羧甲基纤维素(CMC)调控多腔室形成对油炸面糊裹肉条质构的影响:多视觉评估协同水 / 油迁移分析

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Food Hydrocolloids 11.0

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  为解决油炸面糊裹肉条(BCMSs) crust 脆度与肉嫩度难以平衡的问题,研究人员以小麦淀粉 - 面粉混合面糊为对象,探究 CMC 作用。发现 0.5% CMC 可优化凝胶网络,平衡脆嫩度,为工业化生产提供理论指导。

  
在快节奏的现代生活中,方便美味的即食食品备受青睐,油炸面糊裹肉条(BCMSs)因其标准化生产优势和独特口感成为热门品类。然而,该类产品常面临 “肉质嫩则 crust 不脆,crust 脆则肉质老” 的困境,核心问题在于面糊凝胶结构对水油迁移和腔室形成的调控失衡 —— 高强度凝胶虽能锁水阻油、保护肉质嫩度,却会降低 crust 脆度;而大量腔室虽利于热量和油脂传递以提升脆度,却加速肌肉蛋白变性导致肉质干柴。如何在 crust 脆度与肉嫩度间找到完美平衡点,成为制约行业发展的关键科学问题。

为攻克这一难题,国内研究团队围绕羧甲基纤维素(CMC)这一功能性水胶体展开深入研究。CMC 作为阴离子多糖,其分子结构中的羧甲基可在水溶液中解离为带负电荷的羧酸根离子,有望通过静电作用与面糊体系中的蛋白质相互作用,调节凝胶网络的弹性与稳定性,进而影响油炸过程中的水油分布和质构形成。该研究成果发表在《Food Hydrocolloids》,为油炸肉制品的品质提升提供了新视角。

研究人员主要采用了扫描电子显微镜(SEM)、三维磁共振成像(3D MRI)和红外热成像等关键技术。其中,SEM 用于观察面糊凝胶的微观结构,3D MRI 追踪核心肉的失水和吸油动态,红外热成像则实时监测油炸过程中的热分布,结合流变学测试和涂层附着量分析,系统揭示 CMC 对 BCMSs 质构的影响机制。实验样本选用杜洛克 × 长白 × 约克夏猪的背最长肌,确保了研究对象的一致性和代表性。

不同 CMC 浓度对面糊特性的影响


通过流变学测试发现,CMC 对面糊表观黏度的影响并非简单的剂量依赖关系:低浓度时黏度无显著变化,当浓度增至 0.75% 时黏度显著上升。涂层附着量实验表明,0.25% CMC 组的附着量最低,导致面糊层较薄,油炸时传热传质路径缩短,crust 易破裂;而 0.75% CMC 组虽形成较厚涂层,但凝胶稳定性较差,油炸后 crust 凝胶断裂形成大尺寸腔室。

CMC 对凝胶结构与水油热迁移的调控


三维磁共振成像(3D MRI)和红外热成像结果显示,0.75% CMC 组的大腔室成为热量和油脂向核心肉传递的通道,加速了肌肉蛋白变性,虽提升了 crust 脆度,但显著降低肉嫩度。相比之下,0.5% CMC 组的凝胶网络完整性和黏弹性更佳,有效抑制了因油热传递引发的肌肉蛋白展开与再聚集,减轻了蛋白变性程度,既保护了肉质嫩度,又通过延缓变性减少水分从肉向 crust 的迁移,间接维持了 crust 脆度。

CMC 平衡质构的分子机制


在淀粉 - 蛋白质 - CMC 三元体系中,CMC 的阴离子基团与蛋白质赖氨酸侧链的铵基(-NH3+)通过静电作用形成可溶性复合物,减少了淀粉与蛋白质间的相互作用,削弱了凝胶的过度弹性,避免因弹性过强导致的脆度下降。这种分子层面的相互作用调控,使得 0.5% CMC 组既能形成适度弹性的凝胶网络以抑制过度油热传递,又能保留足够腔室结构以维持 crust 脆度,最终实现 “外脆内嫩” 的理想质构。

研究结论与意义


该研究系统阐明了 CMC 通过调控面糊凝胶结构、水油热迁移和肌肉蛋白变性来平衡 BCMSs 质构的机制,发现 0.5% CMC 是实现 crust 脆度与肉嫩度协同优化的最佳添加量。这一成果不仅为油炸肉制品的配方优化提供了关键技术参数,还拓展了功能性水胶体在食品质构调控中的应用思路。未来,基于多视觉技术的协同分析方法可进一步应用于其他油炸食品体系,推动行业向高品质、标准化方向发展。研究中揭示的 “凝胶结构 - 分子互作 - 质构平衡” 的科学逻辑,为食品胶体领域的基础研究与工业应用架起了桥梁。
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