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IF=9.8!东北农业大学食品学院:海藻酸钠联合超声改性淀粉:炸鱼的结构表征、面糊特性和脆度改善

  • 2026-10-16 01:22:17
IF=9.8!东北农业大学食品学院:海藻酸钠联合超声改性淀粉:炸鱼的结构表征、面糊特性和脆度改善

图文来源:作者团队

海藻酸钠联合超声改性淀粉:炸鱼的结构表征、面糊特性和脆度改善

东北农业大学食品学院:Ying Li(第一作者), 夏秀芳教授(通讯作者)等在期刊《Food Chemistry》 ( IF:9.8 )上发表题为“Sodium alginate-combined ultrasonic modification of starch: Structural characterization, batter properties, and crispiness improvement in fried fish”的论文。

01
研究概述

本研究对海藻酸钠联合超声波(SA-US)改性的小麦粉和玉米淀粉进行了表征,以探究其对面糊特性及炸鱼酥脆度的影响。结果表明,该改性处理显著提高了小麦粉和玉米淀粉的水合性质及糊化温度(P<0.05),同时降低了其短程有序结构、双螺旋含量、结晶度及淀粉颗粒的完整性。此外,在面糊中添加SA-US改性小麦粉和玉米淀粉后,面糊的黏度、储能模量(G')、损耗模量(G'')及结合水含量均有所增加,从而改善了面糊的挂糊量及其与鱼肉的附着力。含有SA-US改性淀粉的油炸挂糊鱼表现出水分含量、亮度(L*)、黄度(b*)、酥脆度和总体可接受度的增加,以及含油率、红度(a*)、体积收缩率和油炸损失的降低。在油炸后放置60分钟期间,添加SA-US改性淀粉的产品其硬度、脆性和酥脆度分别提高了44.3%、58.2%和52.7%。本研究为利用亲水胶体联合超声波改性淀粉以提升油炸食品品质提供了新的见解。

02
研究背景

池沼公鱼是中国东北地区一种经济价值较高的冷水性鱼类,以其个体小、营养价值高及具有清新的黄瓜香气而闻名。2024年中国池沼公鱼市场规模达到120亿元。油炸是加工池沼公鱼的传统且常用的方法,有助于提高经济淡水鱼资源的利用率。油炸池沼公鱼是一种地方特产,也是即食、便携的产品。其金黄的色泽、令人满意的酥脆口感和独特的风味深受消费者喜爱,因此其消费量稳步增长。酥脆度是影响消费者对油炸食品偏好的重要因素。目前,油炸鱼制品市场的核心痛点在于酥脆度保持性不足,这直接导致了消费者口感体验的下降。在挂糊食品的油炸过程中,水分蒸发导致表面脱水和淀粉糊化,从而形成酥脆的外壳。然而冷却过程中过度的吸油和吸湿会导致酥脆度迅速丧失,这与消费者和生产商的期望背道而驰。

为了提高油炸食品的质构特性已采用了多种措施,例如预处理技术(如超声波预处理和可食用涂层)、改善面糊性质或配方、优化油炸参数(如油炸温度、时间和油炸介质)以及采用新型油炸方法(如真空油炸、空气油炸和脉冲电场油炸)。考虑到工业应用的成本以及酥脆度增强对油炸产品其他感官品质的影响,改善面糊性质被视为一种优选方案。面糊是一种由面粉、淀粉和水组成的半固体流体,主要成分是淀粉。天然小麦粉和玉米淀粉存在结构松散、流变性能差、溶解度低以及热稳定性差等问题。淀粉改性为改善淀粉性质提供了一种有前景的途径。有报道称,球磨处理提高了淀粉的溶解度、热稳定性和糊化特性,从而影响了面糊的流变行为和均质性,并改善了挂糊产品的质构。物理改性是一种绿色且安全的方法,能够增加淀粉的反应位点,正逐渐成为一种常用的淀粉改性手段,包括湿热处理、亲水胶体处理和超声波处理等技术。亲水胶体具有高分子量和亲水性长链分子的特征,主要包括果胶、海藻酸钠(SA)、瓜尔豆胶和黄原胶等多糖。

海藻酸钠(SA)是一种从褐藻或马尾藻副产物中提取的线性多糖,由通过β-1,4-糖苷键连接的β-D-甘露糖醛酸和α-L-古罗糖醛酸组成。SA主要通过分子间氢键连接,因此表现出成膜性、增稠性、水溶性和生物降解性。有研究人员制备了SA改性大米淀粉,发现与天然大米淀粉相比,SA改性淀粉的结构和结晶度降低,而热稳定性和粘度提高。有报道称,超声波(US)破坏了淀粉晶体的分子结构,且由空化作用引起的淀粉颗粒表面形态变化促进了水分渗透,从而提高了其溶解度和溶胀能力。基于这些发现,单一的SA或US改性对淀粉性质的改善作用有限。

03
研究方法与结论

研究假设US辅助SA改性能协同增强淀粉和面糊的多种功能特性,从而对产品的酥脆度产生积极影响。然而在超声波对海藻酸钠-淀粉复合体系的影响以及双重改性淀粉在改善酥脆度方面的潜在作用仍知之甚少。研究的目的在于:(1)制备SA-US 改性小麦粉和玉米淀粉,表征其淀粉多尺度结构、水合性质及热稳定性,并重点分析超声波对 SA - 海藻酸钠复合体系的影响;(2)评估添加小麦粉和玉米淀粉的面糊的粘弹性、水分状态及持水性;(3)通过测定挂糊量、水分含量、含油率、色泽、体积收缩率、质构特性及感官特征,分析改性小麦粉和玉米淀粉在增强油炸挂糊鱼酥脆度方面的作用。

研究制备了SA-US改性小麦粉和玉米淀粉,并分析了其对面糊特性及炸鱼酥脆度的影响。SA破坏了淀粉的多尺度结构,利用其粘附特性连接淀粉颗粒,并通过氢键与淀粉分子形成网络结构,从而增强了淀粉的持水能力。超声波的空化效应和振动效应协同降低了淀粉的短程有序度和结晶区域,从而增强了淀粉分子的柔韧性并促进了SA-淀粉的相互作用。重排后的SA-淀粉网络表现出更高的热稳定性。由SA-US改性小麦粉和玉米淀粉配制的面糊表现出弹性固体的特征,具有高弹性、高粘度和高结合水含量,有利于面糊在产品表面的均匀附着,并展现出适合油炸食品的优良特性。该改性面糊在油炸过程中有效抑制了吸油、水分迁移和体积收缩,并改善了炸鱼的色泽属性、硬度、酥脆度、脆性及总体可接受度。研究开发了一种绿色高效的淀粉物理改性技术,为其在油炸挂糊食品中的工业化应用提供了理论基础。未来的研究应侧重于优化亲水胶体-超声波协同改性的参数(如超声波功率和时间),并确定改性淀粉的理想添加量以获得更优的性能。

04
创新点

(1)超声波(US)增强了淀粉与海藻酸钠(SA)之间的氢键作用。

(2)SA-US降低了小麦粉(WF)和玉米淀粉(CS)的有序结构。

(3)添加SA-US改性WF和CS的面糊具有更高的粘度和持水性。

(4)SA-US改性WF和CS减少了油炸挂糊鱼的水分迁移和吸油量。

(5)SA-US改性WF和CS使放置60分钟的炸鱼酥脆度提高了。

05
图文赏析

基金支撑:

本研究得到黑龙江省“春雁”科技创新团队支持计划(项目编号:CYCX24010)和黑龙江省“揭榜挂帅”科技攻关项目(项目编号:2023ZXJ08B04)的资助。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146269 

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翻译:樊环环

编辑:科研小助

审核:席书敏

专家指导:张康逸

供稿团队:小麦绿色精深加工与功能性食品创制创新团队

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