曹曉雨，趙賡九，張慧麗，劉曉光，王 強(qiáng)，劉紅芝*

（1 遼寧大學(xué)輕型產(chǎn)業(yè)學(xué)院 沈陽(yáng) 110036 2 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100193 3 唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 河北唐山 063001）

花生（Arachis hypogaea L.）起源于南美洲，屬豆科、蝶形花亞科、花生屬草本一年生植物，又名落花生、長(zhǎng)生果等，是我國(guó)重要的油料作物之一，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。我國(guó)是花生生產(chǎn)大國(guó)，2020年我國(guó)花生產(chǎn)量達(dá)到1 750 萬(wàn)t，占全球總量的37.0%，位居世界第一。在我國(guó)的花生消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，50%用于制油，40%用于食用，6%用于飼料，4%用于出口（USDA，2021）。食用花生通常被加工成油炸花生、烘烤花生、花生醬等產(chǎn)品，其中油炸花生作為我國(guó)主要的花生休閑食品，在食用花生消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比較大。

對(duì)于油炸食品來(lái)說(shuō)，植物油種類、油炸溫度和油炸時(shí)間是影響其品質(zhì)的關(guān)鍵因素，會(huì)影響食品的色澤、質(zhì)地和風(fēng)味[2]。一般情況下，不同種類的植物油對(duì)油炸食品風(fēng)味的影響較大[3-4]，油炸溫度和油炸時(shí)間對(duì)油炸食品的色澤和質(zhì)地影響較大[5-6]。近年來(lái)，高油酸花生的品種選育、推廣種植以及產(chǎn)品加工受到越來(lái)越多的重視[7]。對(duì)比普通品種，高油酸品種花生油酸含量較高，花生產(chǎn)品穩(wěn)定性高，不易發(fā)生氧化酸敗，產(chǎn)品保質(zhì)期明顯延長(zhǎng)[8-9]。另有研究表明[10]，高油酸品種的油炸花生對(duì)比傳統(tǒng)的普通油酸品種，口味更甜，色澤更淺。目前，對(duì)于油炸花生的研究多針對(duì)不同品種花生油炸后的感官、質(zhì)構(gòu)特性差異[11]，同一品種花生在不同加工工藝下品質(zhì)的區(qū)別[12-13]，油炸花生貯藏過(guò)程中氧化酸敗等方面的研究[14-15]。然而，對(duì)于高油酸品種花生的油炸工藝以及油炸后花生微觀結(jié)構(gòu)變化方面的研究鮮有報(bào)道。本文從植物油種類、油炸溫度和油炸時(shí)間3 個(gè)因素著手，研究不同油炸工藝對(duì)花生品質(zhì)的影響及其微觀結(jié)構(gòu)的變化。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花生，唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院；棕櫚油，天津聚龍糧油有限公司；一級(jí)花生油、三級(jí)菜籽油，山東魯花集團(tuán)有限公司；一級(jí)葵花籽油，上海佳格食品有限公司（多力）；一級(jí)大豆油，中糧食品營(yíng)銷有限公司（福臨門）；尼羅紅、異硫氰酸熒光素異構(gòu)體I（FITC），北京索萊寶生物技術(shù)有限公司；丙酮，上海源葉生物科技有限公司；PBS 磷酸鹽緩沖液（pH=7.4），賽默飛世爾生物化學(xué)制品（北京）有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

便攜式花生品質(zhì)速測(cè)儀，北京凱元盛世科技發(fā)展公司、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所；YP5001 電子天平，上海越平科學(xué)儀器（蘇州）制造有限公司；萬(wàn)分之一分析天平CPA225D，德國(guó)Sartorious 公司；花生濕法脫皮機(jī)，安丘萬(wàn)邦食品機(jī)械有限公司；臺(tái)式雙缸雙篩電炸爐，廣州富祺食品機(jī)械有限公司；L YNX6000 型高速離心機(jī)，美國(guó)Thermo Scientific 公司；TA-TX2i 質(zhì)構(gòu)分析儀，英國(guó)Stable Micro Systems 公司；S-570 掃描電子顯微鏡，日本日立公司；TCS SP8 激光共聚焦顯微鏡，德國(guó)Leica 公司。

1.3 方法

1.3.1 花生原料品質(zhì)特性測(cè)定 利用便攜式花生品質(zhì)速測(cè)儀測(cè)定花生原料的基本營(yíng)養(yǎng)組分，具體包括水分、蛋白質(zhì)、脂肪、蔗糖、油酸（C18∶1）、亞油酸（C18∶2）、棕櫚酸（C16∶0）、山崳酸（C22∶0）、硬脂酸（C18∶0）、花生酸（C20∶0）、木焦油酸（C24∶0）、18種氨基酸、維生素E、花生球蛋白、伴花生球蛋白等指標(biāo)。

1.3.2 油炸工藝單因素實(shí)驗(yàn) 分別探討植物油種類（大豆油、葵花籽油、棕櫚油、花生油和菜籽油）、油炸溫度（120，130，140，150 ℃和160 ℃）、油炸時(shí)間（4，6，8，10 min 和12 min） 對(duì)油炸花生感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性的影響。

1.3.3 油炸花生基本流程 參考相關(guān)專利[16]將花生在90 ℃的熱水中浸泡5 min，利用花生濕法脫皮機(jī)脫去紅衣，在自然條件下瀝干水分，選擇棕櫚油，在油溫140 ℃的條件下油炸8 min，之后利用離心機(jī)，轉(zhuǎn)速1 500 r/min 時(shí)間5 min 進(jìn)行漓油處理，最后自然冷卻裝袋保存。

1.3.4 油炸花生質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定 參考文獻(xiàn)[17-18]，設(shè)置壓力測(cè)試參數(shù)為探頭類型P/36R mm，操作類型Return to start，測(cè)試速度2.00 mm/s，目標(biāo)模式為Strain mode，等待時(shí)間0 s，操作模式為壓力測(cè)定，測(cè)試前速度2.00 mm/s，測(cè)試后速度2.00 mm/s，壓縮程度40%，觸發(fā)應(yīng)力15 g。

1.3.5 油炸花生色澤測(cè)定 采用CS-600A 分光測(cè)色儀測(cè)定產(chǎn)品的亮度L*、紅度a*、黃度b*。

1.3.6 感官評(píng)價(jià) 制定油炸花生感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，此次感官評(píng)價(jià)由10 位（4 男6 女，年齡20～35 周歲） 經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)室人員組成評(píng)價(jià)小組，按照表的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)油炸花生的外觀、色澤、氣味、口味、口感、雜質(zhì)以及總體可接受性進(jìn)行打分，評(píng)分結(jié)果以平均分進(jìn)行表示。

表1 油炸花生感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of fried peanut

1.3.7 油炸花生理化指標(biāo)測(cè)定 依次參照GB 5009.3-2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》，GB 5009.229-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》第二法，GB 5009.227-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》 第一法，對(duì)油炸花生水分、酸價(jià)、過(guò)氧化值進(jìn)行測(cè)定。

1.3.8 油炸前、后花生微觀結(jié)構(gòu)觀察 將油炸前、后所得花生樣品取截面進(jìn)行噴金處理，利用掃描電子顯微鏡下觀察其微觀結(jié)構(gòu)變化。

激光共聚焦顯微鏡對(duì)花生細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)觀察步驟為：準(zhǔn)備樣品→制片→染色→上機(jī)；對(duì)油炸前、后花生所制得的半薄切片進(jìn)行染色[19]，其步驟為：0.2%FITC 染色→避光放置15 min→pH=7.4 PBS 沖洗→0.1%尼羅紅染色→避光放置15 min→pH=7.4 PBS 沖洗→蓋玻片蓋住。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS Statistics 26 進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析（P＜0.05，差異顯著），通過(guò)Origin 2019 軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生原料品質(zhì)特性

花生原料品質(zhì)特性的測(cè)定結(jié)果如表2所示，可以看出其油酸含量占脂肪酸總量的78.52%，NY/T 3250-2018《高油酸花生》中規(guī)定用于食用和油用的油酸含量占脂肪酸含量73%及以上的花生為高油酸花生原料，故本試驗(yàn)中使用的花生原料為高油酸品種花生。該品種花生原料含有18 種氨基酸，其中精氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸含量較高，色氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸含量低。

表2 花生原料品質(zhì)特性Table 2 Quality characteristics of peanuts

2.2 油炸工藝對(duì)花生品質(zhì)的影響

2.2.1 植物油種類對(duì)油炸花生品質(zhì)的影響 由圖1可以看出，不同種類的植物油對(duì)油炸花生L*、a*、b*值和感官得分有較為顯著的影響。當(dāng)油的種類為棕櫚油和葵花籽油時(shí)，L*、a*、b*值和感官得分均有差異顯著。當(dāng)油的種類為豆油和花生油時(shí)，L*、a*、b*值以及感官得分均無(wú)顯著差異。當(dāng)油的種類為菜籽油時(shí)，L*值最小為67.50、a*值最大為10.00，油炸花生整體亮度偏暗，顏色較紅，感官得分最低。當(dāng)油的種類為棕櫚油時(shí)，L*值74.94、a*值3.99、b*值28.36、感官得分48.9，此時(shí)油炸花生的綜合品質(zhì)較好。綜上所述，選擇棕櫚油作為后續(xù)油炸試驗(yàn)用油，繼續(xù)討論油炸溫度和油炸時(shí)間對(duì)花生品質(zhì)的影響。

圖1 油的種類對(duì)花生色澤和感官得分的影響Fig.1 Effect of oil types on color and sensory score of peanut

由表3可以看出，不同種類的植物油對(duì)油炸花生質(zhì)構(gòu)特性并無(wú)顯著影響，在相同的油炸溫度和油炸時(shí)間下，油炸花生的脆性和硬度無(wú)顯著變化。當(dāng)植物油種類為葵花籽油時(shí)，硬度最大為8.54 kg，硬度指的是在壓縮過(guò)程中出現(xiàn)的最大峰值，多為最大變形處。當(dāng)植物油種類為菜籽油時(shí)，脆性最大。

表3 油的種類對(duì)花生質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 3 Effect of oil types on texture characteristics of peanut

2.2.2 油炸溫度對(duì)油炸花生品質(zhì)的影響 由圖2可以看出，不同油炸溫度之間花生L*、a*、b*值和感官得分均有顯著差異。油炸溫度為120～140 ℃時(shí)，油炸花生L*值和感官得分隨著溫度的升高而增大。140～160 ℃時(shí)，油炸花生L*值和感官得分隨著溫度的升高而減小。隨著油炸溫度的升高，油炸花生a*、b*值持續(xù)增大。a*值增大表明油炸花生趨向于紅色，b*值增大說(shuō)明趨于黃色。在160 ℃時(shí)，由于美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)影響，油炸花生L*值最低為61.71，a*值最高為13.62，b*值最高為35.03，整體色澤呈現(xiàn)暗紅色，并出現(xiàn)令人不愉悅的焦糊味，導(dǎo)致感官得分較低為31.4。綜上所述，選擇油炸溫度為140 ℃作為后續(xù)油炸試驗(yàn)參數(shù)，討論油炸時(shí)間對(duì)花生品質(zhì)的影響。

圖2 油炸溫度對(duì)花生色澤和感官得分的影響Fig.2 Effect of frying temperature on color and sensory score of peanut

由表4可以看出，油炸溫度為120～140 ℃時(shí)，油炸花生的脆性隨著溫度的升高而增大，這是由于溫度越高，油炸過(guò)程中花生水分蒸發(fā)越快，出現(xiàn)疏松多孔的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致花生的質(zhì)地變脆。140～160℃時(shí)，不同油炸溫度之間油炸花生的脆性無(wú)顯著差異。隨著油炸溫度升高，油炸花生硬度雖緩慢增大，但并未出現(xiàn)顯著差異。

表4 油炸溫度對(duì)花生質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effects of frying temperature on texture characteristics of peanut

2.2.3 油炸時(shí)間對(duì)油炸花生品質(zhì)的影響 由圖3可以看出，不同油炸時(shí)間之間花生L*、a*、b*值和感官得分均有顯著差異。隨著油炸時(shí)間的增加，a*、b*值呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，表明油炸花生逐漸趨向于紅黃色。當(dāng)油炸時(shí)間為4～8 min 時(shí)，油炸花生L*值和感官得分隨著時(shí)間的增加而增大；8～12 min 時(shí)，油炸花生L*值和感官得分隨著時(shí)間的增加而減小。這是由于油炸時(shí)間過(guò)短時(shí)，花生有明顯的生味，水分含量較大，口感較差，而當(dāng)油炸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，花生出現(xiàn)焦糊味，色澤呈現(xiàn)暗紅色，無(wú)光澤。當(dāng)油炸時(shí)間為8 min 時(shí)，L*值最大為74.94，感官得分最高為48.9。綜上所述，選擇油炸時(shí)間為8 min 作為后續(xù)油炸試驗(yàn)參數(shù)。

圖3 油炸時(shí)間對(duì)花生色澤和感官得分的影響Fig.3 Effect of frying time on color and sensory score of peanut

由表5可以看出，隨著油炸時(shí)間逐漸增加，油炸花生的脆性顯著增大，這是由于時(shí)間越長(zhǎng)，油炸過(guò)程中花生水分含量越小，導(dǎo)致花生的質(zhì)地變脆。油炸時(shí)間4～10 min 時(shí)，油炸花生的硬度逐漸增大，并在10 min 時(shí)硬度達(dá)到最大值為10.55 kg，之后油炸時(shí)間繼續(xù)增加，油炸花生硬度開始變小，這是由于油炸過(guò)程中花生水分喪失越來(lái)越多，細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到更為嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致整體硬度出現(xiàn)降低的趨勢(shì)。

表5 油炸時(shí)間對(duì)花生質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 5 Effects of frying time on texture characteristics of peanut

2.3 油炸花生理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

由表6可知，油炸花生的各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合GB/T 16565-2003《油炸小食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、QB/T 1733.5-2015 《油炸花生仁》、SN/T 0321.2-2016《進(jìn)出口油炸花生仁檢驗(yàn)規(guī)程》等標(biāo)準(zhǔn)中的要求。

表6 油炸花生理化指標(biāo)Table 6 Physicochemical indexes of fried peanut

2.4 花生微觀結(jié)構(gòu)的觀察

利用SEM 對(duì)油炸前、后花生橫截面進(jìn)行觀察，放大倍數(shù)為400 倍。圖4a 可以觀察到油炸前花生細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，外層由單層表皮細(xì)胞與薄壁細(xì)胞組成，薄壁細(xì)胞內(nèi)的顆粒是油體、蛋白體以及淀粉粒[20]；圖4b 為油炸后的花生，可以看到有些細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部丟失，這是由于花生經(jīng)過(guò)熱水浸泡、高溫油炸后，表面的細(xì)胞層遭到嚴(yán)重破壞而導(dǎo)致的結(jié)果。另外可以觀察到花生經(jīng)過(guò)油炸后內(nèi)部出現(xiàn)疏孔狀結(jié)構(gòu)，這是由于高溫造成花生水分大量丟失而導(dǎo)致的結(jié)果。

花生中油體和蛋白體分布的變化會(huì)受到油炸條件的影響。利用CLSM 觀察油炸前、后花生細(xì)胞中油體和蛋白體分布的變化。油體利用尼羅紅染色，蛋白體利用FITC 染色。尼羅紅的發(fā)射波長(zhǎng)為514 nm，尼羅紅的激發(fā)波長(zhǎng)為561 nm。FITC 的發(fā)射波長(zhǎng)為488 nm，F(xiàn)ITC 的激發(fā)波長(zhǎng)為518 nm。圖4c、4d 顯示了油炸前、后的花生細(xì)胞中油體和蛋白體的分布情況，為了觀察到相對(duì)較大的細(xì)胞視野，放大倍數(shù)選擇為原始尺寸的40 倍。由圖4c 可以觀察到花生細(xì)胞中脂肪以油體的形式存在于細(xì)胞內(nèi)，蛋白體均勻的分散在脂肪中。細(xì)胞的平均直徑為20～25 μm，蛋白體的平均直徑為2～3 μm，細(xì)胞壁的平均厚度為1.1～1.3 μm。由圖4d 可以觀察到在油炸后細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重的破壞，細(xì)胞壁發(fā)生明顯的斷裂，細(xì)胞內(nèi)油體明顯多于油炸前，這是由于高溫油炸時(shí)，水分喪失導(dǎo)致花生內(nèi)部出現(xiàn)更多的孔狀結(jié)構(gòu)，給油體進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)提供了通道，另外可以明顯的觀察到油體覆蓋在蛋白體上，同時(shí)在油炸后，原本在細(xì)胞內(nèi)均勻分布的蛋白體出現(xiàn)聚集的現(xiàn)象。

圖4 油炸前、后花生微觀結(jié)構(gòu)Fig.4 Microstructure of peanut before and after frying

3 結(jié)論

本文通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)確定了油炸花生最佳油炸條件：油的種類為棕櫚油、油炸溫度140 ℃、油炸時(shí)間8 min。該工藝條件下油炸花生感官得分最高為48.9，硬度7.30 kg，脆性0.27 mm，水分含量0.87 g/100 g、酸價(jià)1.20 g/100 g、過(guò)氧化值0.09 g/100 g，各項(xiàng)理化指標(biāo)均顯著低于各檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，品質(zhì)較優(yōu)。另外通過(guò)SEM 和CLSM 觀察了油炸前、后花生微觀結(jié)構(gòu)的變化情況，結(jié)果顯示油炸后花生的微觀結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重的破壞，表層細(xì)胞受損，細(xì)胞質(zhì)丟失，細(xì)胞壁發(fā)生斷裂，花生內(nèi)部出現(xiàn)疏松多孔的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)油體增加，另外蛋白體發(fā)生聚集現(xiàn)象。