油炸是一种高效、经济、方便的食品加工技术,能够生产出具有诱人色泽、香气和味道的食品。淀粉是许多油炸食品的主要成分,了解油炸过程中淀粉结构与油脂吸收之间的关系,对于生产低脂健康食品至关重要,但目前此方面研究甚少。特别是缺乏淀粉类食品中油脂吸收及调控共性机制的研究。基于此,本课题以淀粉-油脂-水模拟体系为研究对象,简化复杂的油炸食品体系,在淀粉吸油评价新方法、淀粉吸油关键影响因素、基于油炸淀粉构效关系的吸油共性机制及吸油控制方法等方面展开了较系统的研究,以期丰富油炸淀粉吸油与调控理论。首先以淀粉类食品含油量为指标,建立了基于低场核磁共振仪(LF-NMR)的同时测定油炸食品中水、油含量的新方法。通过105℃高温干燥处理成功地对油炸淀粉中水油分子氢质子信号进行归属。研究结果表明,油炸淀粉样品中的水油信号彼此不重叠。样品LF-NMR图谱在0.1-10 ms范围内有两个相连的峰,对应于油炸淀粉中强结合水和弱结合水的信号;而在20-1000 ms的单峰则对应于样品中油脂分子的信号。LF-NMR法与烘箱干燥法测定的水分含量间没有显著性差异,但是与索氏提取法相比,LF-NMR法含油量测定结果更为准确。联用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和LF-NMR技术,对油炸淀粉样品的表层油脂和内部油脂含量进行分析。利用扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(PLM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)研究了油炸淀粉样品的微观结构特征。研究结果表明油炸处理后蜡质玉米淀粉的表层和内部均有油脂分布,但油脂主要分布于淀粉颗粒的表层,所占比例高达总脂肪的74.08%-97.80%。脱脂处理后,内部脂质完全消失,而仍然有少量表层脂质残留。采用X-射线衍射仪(XRD)表征了淀粉晶体结构发生的变化,证明在高水分油炸过程中,淀粉与表面脂类的相互作用形成V-型络合物。CLSM图像表明,油脂在淀粉颗粒中的分布由低水分含量(10%和20%)下的表层分布逐步向高水分含量(40%和80%)下的整体分布转变。系统研究了油炸条件对普通玉米淀粉(NMS)结构和吸油特性的影响。样品初始水分含量对油炸淀粉吸油特性的影响最为显著。随着初始水分含量的不断升高,油炸淀粉的含油量呈现先增后降的变化趋势,对于初始水分含量为20%、40%、60%和80%的NMS,其含油量分别为0.190、0.395、0.264、和0.147 g/g。油炸温度介于120-180℃范围内,样品的吸油量无显著性差异;而当温度进一步由180升高至210℃时,淀粉的吸油量由0.400 g/g降低至0.327 g/g。对于油炸时间而言,当油炸处理由5 min延长至30 min时,淀粉的吸油量由0.478 g/g逐渐降低至0.366 g/g。随着油炸处理强度的增加,油炸淀粉表层油脂含量逐渐升高。上述吸油量的变化是由于油炸淀粉的层级结构发生了变化,包括颗粒形态、结晶性质、双螺旋结构、分子特征等,而这些结构的改变程度都是直接由油炸条件决定的。进一步研究了初始水分含量对油炸淀粉糊化和流变性质的影响。研究结果表明,油炸过程中淀粉颗粒发生了部分糊化和有限膨胀。经过油炸处理后,NMS的凝胶性和触变性明显减弱。油炸过程中淀粉对油脂的吸收也会受到淀粉自身结构特征的影响,尤其是直链淀粉含量。以蜡质玉米淀粉(WMS)、普通玉米淀粉(NMS)和高直链玉米淀粉(HAMS)为研究对象,探讨直链淀粉含量对淀粉在油炸过程中层级结构和吸油特性的影响。油炸过程中,淀粉在颗粒形貌、晶体结构和双螺旋结构等层面发生的变化随着直链淀粉含量的增加而减小。直链淀粉可以通过干扰油炸过程中淀粉结构的演变或在油炸过程中直接与脂类发生络合的方式来影响油脂的吸收。在低水分含量下(20%),油炸后淀粉的颗粒形态得以保留,此时淀粉颗粒的尺寸和多孔性将会在淀粉吸油过程中发挥主导作用,因此WMS在此条件下吸收的油脂最多,达到0.242 g/g。在中等(40%)和高水分(60%)水平下,淀粉颗粒逐渐破碎并融合在一起,颗粒大小对吸油过程的影响变弱。相反,糊化淀粉样品中淀粉分子聚集的紧密程度以及油炸过程中直链淀粉与脂质之间的相互作用将变得更为重要。40%水分条件下NMS因呈现颗粒状态和较低的结晶度(6.520%)而吸收最多的油脂(0.395 g/g)。在60%的水分含量下,HAMS(0.336 g/g)比NMS(0.264g/g)吸收更多的油脂,这是因为HAMS中较多的直链淀粉分子为脂质分子提供了更多的疏水性螺旋空腔结构。淀粉颗粒尺寸的大小直接影响淀粉的理化性质,本文将马铃薯淀粉按照颗粒大小进行分级,得到3个组分:小颗粒(PS-S)、中等颗粒(PS-M)和大颗粒(PS-L),采用原子力显微镜(AFM)和低温氮吸附仪研究了分级马铃薯淀粉颗粒的表面纳米结构。随后将分级后的马铃薯淀粉分别于25%和50%水分含量条件下进行油炸处理,以研究淀粉颗粒尺寸对淀粉吸油特性的影响。在低水分条件下,油脂含量与淀粉颗粒大小成反比;而在高水分条件下,油脂含量与淀粉颗粒大小成正比。在低水分条件下,淀粉的颗粒形态均得以保留,颗粒的尺寸效应仍然在吸油过程中起主导作用。因此,比表面积最大(0.50m~2/g)的PS-S吸收了最多的油脂(0.166 g/g)。相反,在高水分条件下,所有的淀粉颗粒均已破碎并且粘连在一起。在此情况下,淀粉对油脂的吸收主要由淀粉的组成和结构特征决定。此时,PS-L的结晶度(4.2%)和质量分形指数(D_m=1.38)最低,其结构最为松散,因此能够吸收最多的油脂(0.349 g/g)。最后,研究了普鲁兰多糖(PUL)和果胶(PEC)对油炸过程中普通玉米淀粉(NMS)吸油特性的影响。PUL和PEC都可以降低油炸淀粉吸油量,但是PUL的效果要明显好于PEC。添加1%、3%和5%PUL的样品,含油量分别降低了21.5%、30.6%和35.9%;而添加1%、3%和5%PEC的样品,含油量仅分别降低了0.0%、14.0%和18.2%。SEM图像分析表明亲水胶体的加入使得油炸过程中淀粉的颗粒形态得以保留。XRD、FTIR和DSC的结果则表明复配亲水胶体能够有效提高淀粉中短程双螺旋结构和长程晶体结构的热稳定性,减少油炸过程中淀粉有序结构的破坏。NMS-PUL和NMS-PEC要比油炸NMS结构更加紧密,因此抑制了油炸过程中淀粉对油脂的吸收。