14和Wiley11文庫的質譜相匹配，根據反向匹配因子和保留指數，判斷獲得的揮發性物質是否被正確識別。

1.3.5 游離氨基酸、呈味核苷酸測定

參照Dong Meng等[12]的方法。首先進行標準品的配制和樣品的提取，通過高效液相色譜進行氨基酸、核苷酸的定量，在ACE Excel 3AQ柱（150 mmh 3.0 mm）上實現分析物的分離。將液體樣品通過Turbo V離子源完成離子化過程，采用QTRAP 5500系統進行離子傳輸，采用QTRAP三重四極桿離子阱質譜質量分析器對離子進行掃描和傳輸，最后通過檢測器對組分進行鑒定。

色譜測定條件：色譜柱（4.6 mmh 150 mm，5 μm），流動相A為0.1%的甲酸溶液，流動相B為0.1%甲酸-乙腈。梯度洗脫條件：0～0.5 min，98% A、2% B；0.5～10.0 min，98%～75% A、2%～25% B；10.1～12.0 min，10% A、90% B；12.1～18 min，98% A、2% B。流速為0.8 mL/min。分析柱恒溫30 ℃；注射體積10 μL。

質譜參數：入口電位10 V；噴霧電壓5 500 V；去溶劑化溫度600 ℃；使用高純氮氣作為氣源。

1.3.6 感官評定

采用定量描述性分析法。由12 人組成感官評定小組，評定前需對小組成員進行風味培訓。評分范圍1～8 分，分別對2 種油炸方式熟化后魚塊的腥味、油脂味、香氣、色澤、組織、硬度、咀嚼性、黏口性進行評價。分數越高，代表感官品質越好。

1.4 數據處理及統計分析

數據采用Excel 2016與SPSS 19.0軟件進行處理，采用ANOVA進行方差分析，采用LSD法檢測進行顯著性分析（P＜0.05，差異顯著）。采用Origin 2018作圖。采用Agilent Mass Hunter Qualitative Analysis B.07.00對譜庫檢測（NIST14）結合保留指數對揮發性風味物質進行分析。采用Metabo Analyst 4.0對游離氨基酸、呈味核苷酸進行偏最小二乘判別分析（partial least squares-discrimination analysis，PLS-DA）。

2 結果與分析

2.1 空氣油炸和傳統油炸工藝的優化

2.1.1 2 種油炸方式對高白鮭肌肉熟化損失率的比較和影響

圖1 傳統油炸（a）和空氣油炸（b）對高白鮭魚塊熟化損失率的影響Fig.1 Effect of two frying methods on the cooking loss of C.peled meat

高白鮭魚塊經2 種油炸方式處理后，熟化損失率均隨加熱時間延長、溫度升高而增大，如圖1所示。相對而言，經空氣油炸處理后魚塊的熟化損失率高于傳統油炸工藝樣品。傳統油炸過程，高溫促使高白鮭肌肉發生收縮，魚肉肌原纖維蛋白結構發生改變，水分流失[13-14]；空氣油炸過程，熱空氣快速循環使魚肉表面與內部同時發生熱交換，導致水分損失；2 種加工方式導致魚塊質量損失的主要原因均與高溫使水分快速蒸發有關。

經過對不同油炸溫度和油炸時間的比對篩選，魚塊經傳統油炸工藝處理獲得淡黃、金黃色良好外觀狀態的加工條件為170 ℃-100 s、180 ℃-80 s、180 ℃-100 s；從圖2可看出，空氣油炸工藝條件下加熱170 ℃-12 min、170 ℃-14 min、180 ℃-10 min、180 ℃-12 min、180 ℃-14 min，也可獲得類似傳統油炸的金黃色外觀。在達到相應油炸效果的條件下，空氣油炸加工過程不需要大量使用油脂，且一定程度上克服了傳統油炸使部分油脂滲入魚肉組織內部，導致吸油量增多的弊端[15]。

圖2 傳統油炸（a）和空氣油炸（b）下高白鮭魚塊外觀形態圖片Fig.2 Photographs of C.peled meat samples processed with the two frying methods

2.1.2 2 種油炸方式對高白鮭魚塊色澤的影響

表1 2 種油炸方式對高白鮭魚塊外部色澤的影響Table 1 Effects of the frying methods on the external color of C.peled meat

2 種油炸方式對高白鮭魚塊色澤變化趨勢具有一致性，均隨加熱時間延長、溫度升高，魚塊內外肌肉組織亮度L*值降低，黃度b*值增大，見表1、2。魚塊外部色澤隨著加工溫度的升高或時間的延長，逐漸變深，顏色由近白色逐漸變成淺黃色、金黃色、紅棕色，如圖2所示。魚塊顏色的變化，可能與水分蒸發、褐變化學反應、焦糖化和表皮硬殼形成有關[16]。魚塊內外色澤存在差異，外部亮度L*值的降低和黃度b*值的增大均比內部明顯，這是由于加熱過程中魚塊外部直接暴露在油脂或空氣中，氧化褐變更劇烈。圖2中空氣油炸170、180 ℃加熱12、14 min魚塊顏色深于傳統油炸170、180 ℃加熱80、100 s，可能是由于空氣油炸的魚肉與空氣直接接觸，魚肉焦糖化反應劇烈。

綜合感官觀察的色澤和儀器檢測的色澤數據，傳統油炸170 ℃-100 s、180 ℃-80 s、180 ℃-100 s，空氣油炸170 ℃-12 min、180 ℃-10 min能達到油炸食品的良好色澤，可作為加工高白鮭魚肉的較優工藝參數。

表2 2 種油炸方式對高白鮭魚塊內部色澤的影響Table 2 Effects of the frying methods on the internal color of C.peled meat

2.1.3 2 種油炸方式對高白鮭魚塊質構的影響

魚肉嫩度、咀嚼的口感[17]是衡量魚肉食用品質的重要指標之一。采用物性測試儀可對魚肉質構進行測定分析，其中剪切力是反映嫩度的指標，其數值與嫩度呈反比，在一定程度上代表肌肉內部肌原纖維的分布和狀態。TPA是通過儀器模擬人口腔對食物的兩次咀嚼運動對樣品進行2 次連續壓縮，從而得到待測樣品的質構特性參數[18]。

綜合圖3和表3、4結果可知，高白鮭魚塊經2 種油炸處理后，剪切力、硬度、咀嚼度均呈上升趨勢；彈性、黏聚性、回復性呈下降趨勢。剪切力變化與肌原纖維收縮、膠原蛋白變性程度密切相關[19]，加熱過程肌肉中肌原纖維縮短、肌節長度減小，導致肌肉收縮。高溫使肌肉水分損失進而肉質皺縮、緊致、變干，因此硬度、咀嚼度變大。彈性、黏聚性、回復性均為經第1次壓縮后第2次壓縮時所檢測樣品的回復能力和抗壓程度，溫度升高、加熱時間延長會使肌肉內部結構致密，按壓肌肉后回復能力變差。在同一溫度條件下，空氣油炸的魚塊硬度和剪切力顯著高于傳統油炸，可能原因是空氣油炸處理的魚肉直接暴露在熱空氣中，熱空氣帶走魚塊外部更多水分。

圖3 傳統油炸（a）和空氣油炸（b）對高白鮭魚塊剪切力的影響Fig.3 Effect of the frying methods on the shearing force of C.peled meat

表3 傳統油炸對高白鮭魚塊TPA的影響Table 3 Effects of deep frying on TPA properties of C.peled meat

表4 空氣油炸對高白鮭魚塊TPA的影響Table 4 Effects of air frying on TPA properties of C.peled meat

比較而言，傳統油炸170 ℃-100 s、180 ℃-80 s、180 ℃-100 s，空氣油炸170 ℃-12 min、170 ℃-14 min，180 ℃-10 min、180 ℃-12 min、180 ℃-14 min處理后的魚塊可獲得相對較好的油炸食品口感。Gao Yujing等[20]研究表明具有低硬度或咀嚼度過軟的油炸產品往往不受歡迎，但過高的硬度或咀嚼度并不一定意味著更好的品質。本實驗結果中傳統油炸180 ℃-100 s，空氣油炸170 ℃-14 min、180 ℃-14 min、180 ℃-12 min條件下的魚塊出現了肉質過硬、干柴的情況，無法達到油炸食品良好的酥脆口感。綜合質量損失率、色澤、質構及外觀結果，以達到最佳油炸效果為考察指標，篩選出傳統油炸170 ℃-100 s、180 ℃-80 s，空氣油炸170 ℃-12 min、180℃-10 min為較優高白鮭魚塊油炸條件。

2.2 2 種油炸方式對高白鮭魚肉基本營養成分的影響

油炸食品的含油量是影響油炸食品品質和消費者行為的重要因素之一。經傳統油炸工藝（170 ℃-100 s、180 ℃-80 s）處理得到的高白鮭魚肉，脂肪質量分數分別為18.68%、20.33%，如表5所示，均高于空氣油炸魚肉中脂肪含量，空氣油炸對比傳統油炸工藝處理下的魚肉能達到降低脂肪含量的效果。原因可能是傳統油炸采用魚肉浸入熱油中熟化，魚肉組織之間浸入了大量油脂?？諝庥驼ǖ募訜峤橘|是熱空氣，因此后者殘油小于前者。Bouchon等[21]在對炸制薯條研究時發現，炸制過程樣品內部細胞脫水，蒸發的部分水被煎炸油所取代，這與本實驗結果一致。也有研究表明，在油炸過程中，產品性質、工藝參數（如產品成分、溫度、加熱時間）的變化都會改變產品的含油量[22]，這也可解釋本研究中2 種油炸方式下魚肉脂肪含量具有差距的原因。對于空氣油炸獲得的高白鮭魚肉脂肪含量數值并不是很低的原因可能與高白鮭本身脂肪含量較高（質量分數約為11.83%～17.69%[23]）有關。

表5 2 種油炸方式對高白鮭肌肉水分、粗蛋白、脂肪含量的影響Table 5 Effects of the frying methods on moisture, crude protein and lipid contents of C.peled meat

經傳統油炸處理高白鮭魚塊的含水量高于空氣油炸魚塊的含水量，如表5所示。有研究表明，油炸樣品的水分含量取決于樣品油炸溫度和樣品本身狀態等因素[24]。傳統油炸下溫度使外源油脂遷移到魚肉組織內部，使水分快速蒸發；空氣油炸則是由熱空氣帶走水分。烹飪過程會導致魚肉蛋白質的損失[25]，空氣油炸魚肉的粗蛋白含量略高于傳統油炸，可能與該工藝中的循環熱源相較傳統油炸高溫對魚肉蛋白質破壞程度不同有關。

2.3 2 種油炸方式對高白鮭魚肉揮發性風味物質的影響

魚肉風味形成的主要原因涉及加工過程中脂肪氧化、水解反應產生醛、酮、酯類化合物，氨基酸、蛋白質、還原糖相互反應生成風味化合物等方面。2 種油炸方式處理后的魚肉中均檢測出40 種揮發性化合物，其中烷烴16 種、醇類4 種、醛類5 種、酮類2 種、酯類4 種、雜環類9 種，如表6所示。

表6 2 種油炸方式下高白鮭肌肉揮發性風味成分的氣相色譜-質譜結果Table 6 GC-MS identification of volatile flavor compounds in C.peled meat samples processed using different frying methods

醛類閾值低，對魚肉風味有較大影響[26]。2 種油炸方式處理后的魚肉中仍存在呈腥味的壬醛、2,4-癸二烯醛[27]等醛類物質，較生魚肉中普遍存在的醛類物質（己醛、2,4-癸二烯醛等[28]等）有所減少，但仍存在?？諝庥驼ㄊ旎母甙柞q魚肉也會產生與油炸風味[29]相關的反-2-辛烯醛。同時，從空氣油炸后的高白鮭魚肉中檢測到與風味相關的主要醇類化合物為3-辛烯-1-醇、3,5,5-三甲基環己醇。其中3-辛烯-1-醇具有蘑菇的鮮味香氣，是亞油酸氫過氧化物的降解產物，也是熟魚肉香氣的重要組成成分[30]。傳統油炸170 ℃-100 s、180 ℃-80 s，空氣油炸170 ℃-12 min條件下處理的魚肉中3-辛烯-1-醇含量分別為11.36h 10-2、10.61h 10-2、19.60h 10-2μg/g，遠高于空氣油炸180 ℃-10 min條件下魚肉中該物質含量2.23h 10-2μg/g。這可能與空氣油炸工藝下的循環加熱模式及高溫條件使3-辛烯-1-醇的風味前體物質分解損失，導致揮發出相應的風味物質較少有關。3,5,5-三甲基環己醇具有傳統油炸形成的油脂味。傳統油炸和空氣油炸處理后魚肉中吡嗪類化合物含量較高、種類較多，這可能是由于高溫條件促生對烘烤、焦香起主導的風味物質，這類揮發性物質有烤制食品香氣。此外，魚肉熟化時還會產生呋喃、苯環類揮發性物質，尤其是呋喃類化合物能夠產生焦香味[31]?？傮w上，2 種工藝獲得的魚肉揮發性風味物質在組成上具有相似性，空氣油炸可在風味上達到替代傳統油炸的目的。

2.4 2 種油炸方式對高白鮭魚肉游離氨基酸、呈味核苷酸的影響

對傳統油炸、空氣油炸2 種油炸方式下的高白鮭魚肉進行21 種游離氨基酸、6 種呈味核苷酸的檢測后采用PLS-DA確定游離氨基酸、核苷酸的差異性，結果如圖4所示。PLS-DA可在總體上使樣本歸類，在盡可能提取包含自變量更多信息成分的基礎上，保證提取成分與因變量間最大相關性[32]，從總體上分析不同油炸條件對魚肉游離氨基酸、呈味核苷酸的相關性和差異性。圖4a為PLS-DA得分圖，其中空氣油炸170 ℃-12 min、180 ℃-10 min條件所代表的區域與傳統油炸170～100 s所代表的區域交叉，表明在適宜條件下空氣油炸魚肉的游離氨基酸、呈味核苷酸組成能達到與傳統油炸類似的結果。游離氨基酸和呈味核苷酸是魚肉中主要的鮮味物質，2 種加工方式均能使魚肉發生美拉德反應，魚肉中保留或產生的鮮味物質進一步影響魚肉的游離氨基酸、核苷酸組成[33]。圖4b提供了游離氨基酸、核苷酸的位置分布信息，在空氣油炸170 ℃-12 min條件下處理的魚肉其游離氨基酸、核苷酸主要分布在第2、3象限，該條件保留較多的鮮味核苷酸如肌苷酸、鳥苷酸、胞苷酸、腺苷酸。圖4c變量權重（variable importance in projection，VIP）是PLS-DA載荷的加權平方和，可用來解釋每個維度中Y的變化量。由PLS-DA鑒定的重要化合物（VIP＞1）見圖4c，一般當VIP值大于1時，變量為潛在的差異成分[34]。結果表明，空氣油炸魚肉在適宜條件下能達到與傳統油炸魚肉類似的游離氨基酸、核苷酸組成。

圖4 2 種油炸方式下高白鮭魚肉游離氨基酸、呈味核苷酸PLS-DA圖Fig.4 PLS-DA analysis of free amino acids and taste-active nucleotides of C.peled meat samples processed using different frying methods

2.5 感官評價及定量描述性分析

圖5 4 種油炸條件下高白鮭魚肉的定量描述性分析圖Fig.5 Quantitative descriptive analysis of sensory characteristics of fried fish meat samples processed under different frying conditions

通過對4 種油炸條件下的魚塊進行感官評分，由圖5可知，空氣油炸的魚肉腥味較淡，香氣和色澤能達到與傳統油炸較為一致的水平，同時減少了傳統油炸魚肉的油脂味和咀嚼時油脂在口腔逸出的黏口感。與風味、色澤、質構的數據在一定程度上具有一致性。

3 結 論

經篩選確定高白鮭魚塊的傳統油炸和空氣油炸各兩組工藝參數，均可控制得到適宜損失率，良好質構、色澤和外觀?？諝庥驼ㄌ幚砗蟾甙柞q魚塊脂肪含量均低于傳統油炸魚塊脂肪含量；其揮發性風味物質與傳統油炸魚塊類似，含量略有差異；空氣油炸處理后的魚塊游離氨基酸、呈味核苷酸與傳統油炸170 ℃-100 s結果相似，與傳統油炸180 ℃-80 s差異較大，二者感官結果也具有一定類似性。綜上，空氣油炸使食物達到傳統油炸效果（質地、外觀、風味、感官）的同時減少了油脂的使用，降低脂肪含量，可成為傳統油炸工藝的替代。