含向日葵油-向日葵蜡油凝胶的冲击干燥面条作为油炸方便面替代品的评价

《JOURNAL OF FOOD QUALITY》：Evaluation of Impingement-Dried Noodles Containing Sunflower Oil–Sunflower Wax Oleogels as an Alternative to Fried Instant Noodles

　　

传统方便面通常通过深度油炸制造，导致高脂肪含量。本研究评价了冲击干燥（impingement drying）作为替代脱水技术用于生产低脂方便面的可行性，同时引入向日葵油-向日葵蜡油凝胶（oleogel）以改善产品质量。研究人员制备了含0%、5%和10%油凝胶的冲击干燥面条（150°C，15 m/s），并与传统油炸面条进行比较，评估了微观结构、脂肪酸组成、复水性、质构及感官判别。扫描电子显微镜（SEM）分析表明，油炸面条呈现多孔结构，而冲击干燥面条则表现为更致密的基质。不含油凝胶的冲击干燥面条的硬度和咀嚼性（分别约为37 N和26 N）显著高于油炸面条（分别约为29 N和19 N）。然而，添加5%和10%油凝胶后，硬度和咀嚼性降至与油炸面条相当的水平（约为27–28 N和20 N；p > 0.05），尽管复水能力较低。此外，含油凝胶面条的饱和脂肪酸（SFA）含量低于油炸面条，且单不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值（MUFA:SFA）得到改善。感官三角试验进一步表明，含10%油凝胶的面条与油炸面条之间未被训练有素的评价员显著区分。总体而言，油凝胶的引入有效改善了冲击干燥方便面的质构，同时减小了与油炸面条的感官差异，并维持了更有利的脂肪酸谱。

研究背景方面，方便面市场持续增长，2024年全球消费量达1231亿份，其驱动力包括价格亲民、便利性和较长货架期。传统方便面制造涉及对蒸煮后面条进行深度油炸，油炸前淀粉糊化度通常超过90%，油炸过程中水分的快速去除形成多孔蜂窝状结构，有利于复水时水分渗透并缩短烹煮时间。然而该工艺使面条脂肪含量高达约20%，且脂肪通常来源于棕榈油等饱和脂肪来源，同时促进过氧化物等潜在有害脂质氧化产物的形成。为响应消费者对更健康低脂替代品的需求，行业逐渐采用非油炸技术，其中热风干燥较有前景，空气干燥面条含油量可低于1%，但缺乏油炸导致结构更致密、孔隙率降低，从而复水能力下降、质构更硬，其较差的烹煮性能和感官特性持续限制消费者接受度。为克服这些局限，研究人员探索了多种热风干燥改进方法，其中冲击干燥通过高速气流提高传热系数，从而缩短干燥时间并改善面条质构和复水能力；另一种策略是引入能促进多孔微结构的配料。近年来，可食用油凝胶作为功能性脂质结构化剂受到关注，油凝胶是半固体体系，液体油被凝胶剂形成的三维网络所包裹，能提供类似传统固体脂肪的功能，同时具有更有利的脂质谱。向日葵蜡结构化油凝胶因高凝胶效率（仅需约1%–3%即可结构化液体油）以及比蜂蜡或小烛树蜡基体系更高的热稳定性和凝胶强度而尤为有前景。此前油凝胶已作为传统煎炸介质的替代品用于方便面研究，减少吸油量和脂肪含量而不不利影响质构；Oh和Lee报道将向日葵油-小烛树蜡油凝胶加入传统热风干燥面条可促进更大多孔微结构形成，改善导热性、烹煮性能和更柔软质构。尽管有这些进展，冲击干燥与油凝胶引入在方便面体系中的潜在协同作用尚未被研究，此前研究分别评价了这些策略：冲击干燥在无脂质结构化条件下被考察，而面条面团中的油凝胶结构化仅与常规热风干燥结合使用向日葵油-小烛树蜡体系被报道。因此，本研究针对这些空白，评价含向日葵油-向日葵蜡油凝胶的冲击干燥面条作为传统油炸方便面替代品的潜力，通过直接将产品与常规深度油炸方便面进行基准比较，具体探究油凝胶引入能否改善烹煮性能、质构和消费者接受度，同时提供相对于传统油炸面条的低脂产品。

研究人员开展了以下研究：以商业精制小麦粉为原料制备方便面面团，配方包括碘盐、氯化钾、碳酸钠、碳酸钾、三聚磷酸钠、瓜尔胶、精炼漂白脱臭棕榈油和水，该配方用于油炸和冲击干燥面条；对于含油凝胶的冲击干燥面条，以向日葵油-向日葵蜡油凝胶替代棕榈油，基于初步配方试验选择向日葵蜡浓度3.5%（w/w），所得油凝胶凝固点为64°C–66°C，20°C下固体脂肪含量与传统塑性脂肪相当。面团制备设三个独立批次，先制备碱水（kansui），再与小麦粉以25:75比例混合20分钟获得水分含量32%（湿基）的面团。含油凝胶面条中，油凝胶先在70°C–80°C水浴中熔融至均一液相，再与面粉混合后加入碱水，5%和10%油凝胶配方分别采用面粉:油凝胶:碱水比例70:5:25和65:10:25（w/w）。面团经三辊压延至厚度1.00±0.02 mm，切条后在100±2°C蒸煮120秒，称量为74±2 g面饼后分别经油炸或冲击干燥脱水至最终水分含量4%（干基）。油炸面饼在135±2°C棕榈油中油炸75秒；冲击干燥面饼在150°C、风速15 m/s条件下干燥。所有面条加工在25°C、60±2%相对湿度的空调环境中进行。结论表明，本研究首次证明冲击干燥与向日葵油-向日葵蜡油凝胶联合应用于低脂方便面生产。单独冲击干燥产生致密结构，复水能力较低，硬度和咀嚼性高于油炸面条，而油凝胶引入改变了面条基质，显著改善质构和感官品质。5%油凝胶配方在改善食用品质的同时实现相对于油炸面条的脂肪大幅降低，10%油凝胶为初步配方试验确定的最大实际添加水平，且不不利影响面团处理、压延、蒸煮或干燥。重要的是，含10%油凝胶面条的质构特性与油炸面条相当，且未被训练有素评价员显著区分，尽管总脂肪含量约低三分之一且饱和脂肪水平显著更低。这些发现表明，非油炸方便面的主要局限——结构更致密及由此导致的不理想食用品质——可通过脂质结构化部分克服，尽管相对于油炸面条较低的复水能力仍是技术挑战。总体而言，向日葵油-向日葵蜡油凝胶作为结构化剂在开发具有更有利脂肪酸谱的低脂非油炸方便面方面显示出强大潜力，同时保留传统油炸产品的关键质构和感官特性。从工业角度看，油凝胶引入与常规面团加工的兼容性，加上冲击干燥提供的快速传热传质，使这一联合方法成为低脂方便面制造的有前景策略。进一步工作应关注工艺优化和更大规模验证，特别是复水性能、加工效率和产品稳定性方面。重要意义在于为低脂非油炸方便面开发提供了新思路，在降低脂肪含量的同时缩小与传统油炸产品的感官和质构差异。

本研究采用的主要关键技术方法包括：冲击干燥技术（150°C，15 m/s）用于面条脱水；向日葵油-向日葵蜡油凝胶（oleogel）的制备与引入（向日葵蜡浓度3.5% w/w）；质地剖面分析（TPA）评价硬度、咀嚼性、弹性、内聚性和回复性；气相-液相色谱（GLC）测定脂肪酸组成；扫描电子显微镜（SEM）观察微观结构；以及依据ISO 4120:2021的三角感官判别试验（由30名训练有素评价员组成的感官 panel 在单色红光下评价）。研究所用小麦粉来自当地市场，油凝胶来自Bunge India Pvt. Ltd.，感官评价在Nestlé R&D Centre India进行。

研究结果方面，3.1 脱水方式和油凝胶引入对总脂肪和脂肪酸组成的影响：油炸面条脂肪含量最高（16.5 g/100 g），不含油凝胶的冲击干燥面条仅约1.48 g/100 g，主要来自小麦粉内源脂质；油凝胶引入导致总脂肪含量呈剂量依赖性增加，含5%和10%油凝胶样品脂肪含量分别约为6.2 g/100 g和11.1 g/100 g。脂肪酸组成方面，油炸面条饱和脂肪酸（SFA）含量高（约7.4 g/100 g），主要由于油炸用棕榈油中的棕榈酸（C16:0）；不含油凝胶的冲击干燥面条SFA仅0.44 g/100 g；含5%和10%油凝胶面条SFA分别约为1.13 g/100 g和1.91 g/100 g，但仍显著低于油炸面条（p < 0.05）。油酸含量随油凝胶引入从约0.13 g/100 g逐步增至约1.44 g/100 g和2.83 g/100 g；含油凝胶面条的MUFA水平相对于其SFA水平高于油炸面条，形成更有利的MUFA:SFA比值，如含10%油凝胶冲击干燥面条MUFA约为SFA的1.5倍，而油炸面条MUFA约低15%。这与Lim等和Noonim等报道一致，即植物基油凝胶不仅降低总脂肪含量还可改善脂肪酸谱；但向日葵蜡为结构化剂而非膳食甘油三酯脂肪，其在5%和10%油凝胶面团配方中分别约占0.175%和0.35%（w/w），蜡诱导的脂质相结构化可能通过改变油相对消化酶的可及性而影响脂质消化，本研究未评价胃肠道消化，需进一步用体外消化模型研究。3.2 油凝胶添加对微观结构和复水性的影响：SEM截面显微图显示油炸面条具有高度多孔内部结构，特征为大空穴和裂隙，归因于浸入热油时水分快速蒸发；不含油凝胶的冲击干燥面条显示致密整合基质，空隙减少并有一些局部断裂，说明对流干燥典型的结构塌陷，此类致密微结构限制复水时水分渗透；油凝胶引入则导致密度较低和更开放的结构，由于油凝胶在加入面团前已熔融，该效应不能归因于原始三维蜡网络的持续存在，而可能是油-蜡相再分布及其在加工和冷却过程中原位重结晶影响了基质发育。复水性方面，油炸面条吸水率最高（195.6 g/100 g），冲击干燥面条复水能力显著低于油炸面条（p < 0.05），与Garg等报道一致；含油凝胶面条吸水率最低，5%和10%油凝胶分别约为178.2 g/100 g和173.1 g/100 g，比不含油凝胶冲击干燥面条低约3%和6%，可能归因于油凝胶的疏水性部分阻碍水分渗透。Oh和Lee同样报道含8%和16%油凝胶的空气干燥面条吸水率分别低约20%–30%，但也报道油凝胶引入后烹煮损失降低，表明烹煮过程中结构完整性改善。3.3 油凝胶添加对质构特性和感官判别的影响：TPA显示不含油凝胶冲击干燥面条硬度和咀嚼性（约37 N和26 N）显著高于油炸面条（约29 N和19 N），归因于冲击干燥形成更致密、孔隙更少的结构，限制烹煮时吸水，最终导致更硬更耐嚼的质构；油炸面条多孔结构促进更快复水，质构相对更软。含油凝胶面条尽管复水能力低于不含油凝胶冲击干燥面条，硬度和咀嚼性与油炸面条相似，5%油凝胶约为27 N和20 N，10%油凝胶约为28 N和20 N（p > 0.05），表明油凝胶不仅通过水合效应还通过改变内部面条基质及在淀粉-蛋白质网络中提供润滑和结构柔韧性促进质构软化。三角试验中30名训练有素评价员比较各冲击干燥配方与常规油炸面条，判别能力随油凝胶浓度增加而逐步下降：不含油凝胶冲击干燥面条被全部30人正确识别（p < 0.001），确认单独冲击干燥产生明显感官特征而缺乏油炸面条特有感官属性；含5%油凝胶面条被30人中15人正确识别（50%正确率；p < 0.05），仅略高于30人三角试验显著性阈值，表明5%配方与油炸面条感官差异相对细微，剩余可感知差异可能与较低总脂肪含量引起的气味和脂肪口感差异有关；含10%油凝胶时仅30人中2人正确识别异常样品，统计学不显著，表明尽管总脂肪比油炸面条低约三分之一，含10%油凝胶冲击干燥面条不仅在质构上还在整体感官感知（包括气味和滋味）上能密切模仿油炸面条。这与Jadhav等和Tajer与Ozdemir报道类似。总体表明油凝胶可有效作为结构化脂质，在降低总脂肪含量的同时具有改善冲击干燥方便面整体接受度的强大潜力。

讨论部分总结：本研究首次证明冲击干燥与向日葵油-向日葵蜡油凝胶联合应用于低脂方便面生产；单独冲击干燥产生致密结构、较低复水能力和较高硬度与咀嚼性，油凝胶引入改变面条基质并显著改善质构和感官品质；5%油凝胶配方在改善食用品质同时实现相对于油炸面条的脂肪大幅降低，10%油凝胶为初步配方试验确定的最大实际添加水平且不不利影响面团处理、压延、蒸煮或干燥；含10%油凝胶面条质构特性与油炸面条相当且未被训练有素评价员显著区分，尽管总脂肪约低三分之一且饱和脂肪显著更低。研究结论翻译：这些发现表明，非油炸方便面的主要局限——结构更致密及由此导致的不理想食用品质——可通过脂质结构化部分克服，尽管相对于油炸面条较低的复水能力仍是技术挑战。总体而言，向日葵油-向日葵蜡油凝胶作为结构化剂在开发具有更有利脂肪酸谱的低脂非油炸方便面方面显示出强大潜力，同时保留传统油炸产品的关键质构和感官特性。从工业角度看，油凝胶引入与常规面团加工的兼容性，加上冲击干燥提供的快速传热传质，使这一联合方法成为低脂方便面制造的有前景策略。进一步工作应关注工艺优化和更大规模验证，特别是复水性能、加工效率和产品稳定性方面。