小麦淀粉和谷蛋白互作对油炸...糊鲢鱼鱼糜块油脂分布的影响_冯佳奇.pdf

24 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学小麦淀粉和谷蛋白互作对油炸外裹糊鲢鱼 鱼糜块油脂分布的影响冯佳奇1，陈季旺1,2,*，袁子珺1，廖 鄂1,2，彭利娟1,2，夏文水1,3（1.武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023；2.武汉轻工大学 农产品加工与转化湖北省重点实验室，湖北 武汉 430023；3.江南大学食品学院，江苏 无锡 214122）摘 要：采用小麦淀粉和谷蛋白以质量比15 1、13 1、11 1、9 1和7 1为外裹糊制作油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块，测定外壳中谷蛋白的表面疏水性（H0）、游离巯基含量、二硫键含量及二级结构、小麦淀粉的晶体结构、油炸外裹糊鱼糜块的表面油脂及表面渗透油脂含量，观察外壳的微观结构和油脂分布；探讨小麦淀粉与谷蛋白相互作用对油炸外裹糊鱼糜块油脂分布的影响。结果显示：随着小麦淀粉和谷蛋白质量比减小，H0先升高后降低，游离巯基含量逐渐减少，二硫键含量逐渐增加；谷蛋白的-转角结构向-折叠转化；表面油脂、表面渗透油脂的含量和小麦淀粉的相对结晶度呈先降低后升高的趋势；外壳中的孔隙先减小后增大，油脂分布呈先减少后增加的趋势。小麦淀粉和谷蛋白质量比为11 1时，H0（8 990）最高，小麦淀粉的相对结晶度（17.8%）、表面油脂（2.1%）和表面渗透油脂的含量（5.8%）最低，外壳的结构最紧密，油脂分布最少。以上结果表明，外裹糊中小麦淀粉和谷蛋白质量比改变了其相互作用，最终影响了油炸外裹糊鱼糜块中的油脂分布。关键词：小麦淀粉；谷蛋白；外裹糊鲢鱼鱼糜块；深度油炸；油脂分布Effect of the Interaction between Wheat Starch and Gluten on Oil Distribution in Deep-Fried Battered and Breaded Fish Nuggets from Silver Carp SurimiFENG Jiaqi1,CHEN Jiwang1,2,*,YUAN Zijun1,LIAO E1,2,PENG Lijuan1,2,XIA Wenshui1,3(1.School of Food Science and Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China;2.Hubei Key Laboratory for Processing and Transformation of Agricultural Products,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China;3.School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)Abstract:In the present study,the effect of the interaction between wheat starch and gluten on oil distribution in deep-fried battered and breaded fish nuggets(BBFNs)from silver carp surimi was investigated.Deep-fried BBFNs were prepared using batters consisting of wheat starch(WS)and gluten(WG)blends(at mass ratios of 15:1,13:1,11:1,9:1 and 7:1),and then the surface hydrophobicity(H0),free sulfydryl content,disulfide bond content,secondary structure of WG and the crystalline structure of WS in the crust,as well as the surface oil and penetrated surface oil contents of deep-fried BBFNs were evaluated.The microstructure and oil distribution in the crust were also observed.The results showed that as the WS/WG ratio decreased,the H0 value increased firstly then decreased,and the free sulfydryl and disulfide bond contents gradually decreased and increased,respectively.Meanwhile,the-turn structure of WG was gradually converted into-sheet,and the surface oil and penetrated surface oil contents of deep-fried BBFNs as well as the relative crystallinity of WS decreased firstly then increased.The size of pores in the crust and oil distribution decreased at first and then increased.Among the tested WS/WG ratios,deep-fried BBFNs with a WS/WG ratio of 11:1 had the highest H0(8 990),and the lowest surface oil(2.1%)and penetrated surface oil contents(5.8%),and the lowest relative crystallinity of WS(17.8%),and the crust 收稿日期：2022-03-28基金项目：国家自然科学基金面上项目（32072249；31471612）第一作者简介：冯佳奇（1997）（ORCID:0000-0002-5164-651X），男，硕士研究生，研究方向为水产品加工及贮藏工程。E-mail:*通信作者简介：陈季旺（1970）（ORCID:0000-0003-4522-4262），男，教授，博士，研究方向为水产品加工及贮藏工程。E-mail:食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 25exhibited the most compact microstructure and the least oil distribution.Therefore,the interaction between WS and WG is affected by changes in WS/WG ratio,which can in turn affect oil distribution in deep-fried BBFNs.Keywords:wheat starch;wheat gluten;deep-fried battered and breaded fish nuggets from silver carp surimi;deep-fat frying;oil distributionDOI:10.7506/spkx1002-6630-20220328-349中图分类号：TS254.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）04-0024-08引文格式：冯佳奇,陈季旺,袁子珺,等.小麦淀粉和谷蛋白互作对油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块油脂分布的影响J.食品科学,2023,44(4):24-31.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220328-349.http:/FENG Jiaqi,CHEN Jiwang,YUAN Zijun,et al.Effect of the interaction between wheat starch and gluten on oil distribution in deep-fried battered and breaded fish nuggets from silver carp surimiJ.Food Science,2023,44(4):24-31.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220328-349.http:/油炸外裹糊食品是在鱼、肉、虾、蔬菜和奶酪等食物的表面涂覆一层由淀粉、蛋白质、水和其他功能性成分搅拌形成的外裹糊，并裹上面包糠油炸形成的一类风味食品，具有色泽金黄、口感酥脆、味道鲜美的特点，广受年轻消费者喜爱1。外裹糊食品深度油炸时，内部水分蒸发并逸出表面，导致外壳形成较多孔隙。冷却过程中，外壳渗入较多油脂，容易造成该类食品油脂含量过高2。经常食用高油脂含量的油炸外裹糊食品容易导致高脂血症和冠心病等疾病，严重损害人体健康3。目前，国内外常用的减少油炸外裹糊食品油脂含量的方法有：优化油炸工艺和外裹糊中各成分的比例、在外裹糊中添加功能性成分等4。向外裹糊中添加适当含量的淀粉或蛋白质，均能起到显著减少油炸外裹糊食品油脂渗透的 作用5-6。油炸过程中，淀粉易发生糊化，蛋白质易变性形成凝胶障碍层，凝胶障碍层的结构和强度显著影响油炸外裹糊食品水分的损失和油脂的吸收7。蛋白质变性形成凝胶的主要作用力是二硫键、静电力和疏水相互作用等。邵俊花等8研究了蛋白质的巯基、二硫键含量和表面疏水性（H0）对蛋白质乳化及凝胶特性的影响，发现随蛋白质巯基含量增加，其凝胶速率和总体黏弹性降低，且二硫键可促进稳定凝胶的形成。Hesso等9利用傅里叶变换红外光谱研究了由面粉、鸡蛋、糖和脂肪制成的蛋糕面糊体系，分析了面糊中不同成分之间的相互作用及其对蛋白质二级结构和淀粉构象的影响；结果显示：面糊中形成稳定的凝胶网络结构时，二级结构不断向-转角转化，淀粉构象的变化与水在面糊各成分间的再分配有关。张媛10研究了油炸后油条中小麦淀粉的热力学特性、结晶性、形貌特征等变化和谷蛋白性质的变化，分析了油条加工过程中，面粉中小麦淀粉、蛋白质的性质对油条品质影响的机制；发现淀粉充分填充到蛋白质凝胶网络结构中时，油炸过程中形成的淀粉-蛋白质凝胶增强。以上结果说明，淀粉和蛋白质的构象能影响蛋白质凝胶层的稳定性和强度。课题组前期研究显示，外裹糊中小麦淀粉和谷蛋白的质量比对油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块的油脂吸收具有显著影响，但未从微观角度和分子水平探讨其原因11。因此，本研究采用5 组小麦淀粉和谷蛋白质量比（15 1、13 1、11 1、9 1和7 1）的外裹糊制作油炸外裹糊鱼糜块，测定油炸外裹糊鱼糜块外壳中谷蛋白的H0、游离巯基含量、二硫键含量及二级结构、小麦淀粉的晶体结构、油炸外裹糊鱼糜块的表面油脂、表面渗透油脂的含量，通过激光共聚焦扫描显微镜观察外壳的微观结构和油脂分布；研究小麦淀粉和谷蛋白相互作用对油炸外裹糊鱼糜块油脂分布的影响，旨在为低脂油炸外裹糊食品的规模化生产提供科学指导。1 材料与方法1.1 材料与试剂鲢鱼鱼糜（添加3%三聚磷酸钠）湖北省洪湖市井力水产食品股份有限公司；金龙鱼大豆油 湖北省武汉市武商量贩常青花园店；面包糠 江苏省无锡金皇花食品有限公司；小麦淀粉（淀粉87.2%，水分10.9%，破损淀粉10.8%）、谷蛋白（蛋白质83.1%，水分7.6%）北京瑞麦嘉禾商贸有限公司；石油醚（分析纯）、尿素（分析纯）、甘氨酸（分析纯）、三羟基氨基甲烷（分析纯）、乙二胺四乙酸 国药集团化学试剂有限公司；巯基乙醇（分析纯）山东西亚化学工业有限公司；考马斯亮蓝G250、苏丹红B 天津大茂化学试剂厂；尼罗红染料 美国Sigma公司；抗荧光淬灭剂 湖北省武汉谷歌生物科技有限公司；Ellmans试剂 北京科展生物科技有限公司。1.2 仪器与设备F-4600型荧光光谱仪 日本Hitachi公司；WHJ 7200分 光 光 度 计 尤 尼 柯（上 海）仪 器 有 限 公 司；NEXUS670傅里叶变换红外光谱仪 美国尼高力仪器26 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学公司；Bruker D8 Venture X射线衍射仪 荷兰帕纳科 公司；SZF-06C脂肪测定仪 浙江托普仪器有限公司；Cryotome E冷冻切片机 美国Thermo Fisher Scientific 公司；FV1200激光共聚焦扫描显微镜 日本奥林巴斯株式会社。1.3 方法1.3.1 鲢鱼鱼糜块的制备参照Cui Lulu等12的方法。将大块鲢鱼鱼糜切成小块，在25 下解冻。将解冻后的鱼糜放入斩拌机以1 200 r/min空斩5 min，添加1%食盐，继续以2 000 r/min斩拌7 min。取出鱼糜，将鱼糜放入灌肠机灌肠并封口，鱼肠直径约为2.5 cm，放入20 冰箱冷冻成型。取用时把成型的鱼肠放在25 下解冻，切成长度为1.5 cm的小块。1.3.2 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块的制备1.3.2.1 调制外裹糊分别向100 g不同小麦淀粉和谷蛋白质量比的混合粉（15 1、13 1、11 1、9 1和7 1）中加入98 g水，用电动搅拌机以1 000 r/min搅拌10 min，调制成均匀的外裹糊。将制成的鲢鱼鱼糜块放入外裹糊中，使鱼糜块的表面与糊充分接触，浸没10 s后缓慢取出，稍淋15 s后放入糊中二次裹糊。将二次裹糊的鱼糜块取出，当糊不成股滴下时，将鱼糜块放入面包糠中裹糠，使面包糠均匀覆盖在外裹糊鱼糜块的表面。1.3.2.2 油炸将外裹糊鱼糜块放入油锅，先于170 油炸40 s（初炸），再于190 油炸30 s（复炸）后，将油炸外裹糊鱼糜块放入不锈钢滤网中自然沥去多余的油脂。炸制时每次鱼糜块投入量为6 块，以保证油温不会变化太大，使鱼糜块均能熟透上浮至表面。油炸过程中不断用筷子翻动鱼糜块，使其受热均匀，炸好后取出，在25 下冷却1 h。1.3.2.3 剥壳将油炸外裹糊鱼糜块的外壳剥下（剥壳过程中避免鱼肉黏附在外壳上），用手术刀切碎外壳使其直径小于2 mm，将外壳冷冻干燥后粉碎，过100 目筛备用。1.3.3 谷蛋白的H0测定采用ANS荧光探针法，根据Tang Chuanhe等13的方法稍作修改。在100 mL离心管中加入2.5 g外壳粉和25 mL磷酸盐缓冲液（0.01 mol/L、pH 7.0），冰水浴条件下20 000 r/min均质2 min，7 000 r/min离心15 min，取上清液，用考马斯亮蓝法测定上清液中蛋白质的浓度。分别取0.8、1.0、1.2、1.4 mL和1.6 mL上清液，加入磷酸盐缓冲溶液混合至8.0 mL。取不同浓度的混合溶液，分别加入40 L 8 mmol/L ANS溶液，振荡混匀，使用F-4600型荧光光谱仪在激发波长390 nm和发射波长490 nm条件下测定其荧光强度。以荧光强度对蛋白质浓度作图，初始段的斜率即为蛋白质分子的H0。1.3.4 谷蛋白的巯基和二硫键含量测定参照Tang Chuanhe等13的方法并稍作修改。1.3.4.1 样品的制备取外壳粉4 g，溶解于24 mL含有8 mol/L尿素的三羟甲基氨基甲烷-甘氨酸（Tris-Gly）缓冲溶液中，在25 下缓慢搅拌12 h以上，直至溶液混匀。以5 000 r/min离心10 min，取上清液，重复离心至上清液澄清，得到蛋白质溶液。1.3.4.2 游离巯基含量的测定取1 mL蛋白质溶液，加入4 mL Tris-Gly缓冲液、0.05 mL 4 mg/mL Ellmans试剂，迅速混合后在25 下保温反应5 min，用分光光度计测定412 nm波长处的吸光度（A1）。按照式（1）计算游离巯基含量。73.53A1D1C游离巯基含量/(mol/g)=（1）式中：C为蛋白质溶液质量浓度/（mg/mL）；D1为稀释系数。1.3.4.3 二硫键含量的测定取1 mL蛋白质溶液，加入0.05 mL巯基乙醇和4 mL Tris-Gly缓冲液，在25 下保温1 h，加入10 mL 12%三氯乙酸溶液，继续保温1 h。以5 000 r/min离心10 min，取沉淀加入5 mL 12%三氯乙酸溶液洗涤并再次离心，重复两次除去巯基乙醇。将沉淀物溶于10 mL Tris-Gly缓冲液后，取4 mL加入0.04 mL Ellmans试剂，迅速混合后在25 下保温反应5 min，用分光光度计测定412 nm波长处的吸光度（A2）。按照式（2）计算总巯基含量、式（3）计算二硫键含量。73.53A2D2C总巯基含量/(mol/g)=（2）二硫键含量/(mol/g)=2总巯基含量-游离巯基含量（3）式（2）中：C为蛋白质溶液质量浓度/（mg/mL）；D2为稀释系数。1.3.5 谷蛋白的二级结构测定取适量外壳粉与溴化钾按1 100体积比混合压片，做全波段扫描测定，分辨率为4.0 cm1，扫描波数范围为4 000400 cm1，空白组为溴化钾。红外光谱图的处理：利用Peakfit软件进行分析，首先进行基线校正，然后用Deconvolve Gaussian IRFF去卷积，进行二阶导数拟合，直至拟合相关系数稳定且不小于0.99为止。确定各子峰与各二级结构的对应关系，计算各子峰面积的相对含量14-15。1.3.6 小麦淀粉的晶体结构测定将外壳用索氏抽提法脱脂，粉碎后取20 g，过100 目筛备用。取适量粉碎的外壳置于载玻片的凹槽中，用盖玻片拨动外壳粉末使其填满凹槽且表面平整，食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 27采用Bruker D8 X射线衍射仪进行测定。测定条件：特征射线Cu靶；电压40 kV；电流40 mA；起始角度3；终止角度60；步长0.02；扫描速率为4/min；发散狭缝1 mm；接受狭缝0.1 mm。根据得到的X射线衍射图谱，参照Olayinka等16的方法，利用MDI Jade 6软件按 式（4）计算相对结晶度。100AcAa+Ac相对结晶度/%=（4）式中：Aa为衍射图中非晶区的面积；Ac为衍射图中结晶区的面积。1.3.7 表面油脂和表面渗透油脂测定1.3.7.1 标准曲线的绘制分别取0.04、0.05、0.06、0.07 g和0.08 g苏丹红B与100 mL大豆油加入250 mL烧杯中，搅拌均匀，30 水浴加热24 h，使染料充分混合。将5 组质量浓度的苏丹红B油溶液用石油醚稀释40 倍，用分光光度计于510 nm波长处测定其吸光度。以质量浓度为纵坐标，吸光度为横坐标作标准曲线。1.3.7.2 表面油脂的测定参照Bouchon等17的方法并稍作修改。采用质量浓度为0.6 g/L的苏丹红B油溶液制作油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块，称质量（ms/g）。将待测油炸外裹糊鱼糜块用150 mL石油醚缓慢冲洗10 s，将冲洗过鱼糜块的石油醚转移入250 mL圆底烧瓶中，称质量（m1/g）。将烧杯置于通风橱中蒸发溶剂至烧杯质量恒定（m2/g）。100m2-m1ms表面油脂质量分数/%=（5）1.3.7.3 表面渗透油脂的测定将已经除去表面油脂的外裹糊鱼糜块粉碎至直径小于2 nm的颗粒，用脂肪测定仪提取油脂。将油脂置于通风橱中蒸发溶剂至质量恒定，得出提取油的质 量（m0/g）。用石油醚稀释40 倍，在510 nm波长处测定吸光度。根据标准曲线计算出对应的苏丹红B油溶液的质量浓度（c0/（g/L）。100m0c0mscp表面渗透油脂质量分数/%=（6）式中：cp为油炸外裹糊鱼糜块时苏丹红B油溶液的质量浓度。1.3.8 微观结构及油脂分布观察将尼罗红染料溶于丙酮中配制成0.01%的染色液，配制完后放置在小棕色瓶中避光保存。用冷冻切片机 在20 下将油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块进行切片，切片的厚度为8 m，且保证切片厚度均匀平整。将其固定放置在载玻片上，滴12 滴尼罗红染液，在4 下避光染色3 h，染色后用少量抗荧光淬灭剂避光封片，抗荧光淬灭剂要在20 条件下避光保存。利用激光共聚焦扫描显微镜观察油炸外裹糊鱼糜块外壳的微观结构及油脂分布情况，参数如下：扫描模式像素1 0241 024，放大10 倍，尼罗红激发波长为543 nm18。1.4 数据处理每个实验做3 次平行，结果用 s表示。采用SPSS 26.0软件分析差异显著性（P0.05）、OriginPro 8.5软件进行非线性拟合。2 结果与分析2.1 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳中谷蛋白的H0、游离巯基和二硫键含量如表1所示，当小麦淀粉和谷蛋白质量比为15 1时，H0最低；随着质量比减小，小麦淀粉含量减少，H0逐渐增加并在质量比为11 1时达到最高，随着小麦淀粉含量继续减少，H0逐渐降低。疏水性基团暴露的程度决定了蛋白质H0的高低13,19。高蛋白质含量会增加疏水基团的暴露，导致外壳的H0较高20。邵俊花等8研究发现，蛋白质的H0变高，会导致其暴露的疏水基团与大分子化合物的相互作用增强。随着谷蛋白含量增加，经油炸后谷蛋白分子受热伸展，使更多疏水基团暴露，谷蛋白的H0逐渐升高，导致小麦淀粉与谷蛋白相互作用的程度增加，增强了蛋白质凝胶的强度。当外裹糊中小麦淀粉和谷蛋白质量比为11 1时，形成了最稳定的小麦淀粉-谷蛋白凝胶结构。当谷蛋白含量继续增加时，H0逐渐降低，一方面是因为此时谷蛋白夺取了小麦淀粉周围的水分，降低了淀粉糊化后凝胶的强度，小麦淀粉与谷蛋白的相互作用减弱；另一方面可能是谷蛋白分子聚集形成高分子聚集体，造成谷蛋白的疏水基团内卷，表面暴露的疏水基团减少，H0降低，小麦淀粉与谷蛋白的相互作用减弱，导致小麦淀粉-谷蛋白凝胶的强度逐渐下降21。表 1 5 组样品的外壳中谷蛋白H0、游离巯基和二硫键含量Table 1 H0,free sulfydryl and disulfide bond contents of gluten in the crust of five samples小麦淀粉 谷蛋白H0游离巯基含量/（mol/g）二硫键含量/（mol/g）15 13 2081140.140.002a0.070.002a13 13 977380.120.001b0.110.002b11 18 990990.070.003c0.140.001c9 16 0441070.060.001d0.160.003d7 15 140730.040.002e0.200.001e注：同列字母不同表示差异显著（P0.05），表3同。由表1可知，随着小麦淀粉与谷蛋白质量比减小，谷蛋白含量增加，游离巯基含量减少，二硫键含量逐渐 增加。28 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学谷蛋白中游离巯基经氧化形成二硫键16。外裹糊中谷蛋白含量越高，谷蛋白分子间相互作用的机率越大，更易形成二硫键，二硫键数量反映了谷蛋白变性形成的凝胶网状结构的强弱22-23。当小麦淀粉和谷蛋白质量比为15 1时，外裹糊中小麦淀粉含量过高，小麦淀粉颗粒填充入谷蛋白的网状结构中并包裹谷蛋白分子，在高温油炸过程中，谷蛋白分子间相互作用的机率降低，游离巯基转化成二硫键的过程受阻，导致外壳中游离巯基含量较高而二硫键含量较低，谷蛋白变性形成的凝胶网状结构较弱且松散。当小麦淀粉和谷蛋白质量比逐渐降低，谷蛋白含量增加，谷蛋白分子间相互作用的机率提升且交联作用增强。当小麦淀粉和蛋白质质量比为71时，谷蛋白相对较多，高温油炸后，外壳中游离巯基含量最少、二硫键含量最高，但此时小麦淀粉颗粒未完全填充入谷蛋白的网状结构中，且小麦淀粉的糊化过程受到阻碍，小麦淀粉与谷蛋白间相互作用较弱，外壳中谷蛋白的凝胶网状结构较松散。2.2 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳中谷蛋白的二级结构蛋白质的红外光谱在酰胺I、II、III带都有特征吸收峰，但在酰胺I带（1 7001 600 cm1）有最强烈的吸收，因此常用酰胺I带中的特征吸收峰分析蛋白质的二级结构14-15。酰胺I带中，1 6431 610 cm1中出现的特征峰为-折叠结构；1 6521 643 cm1为无规卷曲结构；1 6601 652 cm1为-螺旋结构；1 6851 660 cm1为-转角结构24。5 组小麦淀粉和谷蛋白质量比的外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳在酰胺I带（1 7001 600 cm1）的红外光谱图如图1所示。根据各子峰相对含量与二级结构的对应关系，得到蛋白质二级结构的含量如表2所示。4 种结构的相对含量为-折叠-转角无规卷曲-螺旋，其中-折叠的转化量（增加）和-转角的转化量（减少）占主导地位。0.001 6001 6201 6401 6601 6801 7000.080.100.040.060.02透光率/%波数/cm-1adbecae.分别表示小麦淀粉和谷蛋白质量比为15 1、13 1、11 1、9 1和7 1。图 1 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳中谷蛋白的酰胺I带红外光谱图Fig.1 Infrared spectra in the amide I region of wheat gluten in the crust of deep-fried BBFNs表 2 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳中谷蛋白二级结构的相对含量Table 2 Proportions of four secondary structures in wheat gluten from the crust of deep-fried BBFNs小麦淀粉 谷蛋白相对含量/%-折叠无规卷曲-螺旋-转角15 141.718.03.536.713 141.918.93.635.711 142.417.93.736.19 143.618.05.233.37 149.912.47.929.7由表2可知，当小麦淀粉和谷蛋白质量比为151时，-转角结构的相对含量最高（36.7%）；当小麦淀粉和谷蛋白质量比为7 1时，-折叠结构的相对含量最高（49.9%）。当外裹糊中小麦淀粉含量减少时，外壳中谷蛋白的-转角和无规卷曲结构开始向-折叠和-螺旋结构转化；随着小麦淀粉含量继续减少，-折叠结构和-螺旋结构的相对含量增大并趋于稳定，-转角结构的相对含量整体呈减小趋势。-转角相对含量与蛋白质变性形成的凝胶网络结构的稳定性紧密相关9,25。Bock等26的研究发现，谷蛋白在充分水合状态下其二级结构主要以-转角形式呈现。当小麦淀粉和谷蛋白质量比为7 1时，-转角的相对含量最少，这是因为该质量比下谷蛋白含量过高，且谷蛋白的吸水能力较强，外裹糊中固定的水分不足以使谷蛋白达到充分水合状态，二级结构从-转角向-折叠转化，此时形成的凝胶网络结构强度较弱26。这与Wang Kaiqiang等27的发现类似：当蛋白质分子大量聚集，其分子局部失水，-折叠结构增加，不利于形成凝胶网络结构。小麦淀粉和谷蛋白质量比从7 1增大到11 1的过程中，-转角相对含量逐渐增加，表明谷蛋白分子发生变性，形成的谷蛋白凝胶网状结构逐渐完整且空间构象趋于稳定。当质量比继续增大，淀粉含量增加，-转角相对含量减少，这是因为大量淀粉包裹谷蛋白分子，不利于谷蛋白分子的疏水基团充分暴露，抑制其变性形成凝胶。质量比为15 1时，-转角相对含量增加至最高，这是因为尽管此时淀粉的含量较高，但淀粉的吸水能力远不如谷蛋白28。此时，外裹糊中自由水最充足，谷蛋白反而达到最充分的水合状态，导致-转角相对含量变高。该质量比下淀粉包裹蛋白质的疏水基团对形成凝胶的抑制作用占主导地位，凝胶网络结构的强度最弱。2.3 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳中小麦淀粉的晶体结构如图2所示，外裹糊鱼糜块经油炸后，小麦淀粉原有的衍射峰消失，在2 20左右出现新的强吸收峰。随着小麦淀粉和谷蛋白质量比的减小，外壳中小麦淀粉的相对结晶度呈现先降低后升高的趋势，质量比为11 1时，小麦淀粉的相对结晶度最低。食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 290102030504060A2/()01 0001 6001 4001 200400800600200相对强度0102030504060B2/()01 0001 6001 4001 200400800600200相对强度0102030504060C2/()01 0001 6001 4001 200400800600200相对强度0102030504060D2/()01 0001 6001 4001 200400800600200相对强度001020305040601 0001 6001 4001 200E400800600200相对强度2/()001020305040601 0001 6001 4001 200F400800600200相对强度2/()AE.分别表示小麦淀粉和谷蛋白质量比为151、131、111、91和71，图3同；F.小麦淀粉。图 2 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳中小麦淀粉的X射线衍射图谱Fig.2 X-ray patterns of starch in the crust of deep-fried BBFNs植物淀粉有A型、B型和C型3 种晶体结构，小麦淀粉属于典型A型结构，其X射线衍射图谱在15、17、18和23有较强衍射峰，相对结晶度为20.3%28。由图2可知，5 组油炸外裹糊鱼糜块外壳中小麦淀粉均表现为V型晶体，相对结晶度分别为23.5%、19.8%、17.8%、18.3%和18.4%。此结果与Besbes等29和张媛10的研究结果类似。淀粉颗粒结构由结晶区和无定形区组成，其中结晶区主要由支链淀粉的双螺旋结构构成，无定形区主要由直链淀粉的松散结构构成30。原淀粉经油炸后糊化，淀粉颗粒破裂重组，破坏内部的结晶区域；淀粉糊化过程中，小麦原淀粉的A型晶体天然双螺旋结构解螺旋，重新排列后与脂质形成单螺旋的直链淀粉-脂质复合物，A型晶体转化为V型晶体29。陈龙31的研究发现，淀粉-脂质复合物通常以晶体形态出现，该形态使淀粉颗粒的排列更为有序，阻碍油炸过程中油脂的渗透。当小麦淀粉和谷蛋白质量比为11 1时，小麦淀粉的相对结晶度最低，说明此时形成的淀粉-脂质复合物最少，油脂渗透最少；其他质量比下小麦淀粉的相对结晶度更高，形成的淀粉-脂质复合物较多，油脂渗透更多。这验证了2.1和2.2节中小麦淀粉与谷蛋白相互作用影响小麦淀粉凝胶强度和谷蛋白凝胶强度的分析。当小麦淀粉含量过高时，小麦淀粉颗粒填充入谷蛋白的网状结构中并包裹谷蛋白分子，抑制了谷蛋白的凝胶；当谷蛋白含量过高时，谷蛋白争夺小麦淀粉的表面水分，导致淀粉糊化后形成的凝胶较弱；当质量比为11 1时，淀粉糊化形成的淀粉凝胶层和谷蛋白变性形成的凝胶层强度最高，结构最紧密，抑制了油炸外裹糊鱼糜块水分的蒸发和油脂的渗透。2.4 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块的表面油脂和表面渗透油脂如表3所示，表面油脂和表面渗透油脂含量均随小麦淀粉含量减少呈先减少后增加趋势；当小麦淀粉和谷蛋白质量比为11 1时，黏附在外裹糊鱼糜块表面及渗入内部的油脂均最少。表 3 油炸外裹糊鱼糜块的表面油脂和表面渗透油脂的含量（湿基）Table 3 Surface oil and penetrated surface oil contents of deep-fried BBFNs(on a wet basis)小麦淀粉 谷蛋白质量分数/%表面油脂表面渗透油脂15 12.30.02c7.40.07c13 12.10.01d6.10.06d11 12.10.08d5.80.03d9 12.40.04b8.10.06b7 12.70.03a10.70.40a外裹糊鱼糜块经高温油炸，使淀粉糊化及蛋白质变性形成凝胶网状结构，且小麦淀粉和谷蛋白相互作用形30 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学成的凝胶结构较强32。当小麦淀粉和谷蛋白质量比为15 1时，较多的小麦淀粉经高温油炸后表面破裂，结构受到破坏，油炸外裹糊鱼糜块外壳的表面形成较多孔隙33。油炸过后，较多油脂吸附于多孔的外壳表面，表面油脂较高。油炸外裹糊鱼糜块冷却过程中，油脂由于负压作用，经细小孔隙大量渗入鱼糜块的内部，导致表面渗透油脂的含量升高34。当小麦淀粉含量继续减少、谷蛋白含量增加，小麦淀粉和谷蛋白相互作用逐渐增强，形成的凝胶网状结构趋于稳定。当小麦淀粉和谷蛋白质量比为11 1时，其形成的复合凝胶结构最紧密，阻碍了外裹糊鱼糜块油炸过程中水分的蒸发，使油炸外裹糊鱼糜块的外壳结构较完整，较少油脂黏附在外壳表面，表面渗透油脂的含量最低。当小麦淀粉和谷蛋白质量比大于11 1时，填充入谷蛋白网络结构中的淀粉逐渐减少，形成的凝胶网状结构较弱。高温油炸过程中，水分快速蒸发，外壳表面形成较大的孔隙。油炸过后，油脂大量黏附在外壳表面，且通过外壳的裂缝渗入鱼糜块，导致表面渗透油脂含量持续升高。2.5 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳的油脂分布尼罗红是一种脂溶性的荧光染料，与脂类物质结合后，在543 nm激发波长下，能显示出强烈的红色荧光。因此可以用激光共聚焦扫描显微镜观察油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳的油脂分布，红色荧光强度越强，表示外壳油脂的含量越高35。如图3所示，随着小麦淀粉含量减少，外壳中的孔隙先减小后增大，油脂分布呈先减少后增加趋势。小麦淀粉和谷蛋白质量比为11 1时，外壳的孔隙最小、油脂分布最少，结构最致密。小麦淀粉和谷蛋白质量比为15 1时，外壳的孔隙大而散乱，较多油脂分布于孔隙的周围。这是因为外裹糊中小麦淀粉含量较高，淀粉填充入谷蛋白的网状结构中并包裹谷蛋白分子，抑制谷蛋白的凝胶，较弱的凝胶层被大量蒸发的水冲破形成较大的孔隙，且小麦淀粉与谷蛋白相互作用减弱，油炸过程中形成较多淀粉-脂质复合物，油脂渗透更多。小麦淀粉和谷蛋白质量比为7 1时，外裹糊中谷蛋白含量较高，小麦淀粉未完全填充入谷蛋白的网状结构中，且大量谷蛋白争夺水分导致淀粉糊化凝胶层较弱，经油炸后外壳中孔隙较大，且油脂分布范围广。这些结果与表面油脂和表面渗透油脂的结果类似，进一步证明了11 1为小麦淀粉和谷蛋白最佳质量比，该质量比下油炸形成的凝胶保护层最为致密，阻碍水分的蒸发，从而减少了油炸外裹糊鱼糜块的油脂含量。A1A2A3B1B2B3C1C2C3D1D2D3E1E2E3下标1.显微镜下观察到的结构图；下标2.荧光模式下扫描的油脂分布图；下标3.油脂分布的直观表象图。图 3 油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块外壳的激光共聚焦图Fig.3 Confocal laser scanning micrographs of the crust of deep-fried BBFNs3 结 论采用5 组小麦淀粉和谷蛋白质量比（15 1、13 1、11 1、9 1和7 1）的外裹糊制作油炸外裹糊鱼糜块，测定油炸外裹糊鱼糜块外壳中谷蛋白的H0、游离巯基含量、二硫键含量及二级结构、小麦淀粉的晶体结构、油炸外裹糊鱼糜块的表面油脂、表面渗透油脂的含量，通过激光共聚焦扫描显微镜观察外壳的微观结构和油脂分布。结果表明，小麦淀粉和谷蛋白的相互作用影响了外裹糊中小麦淀粉的糊化和谷蛋白的变性，改变了深度油炸过程形成的淀粉和蛋白质凝胶的强度，最终影响了油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块的油脂分布。食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 31当小麦淀粉和谷蛋白质量比为11 1时，谷蛋白的H0（8 990）最高，二级结构中-转角的相对含量仅低于质量比为15 1时，小麦淀粉相对结晶度最低；此时谷蛋白的变性和小麦淀粉的糊化程度最高，两者的相互作用最强烈，形成的凝胶层最紧密，抑制了深度油炸过程中油脂的渗透，导致油炸外裹糊鲢鱼鱼糜块的表面油脂和表面渗透油脂的含量最低，外壳的孔隙最小、油脂分布最少。本研究结果可为低脂油炸外裹糊食品的规模化生产提供一定科学指导。参考文献：1 LIBERTY J T,DEHGHANNYA J,NGADI M O.Effective strategie