煎炸過程食用油的品質(zhì)變化及控制措施研究進展

趙建春 劉改順 張 可 朱 琳

（鄭州旅游職業(yè)學院，河南 鄭州 450009）

煎炸作為一種傳統(tǒng)食品加工方式可追溯到古埃及時代［1］，它以油作為傳熱介質(zhì)使食物熟化和干燥的過程，其機理是將食品置于熱油中，食品表面溫度迅速升高、水分汽化，表面出現(xiàn)一層干燥層，然后水分汽化層向食品內(nèi)部遷移，直至食品熟化或干燥［2］。煎炸不但可以改善食品的質(zhì)構、風味及消化性能，而且加工時間短，因而被廣泛應用于烹飪和食品工業(yè)［3］。目前，煎炸食品已涉及兒童食品、快餐食品、肉灌制品、速凍食品、微波食品和面食制品等諸多領域［4］。在煎炸過程中，由于長時間高溫處理煎炸油會發(fā)生氧化、水解、聚合等一系列反應，導致其品質(zhì)下降，甚至產(chǎn)生對人體有害成分［5］。文章對近年來關于煎炸過程食用油的品質(zhì)變化及控制措施的相關研究進行綜述，為后續(xù)煎炸食品工藝的改善及新型煎炸食品的開發(fā)提供參考。

1 煎炸過程機理

煎炸過程可分為初始加熱、表面沸騰、降速和汽泡消失4個階段。初始加熱階段食品表面溫度逐漸升至水的沸點；表面沸騰階段食品表面水分迅速蒸發(fā)，煎炸制品外殼開始形成；降速階段食品水分蒸發(fā)量減少，煎炸制品外殼增厚；汽泡消失階段食品中的水分基本蒸發(fā)，汽泡不再產(chǎn)生。其中表面沸騰階段和降速階段時間長、耗能多，是煎炸制品質(zhì)構和風味形成的主要階段［6］。

從工程學的角度看，煎炸過程是傳熱和傳質(zhì)同時發(fā)生的過程：熱量從食品外向內(nèi)傳遞；水分從食品內(nèi)向外遷移；煎炸油從食品表面向內(nèi)部遷移［7］。煎炸初期食品表面的水分逐漸蒸發(fā)，使表面形成了多孔層，隨著水蒸氣逸出速度的加快，食品內(nèi)部多孔通道也快速形成。由于食品中的水分分布及食品受熱的不均勻性，使得一些部位發(fā)生劇烈蒸發(fā)從而形成較大的孔隙，而這些孔隙形成的蒸汽壓不足以阻礙吸油現(xiàn)象的發(fā)生，從而使煎炸油滲入食品內(nèi)部［7］。

2 煎炸對食用油品質(zhì)的影響研究

油脂在高溫時會與食品中的水、空氣中的氧等發(fā)生一系列化學和物理變化，生成游離脂肪酸、非皂化產(chǎn)物、環(huán)狀化合物、二聚物、三聚物、多聚物以及烴、醛、酮、呋喃、羧酸類揮發(fā)性成分等［8］。與此同時，食用油的色澤、黏度、酸值、過氧化值、碘值、羰基價、皂化值、極性組分、脂肪酸組成等也會發(fā)生相應的改變［9－13］。

2．1 對食用油理化指標的影響

史然等［14］對大豆油無料／薯條煎炸過程中的酸價、黏度、吸光值及總極性化合物（TPC）含量等及低場核磁共振（LF－NMR）弛豫特性（峰起始時間T21、T22、T23、相應的峰面積比例S21、S22、S23、單組份弛豫時間T2W）的變化規(guī)律進行了研究。結果表明，大豆油的酸價、TPC 含量及S21峰面積均隨煎炸時間的延長而線性增大，T21、T22峰起始時間及T2W則隨煎炸時間的延長而線性減?。╮2＞0．90），黏度、吸光值隨煎炸時間的延長逐漸增加并符合二項式關系（r2＞0．90），而T23峰起始時間及S22、S23與煎炸時間之間無明顯規(guī)律性變化。煎炸薯條后，油樣的酸價、黏度、TPC含量、吸光值及S21均較無料煎炸顯著增大，而T21、T22峰起始時間及T2W顯著縮短。

慕鴻雁等［15］以大豆油、葵花籽油、棕櫚油為研究對象，探討在（180±5）℃條件下煎炸薯條，每天連續(xù)煎炸4h，共煎炸5d后分析各食用油理化指標的變化。結果表明：隨著煎炸時間延長，3種食用油的色澤加深、黏度增加；酸價顯著增加，但未超過國家標準；碘價則隨著煎炸過程的進行而逐步降低；過氧化值在煎炸過程中均先上升后下降，其中大豆油和葵花籽油的過氧化值呈波動性；煎炸3d后，大豆油、葵花籽油的羰基值超過或非常接近國家標準50meq O2／kg；整個煎炸過程中棕櫚油的羰基值低于大豆油和葵花籽油。Shahina Naz等的研究［16］也表明，煎炸過程中食用油的黏度會增大，色澤會加深。

龍奇志等［17］以棕櫚油作對照，采用精煉茶油進行深層煎炸。結果表明：茶油和棕櫚油的酸值、過氧化值、羰基價、極性化合物含量和K 值隨煎炸時間的延長均逐漸升高，而碘價和皂化值逐漸降低。

綜上所述，隨著煎炸時間的延長食用油的酸價、過氧化值、羰基價等逐漸增大，同時食用油的黏度增加、色澤加深。

2．2 對食用油脂肪酸組成的影響

張鐵英等［18］以大豆油、棉籽油、棕櫚液油和氫化油作為煎炸油，分別進行薯條和雞翅的煎炸試驗。結果表明：在煎炸過程中，各種煎炸油的脂肪酸含量均會發(fā)生一定的變化。采用C18：2／C16：0比值變化作為研究煎炸油脂肪劣變的指標，氫化油煎炸過程中C18∶2／C16∶0比值減少的程度最小，證明在煎炸過程中脂肪酸的穩(wěn)定性最好。但對于反式脂肪酸含量變化來說，均沒有顯著增加，其中氫化油的反式脂肪酸含量從煎炸前的10．39%降低到煎炸后的6．66%，變化顯著，不過高反式脂肪酸含量的煎炸油在煎炸后其反式脂肪酸含量還保持在較高水平。

黃丹丹等［19］研究表明，食用油單獨加熱情況下，加熱溫度、時間和循環(huán)加熱次數(shù)影響食用油中反式脂肪酸的種類和含量，高溫、長時間加熱、反復加熱均會使反式脂肪酸的含量有所增加。但在一定溫度范圍和加熱時間內(nèi)，食用油的反式脂肪酸的含量增加并不明顯。

袁美娟等［20］研究發(fā)現(xiàn)，食用油在煎炸的前2h營養(yǎng)價值急劇下降（從85%降到17%），而增加的游離脂肪酸卻很少（從6mg KOH／g增加到14mg KOH／g）。Wakako Tsuzuki等也得到了相似的研究結果［21］。

周厚德等［22］研究了煎炸過程中加熱溫度、加熱時間對光皮樹油中反式脂肪酸的影響，以及雞脯肉、油條煎炸過程中光皮樹油中反式脂肪酸含量及類型的變化。結果表明，在試驗范圍內(nèi)，隨加熱溫度的升高光皮樹油中反式脂肪酸含量逐漸增加；在較低的加熱溫度下，加熱時間對其影響較為緩和。在煎炸雞脯肉、油條過程中，光皮樹油中反式脂肪酸總量變化范圍較小，但其類型變化較大。

目前對煎炸過程中食用油脂肪酸組成的變化研究主要集中在反式脂肪酸的變化方面，上述研究表明，在煎炸過程中，食用油的總脂肪酸及反式脂肪酸的總量變化不大，但組成變化較大。

2．3 對食用油中極性化合物含量的影響

食用油中的極性化合物主要是羰基、羧基、酮基、醛基類化合物。煎炸用油極性化合物的含量是衡量食用油在煎炸過程中是否過度地被反復使用和有害程度的重要指標［23］。中國GB 7102．1－2003食用植物油煎炸過程中的衛(wèi)生標準規(guī)定，食用油的極性組分不得超過27%。

周雅琳等［24，25］對影響煎炸油中極性化合物生成的因素進行了研究。結果表明，隨著煎炸時間的延長、煎炸溫度的升高煎炸油中的極性化合物含量增加，長時間煎炸建議選擇油溫為180 ℃，油煎炸時間不超過8h；不同品種食用油的耐煎炸性能差異較大，其中棕櫚油的煎炸性能優(yōu)于菜籽油、大豆油和花生油，比較適合用于食品煎炸；此外，煎炸對象對煎炸油中極性化合物含量也有較大影響。

Reza Farhoosh等［26］對葵花籽油在180 ℃煎炸過程中的品質(zhì)變化進行了測定。結果表明，隨著煎炸時間的延長極性化合物含量逐漸增加。

2．4 對食用油中揮發(fā)性組分的影響

食用油的香氣是由不同的揮發(fā)性化合物組成的。然而食用油在煎炸過程中原有的揮發(fā)成分會散失，同時由于油脂的氧化分解又會產(chǎn)生新的揮發(fā)性成分，其中不乏氨氧化物、氨類、硫化氫等使煎炸用油品質(zhì)惡化的成分。

李靖等［27］利用PEN3型電子鼻系統(tǒng)分析了高溫煎炸過程中大豆色拉油揮發(fā)性成分的動態(tài)變化規(guī)律。結果發(fā)現(xiàn)，隨著煎炸時間的延長，油中芳香苯類、氨氧化物、氨類、烷烴、硫化氫、乙醇等揮發(fā)性成分均有一定升高，尤其是氨氧化物、氨類、烷烴、硫化氫、醇類是煎炸油氣味變化及品質(zhì)惡化的主要來源。

龍奇志等［17］采用SPME－GC 技術對精煉茶油在深層煎炸過程中揮發(fā)性成的變化進行了研究。結果表明：茶油總揮發(fā)物含量逐漸增加，而一些小分子質(zhì)量揮發(fā)物（如：苯甲醛、辛醇、癸醇、苯乙烯、乙酸乙酯等）呈先升后降的趨勢。

黃永輝等［28］通過頂空固相微萃取技術與GC／MS相結合，對煎炸加工導致的茶油揮發(fā)組分的變化進行了研究。結果表明，茶油揮發(fā)組分的總峰面積及出峰數(shù)隨著煎炸次數(shù)的增加而增大，大部分揮發(fā)物質(zhì)的含量隨著煎炸次數(shù)的增加而明顯變大。

3 控制措施研究

由于影響煎炸過程食用油品質(zhì)的主要因素為煎炸溫度、煎炸時間、食用油的品種及煎炸原料的種類，因此，研究者主要從3個方面對煎炸用油的品質(zhì)進行控制。

3．1 添加抗氧化劑

抗氧化劑分為合成抗氧化劑和天然抗氧化劑兩大類。目前常用的合成抗氧化劑有丁基羥基茴香醚（BHA）、二丁基羥基甲苯（BHT）、沒食子酸丙酯（PG）和叔丁基對苯二酚（TBHQ）［29］，天然抗氧化劑有茶多酚、維生素E、類胡蘿卜素、大豆異黃酮、生物類黃酮、甾醇類化合物等［30］。

樊之雄等［31］研究了BHA、BHT、TBHQ、茶多酚、植酸、維生素E對高溫加熱棕櫚油劣變的控制效果。結果表明：3種人工抗氧化劑抗氧化效果次序為TBHQ＞BHT＞BHA，TBHQ 的最佳添加量為0．012g／100g；3種天然抗氧化劑最佳添加量為茶多酚0．03g／100g、植酸0．016g／100g、維生素E 0．8g／100g。抗氧化效果次序為維生素E＞TBHQ＞茶多酚＞植酸。

范柳萍等［32］研究了茶多酚、植酸、維生素E 3種天然抗氧化劑對棕櫚油煎炸過程中過氧化值、酸值、羰基值、P－茴香胺值等品質(zhì)劣變指標的控制效果，并以TBHQ 作參照，尋求能夠替代TBHQ 的復合型天然抗氧化劑。結果表明：4種抗氧化劑的抗氧化效果次序為TBHQ＞維生素E＞植酸＞茶多酚；3種天然抗氧化劑的最佳復配組合為0．02%茶多酚＋0．016%植酸＋0．65%維生素E。

何松等［33］研究表明，由L－抗壞血酸棕櫚酸酯復配而成的復合穩(wěn)定劑，能明顯延長煎炸用油的使用壽命，效果好于其他單體抗氧化劑。

雖然天然抗氧化劑對食用油抗氧化的效果較好，但由于天然抗氧化劑價格較高，目前在生產(chǎn)實踐中仍以合成抗氧化劑為主。

3．2 優(yōu)化處理工藝

肖建東等［34］研究表明，生產(chǎn)條件對方便面煎炸油酸值的變化有顯著影響，隨著煎炸油利用時間的延長，產(chǎn)能小、面塊克重小和間斷式生產(chǎn)線的煎炸油酸值上升速度越快。產(chǎn)能越大、面塊克重越大和采用連續(xù)化生產(chǎn)均有利于控制煎炸油酸值的升高。

何江濤等［35］對馬鈴薯片煎炸條件對棕櫚油品質(zhì)的影響研究進行了研究。結果表明，煎炸溫度、單位質(zhì)量油的煎炸生產(chǎn)率和煎炸油雜質(zhì)含量對棕櫚油的酸價變化影響顯著。生產(chǎn)中應避免長時間高溫油炸，盡可能提高煎炸生產(chǎn)率，要及時、最大限度地去除煎炸油中的雜質(zhì)。在煎炸溫度170 ℃，單位質(zhì)量棕櫚油的煎炸薯片生產(chǎn)率80g／（kg·h），雜質(zhì)（薯渣）含量0．5‰的條件下，連續(xù)煎炸36h后測煎炸油的酸價為1．87mg KOH／g。低于中國GB 7102．1－2003食用植物油煎炸過程中的衛(wèi)生標準規(guī)定的限值（食用油的酸價不得超過5mg KOH／g）。

3．3 過濾處理

濾油粉主要成分為氧化鎂（MgO）和二氧化硅（SiO2），能夠有效地吸附除去煎炸用油中的雜質(zhì)、中性膠質(zhì)、游離酸、硫化物、礦物質(zhì)等，可減緩食用油的品質(zhì)劣變等。2007年肯德基“濾油粉”事件，曾引起消費者對煎炸食品的擔憂，后經(jīng)中國衛(wèi)生部檢測認定肯德基所用濾油粉是安全的［36］。但目前仍有專家對其安全性表示懷疑，中國臺北縣建議禁止使用“濾油粉”［37］。

姜敏等［38］采用濾油粉對煎炸油進行處理。結果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濾油粉處理后煎炸油的外觀透亮，吸光度降低，酸值、碘值都有所降低，而過氧化值升高。研究表明濾油粉對煎炸油處理效果不佳，只能吸附炭化雜質(zhì)。

崔文莉等［39］將煎炸油凈化助濾劑應用于油炸雞塊生產(chǎn)中，結果表明，經(jīng)過濾處理后的煎炸油色澤淺黃，酸價由1．12mg KOH／g降低到0．12mg KOH／g，同時除掉70%以上的色素和大部分極性物，無異味，不再起泡冒煙，過濾凈化效果顯著。

除濾油粉外，研究者對其它可用于煎炸油過濾處理的工藝及設備也進行了研究，Song Lin等［40］研究表明，用7%～8%復合吸附劑結合真空過濾處理煎炸過的食用油，能顯著提高煎炸油品質(zhì)；劉勤生等［41］對金屬膜過濾煎炸油的效果進行了研究，結果表明，經(jīng)過濾處理后的油脂理化指標明顯優(yōu)于未過濾處理的。此外，科研人員利用物理吸附結合過濾的方法，開發(fā)出了一系列煎炸油過濾設備，諸如目前已投放市場的廣州中天的煎炸油過濾機、石家莊得寶的油水一體式油炸機等。據(jù)報道［42］，一般情況下食品企業(yè)的煎炸油使用2～3d后，油已變黑、變稠、酸價超標，不得不廢棄。而使用濾油機后能使用15d以上，大大降低了生產(chǎn)成本。目前煎炸油過濾設備已在食品工業(yè)得到廣泛應用。

4 結束語

煎炸可改善食品的質(zhì)構、風味及消化性能，被廣泛應用于烹飪和食品工業(yè)。目前國內(nèi)外學者對食用油在煎炸過程中的品質(zhì)變化及控制措施進行了較多研究，但這此措施只能在一定程度上延緩食用油品質(zhì)的劣變。部分不法商販及食品企業(yè)，在利益的驅(qū)使下多次重復使用煎炸用油或者使用后經(jīng)簡單的粗過濾處理又再次使用。因而，急需開發(fā)一種高附加值的煎炸廢油制品，以降低相關企業(yè)和商家的生產(chǎn)成本，促使其減少煎炸用油的使用次數(shù)，從而保證煎炸制品的食用安全。

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