油炸是一种能丰富食品风味的加工方式，耗时短，操作简单，油炸后的食品外酥里嫩、增香增色，受到消费者喜爱[1]。油炸过程中甘油三酯的热氧化促进了油炸食品香气的形成，美拉德反应赋予油炸食物香味和使人难以抗拒的色泽[2-3]，使得该类食品具备独特的香味和外酥里嫩的质地，为风靡全球的小吃。油炸速食类半成品指经过初步炸制，冷链销售后消费者自行复炸即可食用的产品。近几年来，油炸速食类食品具有操作简单，不需要复杂的前处理，并且干净卫生的优点，成为越来越多人们的选择。将预炸与复炸结合比单独炸制更能保持鱼排的完整性，减少掉渣。然而，传统油炸食品往往属于高脂肪、高热量食物。此外，炸制中有油烟产生，随着油炸时间的延长和油脂的反复利用，食物表面颜色持续加深甚至变黑，产生苦涩味和焦糊味，同时生成一些致癌物质，如丙烯酰胺[4]、多环芳烃[5]、杂环胺[6]和反式脂肪酸[7]等，大量长期摄入后会对人类身体健康产生不良影响，使得油炸食品健康安全问题受到消费者和研究者的关注。
方便食品是后疫情时代成功拉动我国食品工业逆势上扬的一类食品，成为国内外学者和企业的研究重点。空气炸锅运用高速热空气循环技术全方面接触食品表面，迅速带走水分，并给食品带来油炸风味和色泽，且油脂含量很低[8]，有望代替传统油炸方法。虽然空气炸锅与油炸所得产品在特征方面较为相似，但是作用机理不同，使产品在感官和挥发性物质方面具有差异[6]。为了提高油炸速食半成品品质，空气炸锅的加工工艺还有待进一步研究。
本研究以空气炸锅预炸和油预炸，以及空气炸锅复炸和油复炸的炸制方法获得的鱼排为研究对象，以水分含量、感官评价为指标，确定油-油、油-空、空-空、空-油的最佳炸制条件。通过脂肪含量、质构特征、色度、丙烯酰胺含量和挥发性物质分析，分别对炸制后鱼排的含油率、质构性能、颜色变化以及挥发性风味物质的变化进行全面的分析。研究油-油、油-空、空-空、空-油的炸制条件对鱼排品质的影响，旨在寻找一种新的炸制工艺。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
冷冻大黄鱼购于舟山国际水产城，选择大小均匀一致的大黄鱼，使用碎冰覆盖放入泡沫箱中，1 h 内运到实验室，将大黄鱼完整贮藏在-18 ℃的冰箱中；大豆油来自益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司；小麦粉、面包糠、玉米淀粉为市售合格产品。
石油醚、无水硫酸钠、硫酸铵（均为分析纯级）、甲酸、甲醇、正己烷、三氟化硼-甲醇（均为色谱纯级），国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
彩谱CS-210 精密色差仪，杭州彩谱科技有限公司；电子天平，奥豪斯仪器（常州）有限公司；TMS-Pilot 食品物性分析仪（质构仪），美国FTC 公司；6890-5975B 气相色谱-质谱联用仪，美国Agilent 公司；德玛仕D 款电炸炉，广东德玛仕智能厨房设备有限公司；空气炸锅HD9749，飞利浦（中国）投资有限公司；电热鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 样品处理 将冷冻大黄鱼放在常温流水中解冻1 h，去头去尾去鳞去皮，制备成5 cm×5 cm的鱼片，将小麦粉、玉米淀粉、水按照质量比1∶0.5∶1.5 制备成裹浆，然后将鱼片进行一次裹浆、一次裹面包糠，制备成鱼排。
1.3.2 预炸及复炸处理
1.3.2.1 鱼排预炸及保藏 使用空气炸锅在180℃下炸制3 min，使用大豆油在180 ℃下炸制30 s。将预炸处理之后的鱼排放入-18 ℃的冰箱中冷冻24 h，备用。
1.3.2.2 复炸 将预炸之后的样品分为两组，一组放入电加热恒温控制油炸锅中，鱼排分别在160，180，200 ℃下炸制1，2，3，4，5 min；另一组放入空气炸锅中，鱼排分别在160，180，200 ℃下炸制5，7，9，11，13 min。炸制好的样品放在金属丝网上自然冷却至室温，用于后续测量。
1.3.3 水分含量测定 水分含量测定参照GB 5009.3-2016 《食品安全国家标准 食品中水分的测定》，采用直接干燥法；将2～5 g 鱼肉放入105℃的烘箱中，直至达到恒重。
1.3.4 感官分析 根据GB/T 22210-2008 《肉与肉制品感官评定规范》制定的感官评定表（表1），评定小组由10 名经过感官评定培训的食品专业人员（男女比例为1∶1）组成。
表1 感官评定表
Table 1 Sensory evaluation table
1.3.5 色差 使用色差计测定鱼排色差，以Lab表色系来表示鱼排颜色，L=0 表示黑色，表示L=100 白色，0～100 之间的数字表示灰色，数值越高代表颜色越浅。
1.3.6 质构测试 采用质地多面剖析（TPA）模式进行鱼排质构测试，测试速度60 mm/min，形变百分量20%，触发形式为自动，触发力0.6 N，得到硬度、弹性、内聚性、胶着性和咀嚼性5 个TPA 参数的数值。
1.3.7 脂肪含量测定 脂肪含量测定参照GB 5009.6-2016 《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的方法，以石油醚（60～90 ℃）为溶剂，采用索氏提取法对鱼排的含油量进行测定。
1.3.8 丙烯酰胺含量测定 丙烯酰胺含量测定参照GB 5009.204-2014 《食品安全国家标准 食品中丙烯酰胺的测定》中的方法，采用液相色谱-质谱、质谱（LC-MS/MS）法，测定4 种鱼排中丙烯酰胺的含量，每个样品重复测3 次，取平均值。
1.3.9 测定挥发性物质含量测定 参考文献[9]的方法并稍作修改，取5 g 样品加入5 mL 5% NaCl溶液，匀浆后置于15 mL 顶空瓶中。萃取温度70℃，平衡时间20 min，萃取时间30 min。色谱条件：不分流模式进样，载气为氦气，流速1.0 mL/min。色谱条件采用程序升温，初始柱温50 ℃，保持3 min；以8 ℃/min 升至230 ℃，保持10 min。质谱条件：电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度230℃；灯丝发热电流200 μA；检测器电压1.2 kV；扫描质量（质荷比）范围30～350。定性分析：挥发性物质通过Mainlib/NIST/Wiley 7 质谱库中标准物质的图谱比对定性确认（匹配度大于800）。定量分析：根据色谱图保留峰面积计算各个香气成分的相对含量，每个样品重复3 次取平均值。
1.4 数据处理
试验数据均以平均值±标准差（
）表示，采用SPSS 22 软件进行方差分析，采用Duncan 法进行组间多重比较，显著性水平设为0.05。
2 结果与分析
2.1 油炸工艺最优组别的选择
2.1.1 水分含量 4 种炸制过程中水分含量变化如图1 所示。通过图1 可知，随着温度和时间的增加，鱼排的水分含量呈逐渐下降的趋势，其中油-空、油-油在180 ℃和200 ℃下水分含量下降明显，4 种炸制方法中，油-油在200 ℃5 min 时鱼排水分含量最低为53.59%。经过空气炸锅预炸的两组随着炸制温度炸制时间增加水分含量变化程度小于油预炸的2 组。
图1 不同炸制方式鱼排中的水分含量
Fig.1 Moisture content of fish steaks in different frying methods
水分含量下降是因为大部分水存在于肌原纤维中，水分含量的变化与蛋白质结构相关。随着炸制时间和温度的增加，蛋白质受热变性程度会增大，蛋白质相互聚集收缩，使肌纤维空间变小，肌原纤维间的水分被挤压，使其水分含量下降[10]。经空气炸锅预炸的鱼排，复炸后水分含量变化小于油预炸水分含量的原因是空气炸锅炸制过程中，温度迅速升高，水分汽化，鱼排表面出现干燥层，形成一层较硬外壳，阻挡了鱼排内部鱼肉中的水分流失，使其水分含量变化不大；而油预炸使用的油脂可作为传热介质，使一部分热能通过热传导从食品表层传递到内部，导致内部温度上升，而另一部分热能随着油脂进入鱼肉中，使鱼肉内部成分快速受热成熟，水分快速减少[11]。
2.1.2 感官评价 由图2 可知，在180 ℃和200℃的温度条件下，随着炸制时间的增加，4 种炸制方式的感官评分先增加后减少，在160 ℃条件下，4 种炸制方式的感官得分呈现上升趋势。在160℃的温度条件下，因为炸制温度偏低，在油炸复炸1 min、空气炸锅复炸5 min 情况下，内部鱼肉存在未完全成熟情况，感官评分最低。随着复炸炸制时间增加，感官得分呈上升趋势。在180 ℃和200 ℃的温度条件下，感官得分呈先上升再下降的趋势，一开始随着炸制的温度和时间变化，鱼排的香气颜色、鱼肉的熟成度也随之变化，美拉德反应增加，鱼排风味增加，达到一个最佳感官状态。随着炸制温度过高时间过长，鱼排表面开始出现焦黄甚至发黑，过度的美拉德反应影响了色泽及风味，使其出现感官评分先增加后减少的现象。油-油、油-空、空-空、空-油分别在180 ℃3 min、180 ℃11 min、180 ℃9 min、180 ℃4 min 的炸制条件下评分最高。
图2 不同炸制方法鱼排的感官评价得分图
Fig.2 Sensory evaluation score map of fish steaks in different frying methods
2.1.3 色泽 鱼排色泽与加工工艺间存在相关关系。色泽的变化除了受干燥速率、热传递系数的影响外，美拉德反应也是导致鱼排色泽变化的原因。由图3 可知（具体色差数据见表2），由于炸制温度和炸制时间不同，炸制后的鱼排具有明显的色差。L*值代表亮度，随着炸制温度的升高和炸制时间的增加，鱼排亮度值呈下降趋势，即鱼排表面越来越暗；在较低温度（160 ℃）条件下，随着炸制时间延长，4 组炸制工艺得到的鱼排b* 值大致都是先上升后下降的趋势，鱼排的黄蓝值的变化趋势为先增大后减小，在200 ℃条件下，随着时间延长，b*值降低，鱼排表面的黄度下降。
图3 不同炸制工艺的鱼排
Fig.3 Fish steaks with different frying techniques
注：该图中标红圈为最佳炸制条件下鱼排外观。
表2 不同炸制方式处理后鱼排的色泽
Table 2 The color of fish steaks treated with different frying methods
（续表2）
鱼排表面L*值与鱼排中水分状态及其含量、淀粉糊化及美拉德反应有关。随着炸制时间及温度增加，美拉德反应增加，使其表面明暗度越来越暗。b*值增大在视觉上体现为鱼排表面变黄。4 种炸制工艺使鱼排表面产生的颜色变化与其发生焦糖化反应和美拉德反应有关，随着炸制时间的增加，鱼排表面由黄色变为焦褐色，因此b* 值先增大后减小。总体来说，在b*值达到最大时，鱼排的黄度值最大颜色最诱人。
2.1.4 最佳炸制条件 鱼肉中水分含量适度，鱼肉吃起来的口感细嫩，结合感官测评结果，分别从油-油、油-空、空-空、空-油4 种加工方式处理的鱼排中选择一组感官得分最高的鱼排作为最佳条件，油-油、油-空、空-空、空-油的复炸条件分别是180 ℃3 min、180 ℃11 min、180 ℃9 min、180 ℃4 min。在此最佳条件下，4 种炸制条件下的L*、a*、b*和ΔE 值见表3，外观见图3。
表3 最佳条件下4 种炸制条件的色差表
Table 3 The color difference table of the four kinds of frying conditions under the best conditions
注：同列数字相同字母表示差异不具统计学意义（P ＞0.05），字母不同表示差异显著（P ＜0.05）。
2.2 质构
质构特征包括硬度、内聚性、咀嚼性、弹性等指标，是衡量食品组织特征的重要指标[12]，由于加工过程中汁液流失、蛋白变性等变化而导致鱼肉组织产生不同程度的硬度变化，故硬度是决定鱼肉制品价值的重要因素，质构特性分析对鱼类及其制品的研究和应用具有很大作用[13]。由表4 可见，油-空硬度最高，空气炸锅复炸的2 组鱼排硬度高于油复炸的2 组。油-空硬度最大可能是因为油预炸后油脂分子进入鱼排内部间隙，空气炸锅复炸时空气炸锅内部热空气循环使鱼排内部水分逸出并带走进入的油脂分子，使得鱼排的水分含量最低，硬度最大；使用空气炸锅复炸时，复炸时间要远长于油复炸时间，因此，相对油复炸的两组硬度更大。对于加工产品而言，产品的硬度和弹性越大，咀嚼所需能量就更高，咀嚼性就越大，三者间呈正相关关系[14]。内聚性表示鱼肉中肌肉紧密程度的情况，本试验中油-空内聚性最低，其它3组相差不大。
表4 不同炸制方式处理后鱼排的质构指标
Table 4 Texture indexes of fish steaks treated with different frying methods
注：同一列数字相同字母表示差异不具统计学意义（P ＞0.05），字母不同表示差异显著（P ＜0.05）。
2.3 脂肪含量
由表5 所示，4 种炸制方法中空气炸锅预炸再油炸的脂肪含量最高为27.53 g/100 g，这可能是因为经过空气预炸后，高温破坏了鱼肉水合蛋白质分子间的相互作用力，导致蛋白质开链引起蛋白质变性肌纤维收缩，鱼肉汁液流失、质构变化[15]。另一方面，鱼肉外的裹浆随着空气炸制后，糊化特性增加，糊化后的淀粉具有很强的吸水吸油性[16]；预炸后的鱼排再经过油复炸时油脂本身的自由基在高温环境下氧气发生聚合反应，生成二聚合多甘油以及二聚合多聚酸等产物，这些产物使油脂本身的黏度增加，更易于附着在鱼排表面，鱼排的油脂含量增加。油炸食品中的油脂包括组织结构油和表面吸附油两组[17]。这两方面影响下鱼排中脂肪含量就会偏高，空-油的脂肪含量最高。空气预炸再空气炸的脂肪含量最低为3.22 g/100 g，这一加工过程中没有额外添加任何油脂，最终含有油脂原因可能是鱼肉中本身的脂肪以及面包糠加工过程中含有少许的油脂。油-油过程中的两个阶段都有油脂接触，最终结果反而比油-空、空-油两个过程脂肪含量低，可能因为油炸预炸可有效减少油炸过程的吸油量，鱼排经过预油炸后，内部的温度升高水分气化从内部逸出，鱼排中的水分含量降低，内部鱼肉结构更加紧密，来实现减少水分逸出，从而使内外压力差下降，最终吸油量降低[18]。
表5 不同炸制方式处理后鱼排的的脂肪含量
Table 5 Fat content of fish steaks treated with different frying methods
注：相同字母表示差异不具统计学意义（P ＞0.05），字母不同表示差异显著（P ＜0.05）。
2.4 丙烯酰胺含量
丙烯酰胺在1994 年就被列为2A 类致癌物质[19]，引起人们的关注。丙烯酰胺主要存在于高温加工下的食品里，对人体有极大危害。由表6 可知，4 种加工方式均未有丙烯酰胺检出。随着油炸温度的增加和油的重复利用，氨基酸、蛋白质在高温下发生聚合、热解以及美拉德反应，导致杂环胺的生成速率加快[20]。空气炸锅炸制过程不额外添加油脂，可以很好地避免此类情况发生，较为安全[21]。重复用油会产生大量丙烯酰胺[20-21]，本次试验油炸用油为新鲜油，故此未检测出丙烯酰胺。
表6 不同炸制方式处理后鱼排中的丙烯酰胺含量（定量限：0.01 mg/kg）
Table 6 Acrylamide content in fish steaks treated with different frying methods（Quantification limit：0.01 mg/kg）
2.5 挥发性物质种类及含量
如表7 所示，油-油、油-空、空-空、空-油4 种加工条件下的鱼排分别检测出40，37，33，36 种挥发性物质，其中相同的挥发性物质有3 种，油-油特有的有21 种，油-空特有的有16 种，空-空特有的有19 种，空-油特有的有21 种。醛类、醇类和芳香族化合物构成了4 种工艺下鱼排中主要的挥发性物质。醛类主要来自氨基酸的降解、多不饱和脂肪酸的氧化[22]，油-油、油-空、空-油相对含量高于空-空，4 组都含有己醛这一组分，文献报道中己醛具有青草味和鱼腥味，壬醛、庚醛、癸醛和稀醛类物质与鱼腥味的形成有关[23]。异戊醇仅在空-空中被检出，含量为25.91%，有白兰地风味，此物质在啤酒中也有发现[24]，空-空中异戊醇、正己烷等特有物质相互作用，形成了不同于其它3 种方法的白兰地独特风味。烃类物质通常阈值较高，对炸鱼排风味影响不大。醇类物质一般是由羰基化合物还原或脂肪酸在脂质氧化酶的作用下氧化分解产生的，不饱和醇具有较低的阈值，而饱和醇阈值较高，对风味影响不大[25]。
表7 不同炸制方法处理后鱼排中挥发性成分分析
Table 7 Analysis of volatile components in fish steaks treated with different frying methods
（续表7）
（续表7）
不同炸制工艺得到的鱼排中挥发性风味物质种类数量所占百分比情况见图4。空-空得到的鱼排的呈味与油-油、油-空、空-油明显不同，杂环类物质、醇类物质和烷烃类物质的数目占比相当，均为1/3 左右，而其它3 种芳香族及杂环类占比最大，醛类次之。醛类主要源于脂类物质的氧化，具有较强的挥发性，己醛由亚油酸氧化产生，庚醛是花生四烯酸的氧化产物，壬醛由油酸氧化产生[26]，具有烤焦香味。油-油、油-空、空-油加工过程中有油脂加入，高温下油脂反应，赋予了不同于空-空加工方法的美拉德反应的香气。
图4 不同炸制方式处理后鱼排中各类物质种类数量占比
Fig.4 Percentage of various types of substances in fish steaks treated with different frying methods
3 结论
本研究通过对水分含量、感官分析测定及色差分析，分别从油-油、油-空、空-空、空-油4 组炸制工艺中各选择一个最佳复炸条件，分别是180℃3 min、180 ℃11 min、180 ℃9 min、180 ℃4 min。在此条件下，通过色度、质构特征、脂肪含量、丙烯酰胺含量和挥发性物质分析对不同工艺条件下的大黄鱼排进行品质及风味分析，结果表明4 种炸制方法中脂肪含量最高是空-油，为27.53 g/100 g，脂肪含量最低是空-空，为3.22 g/100 g；在质构方面，复炸工艺为使用空气炸锅的两组高于复炸为油炸的两组，油-空硬度最大，产品的硬度和弹性越大，咀嚼所需能量就更高，咀嚼性就越大，三者间呈正相关关系；在定量限为0.01 mg/kg 情况下，使用国标检测方法的鱼排中未检出丙烯酰胺；通过挥发性物质分析发现醛类、醇类及芳香类物质构成鱼排中主体风味物质，空-空得到的鱼排的呈味与油-油、油-空、空-油明显不同。
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