宋昱，孟令冬，王娟娟，李昀

（天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300392）

可食性膜作為一種集純天然、可降解、無污染等優(yōu)勢(shì)為一體的新型材料，已逐步成為國內(nèi)外食品包裝保鮮領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，成為延緩食品腐敗變質(zhì)、延長(zhǎng)食品貨架期的重要措施之一。

人們食用油炸食品始于公元前16世紀(jì)，其憑借著口感酥脆、顏色金黃、風(fēng)味獨(dú)特等特點(diǎn)受到國內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛，在世界食品市場(chǎng)中占據(jù)著不可代替的位置。但油炸食品的高含油量和高熱量會(huì)引起肥胖，在油炸過程中產(chǎn)生的丙烯酰胺等化學(xué)危害物，對(duì)人體健康造成潛在危害[1-2]。食物經(jīng)油炸處理后所吸收的油脂也增加了生產(chǎn)成本。并且，食用油本身的氧化也會(huì)影響油炸食品的品質(zhì)和保質(zhì)期。因而有效減少油炸食品的含油量，抑制化學(xué)危害物的形成，延長(zhǎng)油炸食品保質(zhì)期具有重要的研究意義。

可食性膜在油炸食品領(lǐng)域的運(yùn)用研究較少，且主要集中在油炸食品含油量的影響條件方面[3-5]，缺乏相關(guān)內(nèi)容的系統(tǒng)報(bào)道，本文主要總結(jié)了近年來國內(nèi)外可食性膜在油炸食品領(lǐng)域的應(yīng)用及研究進(jìn)展，以期為利用可食性膜技術(shù)生產(chǎn)出安全、健康的低脂油炸食品提供參考。

1 可食性膜的研究概述

可食性膜是通過分子間相互作用形成的一種可食用的薄涂層或薄膜，以天然大分子及其衍生物為主要成膜基質(zhì)，通過添加增塑劑、抗氧化劑、活性成分等可改善可食性膜的功能。

1.1 可食性膜的分類

可食性蛋白膜、可食性多糖膜、可食性脂質(zhì)膜和可食性復(fù)合膜都是常見的可食性膜，以蛋白質(zhì)、多糖和脂質(zhì)為主要基質(zhì)材料，單一膜成分在某些功能上略有不足，多種基質(zhì)協(xié)同制成復(fù)合膜可以填補(bǔ)單一膜的缺陷，改善膜性能。其主要成膜基質(zhì)和優(yōu)缺點(diǎn)見表1[6-16]。

表1 各類可食性膜的主要成膜基質(zhì)和優(yōu)缺點(diǎn)Table 1 Main film forming matrix and advantages and disadvantages of various edible films

1.2 可食性膜的制備

可食性膜的制備措施大體可分為濕法和干法，濕法是指將成膜材料根據(jù)其不同的溶解條件充分溶解，可通過向其添加功能性物質(zhì)、調(diào)節(jié)pH值、加熱等方式制成膜液，在食品外表以涂刷、浸泡或噴灑等形式應(yīng)用，然后在一定環(huán)境條件下干燥，膜液便構(gòu)成一層薄的可食性涂層。干法是指將成膜液經(jīng)擠壓、緊縮、模塑等措施干燥后制成膜片，運(yùn)用在食品包裝中[17]。

1.3 可食性膜性能的影響因素

1.3.1 成膜材料

可食性膜一般由基質(zhì)、溶劑和助劑等組成。其各成膜組分之間相容性受復(fù)配比例影響，且不同的成膜基質(zhì)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也不相同，受成膜材料的鏈游動(dòng)性、極性、基團(tuán)、相對(duì)分子質(zhì)量等因素影響[14]?？墒承阅ば阅苓€受成膜液中溶劑的影響，溶劑主要有醇溶液、稀酸堿溶液和水。除此之外，增塑劑、交聯(lián)劑、抗氧化劑等都可改善或增加可食性膜的性能。

1.3.2 成膜工藝和條件

成膜溶液的pH值會(huì)影響膜性能，特別是對(duì)可食性蛋白膜和殼聚糖膜有明顯作用。適當(dāng)延長(zhǎng)溶膠時(shí)間，適度地?cái)嚢杈|(zhì)，可以使成膜液混合更徹底，可食性膜更易拉伸且堅(jiān)固[18]。為改善或增加可食性膜的特殊性能，可以對(duì)膜進(jìn)行物理改性，主要有熱處理、高壓處理、微波處理、超聲波處理等方式。

成膜條件影響著可食性膜材質(zhì)的穩(wěn)定性，儲(chǔ)存環(huán)境的相對(duì)濕度和溫度會(huì)影響可食性膜性能。相對(duì)濕度升高，可食性膜的阻隔性和延展性隨之減弱。貯藏時(shí)間增加，可食性膜材質(zhì)會(huì)隨之產(chǎn)生一些物理化學(xué)變化，如蛋白質(zhì)氧化、淀粉重結(jié)晶等。

2 可食性膜在油炸食品中的作用

可食性膜處理油炸食品可達(dá)到阻氧隔水、降低吸油量、抑制氧化等效果，有助于油炸食品改善品質(zhì)，提高附加值。

2.1 降低含油量

部分油炸食品的含油量在50%以上，是高脂食品的代表。油脂在油炸過程中發(fā)生的降解、水解等復(fù)雜反應(yīng)，生成甘油單酯和甘油二酯等表面活性劑提高了油和食品的接觸，同時(shí)增強(qiáng)了水分的消耗，油炸食品在油炸過程中水分消耗量和油脂吸收量呈正相關(guān)，故食品吸收了過多的油脂，導(dǎo)致其含油量增高。油炸結(jié)束后，毛細(xì)作用使油炸過程中吸附在食品表面上的一部分油脂進(jìn)入到油炸食品外殼和內(nèi)部之間的毛細(xì)結(jié)構(gòu)中，致使油炸食品油脂含量進(jìn)一步增多[19]。

可食性膜改變了食品的表面結(jié)構(gòu)和疏水性，在油炸過程中，更加緊湊的表層可減少水分從微孔蒸發(fā)流失，抑制了水油置換，從而降低了油炸食品的含油量。同時(shí)可食性膜在油炸食品表面形成的保護(hù)層可以有效減少氣體進(jìn)入，防止油炸食品氧化酸敗。Aminlari等[3]研究發(fā)現(xiàn)3%酪蛋白酸鈉膜可使薯片吸油量降低14%。Angor[20]研究發(fā)現(xiàn)，5%乳清蛋白膜和5%乳清分離蛋白膜可分別降低薯片吸油量49.9%和54.4%。Kim等[21]研究發(fā)現(xiàn)0.3%結(jié)冷膠和0.3%瓜爾膠可分別降低薯?xiàng)l油脂含量12.2%和11.8%。Khazaei等[22]用羅勒籽膠和百里香酚制備活性食用涂膜可使油炸蝦的吸油量下降34.5%。Bouaziz等[23]研究發(fā)現(xiàn)2%杏仁膠處理的薯片吸油率降低了34%。Sothornvit等[24]研究發(fā)現(xiàn)與對(duì)照樣品相比，1.5%黃原膠膜和1.5%瓜爾膠膜分別處理香蕉干后吸油率分別下降了17.22%和25.22%。由此可見，可食性膜可降低油炸薯類食品、油炸海鮮食品以及油炸果蔬食品等的含油量。

2.2 改善品質(zhì)

可食性膜可以保持或改善油炸食品特有的風(fēng)味口感和營養(yǎng)價(jià)值。Garmakhany等[25]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)1%羧甲基纖維素、0.3%瓜爾膠和2%黃原膠處理的薯片色澤更佳；經(jīng)2%黃原膠、0.5%羧甲基纖維素和1%羧甲基纖維素處理的薯片風(fēng)味更佳。在感官評(píng)估中，所有涂膜處理的樣品與空白樣品相比更受人們喜愛。

2.3 減少有害物質(zhì)生成

食物在高溫油炸過程中部分營養(yǎng)成分會(huì)被破壞，而且極有可能會(huì)形成影響人體健康的有害物質(zhì)。食物中的脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物經(jīng)高溫油炸后通過氧化分解和聚合反應(yīng)會(huì)形成多環(huán)芳烴化合物。油溫超過120℃時(shí)食物通過美拉德反應(yīng)、脂肪氧化等途徑會(huì)形成丙烯酰胺[26]。油炸溫度在200℃以上時(shí)，食物會(huì)分解形成雜環(huán)胺類化合物。在油炸過程中順式脂肪酸會(huì)因反復(fù)高溫使用煎炸油和油炸時(shí)間過長(zhǎng)發(fā)生異構(gòu)形成反式脂肪酸[27]。

可食性膜可以控制油炸食品在油炸過程中有害物質(zhì)含量。Zeng等[28]研究發(fā)現(xiàn)果膠、黃原膠和海藻酸都可以減少油炸食品中丙烯酰胺的生成。Suyatma等[29]研究發(fā)現(xiàn)與未涂膜的香蕉片相比，2%果膠可食性膜可降低香蕉片33%丙烯酰胺含量。何葉[30]發(fā)現(xiàn)甲基纖維素膜可以有效降低油餅中丙二醛、丙烯酰胺和縮水甘油酯的含量，大豆分離蛋白膜可減少油餅中丙二醛和丙烯酰胺的含量。Mousa[31]研究發(fā)現(xiàn)改性阿拉伯膠涂膜的油炸馬鈴薯中丙烯酰胺含量降低了88%。盛美香等[32]研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖涂膜的油炸薯片中丙烯酰胺含量降低了53.6%。因此，可食性膜可有效降低油炸薯類食品、油炸肉類食品以及油炸果蔬食品等的有害物質(zhì)含量。

3 油炸食品中可食性膜的選擇與應(yīng)用方法

3.1 預(yù)處理

為了更好地改善油炸食品質(zhì)量，可先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行預(yù)處理，促進(jìn)可食性膜達(dá)到理想效果。Sakhale[33]將馬鈴薯塊在0.5%氯化鈣水溶液中熱燙，后用1%羥丙基甲基纖維素膜液處理2 min后瀝干并干燥，結(jié)果顯示：與未經(jīng)涂膜處理的空白對(duì)照組相比，這樣處理的薯?xiàng)l油炸后吸油量減少46.9%，感官品質(zhì)得到改善。Luvielmo等[34]將0.5%氯化鈣和2.5%氯化鈉預(yù)處理后的薯片浸在以甘油為增塑劑的1%甲基纖維素中，經(jīng)油炸后薯片吸油量降低13.4%。Jia等[35]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)鈣離子燙漂后用瓜爾膠和山梨醇涂膜處理的炸薯?xiàng)l含油量顯著降低并且這一處理對(duì)炸薯?xiàng)l本身質(zhì)地沒有負(fù)面影響。

3.2 改性處理

谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶具有專一性和溫和性，與蛋白質(zhì)交聯(lián)能夠增加可食性膜的功能特性。酶法改性可食性膜能夠降低油炸食品吸油率。Rossi等[36]證實(shí)谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶交聯(lián)乳清蛋白果膠膜在炸薯?xiàng)l和甜甜圈中起到了有效的水分屏障作用，可有效地抑制油炸食品水分的吸收且使產(chǎn)品的感官接受度更好。

物理改性處理能夠改善膜的機(jī)械性能，提高可食性膜對(duì)油炸食品的阻油效果。Lua等[37]研究發(fā)現(xiàn)1%甲基纖維素經(jīng)超聲波處理后，能使炸薯?xiàng)l吸油量減少31.03%，證明超聲波處理可改善甲基纖維素膜的阻油能力。

3.3 增塑劑

根據(jù)油炸食品的特性，避免在油炸過程中因水分蒸發(fā)使涂層溶解破裂，可食性膜應(yīng)選親水性涂膜材料，也可加入增塑劑改善膜性能。增塑劑所含有的小分子化合物與成膜材料間的羥基形成氫鍵，減小大分子間相互作用，能夠提高可食性膜的韌度[38]。Archana等[39]研究發(fā)現(xiàn)以甘油為增塑劑制備的1%黃秋葵/卡拉膠能有效降低薯片的水分損失和油脂吸收，抑油率為45%。Tavera-Quiroz等[40]向1%甲基纖維素中添加0.75%山梨醇作為增塑劑，其處理過的薯片吸油率降低了30%。

3.4 膜層數(shù)

在涂膜層數(shù)方面，單層膜、雙層膜和三層膜都可有效降低油炸食品的吸油率，Khalil[41]將薯?xiàng)l用0.5%氯化鈣水溶液處理后，以5%果膠作為第一層涂膜，1.5%羧甲基纖維素作為第二層涂膜。結(jié)果表明，單層膜可降低含油量40%，雙層膜可降低含油量54%，雙層膜比單層膜處理的炸薯?xiàng)l水分含量更高，結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固。

相反，Daraei等[42]以1%羧甲基纖維素/果膠復(fù)合膜為第一層膜，1%瓜爾膠為第二層膜，1%羧甲基纖維素為第三層膜處理薯?xiàng)l，結(jié)果顯示，單層膜效果好于雙層膜和三層膜，可降低薯?xiàng)l含油量76%，單層膜處理炸薯?xiàng)l等水分含量高的油炸食品，可以保持更佳的口感。所以，要根據(jù)油炸食品本身的特性、膜材料特點(diǎn)以及膜成分間相容性等因素選擇合適的涂膜層數(shù)。

除此之外，涂膜次序、浸膜時(shí)間、膜干燥溫度、膜干燥時(shí)間等也影響著涂膜效果。凌俊杰等[43]研究發(fā)現(xiàn)相比于掛糊前和掛糊后添加可食性膜，用可食性膜水溶液配制的掛糊液處理魚塊，抑油效果最好。李素云等[44]研究發(fā)現(xiàn)浸膜40 min可使油炸香蕉片含油量降低。Zeng等[28]研究發(fā)現(xiàn)浸膜5 h可使油炸薯?xiàng)l中丙烯酰胺含量明顯降低。這些研究表明較長(zhǎng)的浸膜時(shí)間可降低含油量、減少油炸食品中丙烯酰胺的含量。

4 可食性膜在油炸食品中的應(yīng)用

現(xiàn)今可食性膜技術(shù)主要運(yùn)用在油炸薯類食品、油炸肉制品和油炸谷類食品中，研究主要針對(duì)可食性膜 對(duì)油炸食品含油量的影響，其應(yīng)用的主要基質(zhì)見表2。

表2 油炸食品中可食性膜應(yīng)用的基質(zhì)Table 2 Application matrix of edible film in fried food

4.1 可食性膜在油炸薯類食品上的應(yīng)用

可食性膜在油炸食品上的應(yīng)用研究對(duì)象大多為薯類食品，常見的油炸薯類食品有薯片和薯?xiàng)l。Angor[45]研究發(fā)現(xiàn)羧甲基纖維素膜和大豆分離蛋白膜都可以降低薯片吸油量，當(dāng)濃度在10%時(shí)兩種膜效果最好，同濃度的大豆分離蛋白膜抑油效果優(yōu)于羧甲基纖維素膜。Rayner等[46]用0.05%結(jié)冷膠和10%大豆分離蛋白制成可食性膜后處理薯?xiàng)l，經(jīng)油炸后與未涂膜的薯?xiàng)l相比，吸油量減少55.1%，質(zhì)地沒有明顯區(qū)別且更受人們喜愛。Karimi等[47]研究發(fā)現(xiàn)0.5%羅勒籽膠處理的薯?xiàng)l最大吸油量降低了28.8%，水分含量增加了29.1%，含水量的增加使薯?xiàng)l產(chǎn)率提高了16.62%。

4.2 可食性膜在油炸肉制品上的應(yīng)用

尹茂文[48]研究發(fā)現(xiàn)1%海藻酸鈉可使炸豬肉丸含水量增加3.51%，其抑油率可達(dá)9.2%，同時(shí)提高油炸豬肉丸的硬度。海藻酸鈉/大豆分離蛋白膜可使炸豬肉丸抑油率達(dá)12.03%，水分含量增加3.9%。Dragich等[4]用10%變性乳清蛋白分離液處理雞肉，然后在160℃下油炸5 min，與對(duì)照組比較，涂膜處理的炸雞脂肪攝入減少了30.67%。

4.3 可食性膜在油炸谷類食品上的應(yīng)用

Albert等[49]研究發(fā)現(xiàn)15%小麥面筋蛋白、10%乳清分離蛋白、10%大豆分離蛋白、4%果膠和2%結(jié)冷膠能夠分別降低油炸谷類食品吸油量48%、54%、51%、17%和55%，大豆分離蛋白、乳清蛋白和甲基纖維素效果較好，酪蛋白酸鈉、明膠和谷蛋白不適合油炸食品。卡拉膠/魔芋膠復(fù)合膜、大豆分離蛋白/甲基纖維素膜和大豆分離蛋白/乳清分離蛋白膜可分別降低油炸谷類食品吸油量54%、83.5%和99.8%。

5 展望

在倡導(dǎo)健康低脂飲食的大環(huán)境下，油炸食品的高油、易氧化等問題亟待解決。利用可食性膜技術(shù)可在最大程度上降低油炸食品含油量，抑制氧化酸敗，保持其原有感官品質(zhì)。

可食性膜由單一材料向多材料，由單一膜向多功能、復(fù)合型膜的發(fā)展是必然趨勢(shì)，但現(xiàn)今國內(nèi)外對(duì)在油炸食品上應(yīng)用的可食性膜特性研究較少且制膜材料和制膜方法較傳統(tǒng)。文獻(xiàn)中研究重點(diǎn)大多為涂膜技術(shù)對(duì)油炸食品含油量的影響，對(duì)降低油炸食品中潛在致癌物（如丙烯酰胺等）形成、延緩油炸食品氧化酸敗及可食性膜對(duì)油炸食品保質(zhì)期的影響方面研究較少。同時(shí)研究對(duì)象多以油炸薯類食品為主，其他油炸食品的報(bào)道較少。

所以，今后可食性膜在油炸食品上的研究應(yīng)擴(kuò)大應(yīng)用對(duì)象的選擇范圍。油炸堅(jiān)果類食品作為休閑食品深受人們的喜愛，其本身富含大量人體必需的營養(yǎng)成分（如不飽和脂肪酸等），但容易酸敗，所以用可食性膜技術(shù)來抑制油炸堅(jiān)果類食品氧化，延長(zhǎng)保質(zhì)期有實(shí)際研究意義。同時(shí)應(yīng)重視可食性膜普遍存在的問題，如耐熱性較差、涂膜效果不穩(wěn)定、易受環(huán)境溫度、濕度的影響等；重視在油炸過程中涂膜材料的變化，包括經(jīng)高溫油炸后膜是否完整、膜性質(zhì)是否發(fā)生變化，膜材料經(jīng)油炸后是否會(huì)改變油炸食品性質(zhì)等問題。在配制可食性膜時(shí)應(yīng)考慮個(gè)別成分會(huì)導(dǎo)致的過敏現(xiàn)象，并結(jié)合各涂膜材料的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)國家規(guī)定，通過物理、化學(xué)、酶法或基因工程等手段對(duì)膜材料進(jìn)行改性，來提升可食性膜的功能特性；也可將納米技術(shù)等新技術(shù)應(yīng)用于可食性膜，或?qū)⒒钚猿煞?、微生物中提取的生物大分子等添加于可食性膜，改善可食性膜性能。在延長(zhǎng)油炸食品保質(zhì)期方面，可利用可食性膜技術(shù)與脫氧劑、新型包裝技術(shù)相結(jié)合，如新型納米脫氧劑、真空包裝、充氮包裝等，從而有效抑制油炸食品氧化酸敗，保持油炸食品品質(zhì)。

隨著食品工業(yè)的發(fā)展，可食性膜在油炸食品上的應(yīng)用有著廣闊前景，這一領(lǐng)域的研究有著重要意義。