油炸食品類型對煎炸油廢棄指標(biāo)變化規(guī)律的影響

?？〔ǎ卧旅?，宋麗軍*

（1.塔里木大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.百色學(xué)院農(nóng)業(yè)與食品工程學(xué)院，廣西 百色 533000）

油炸可以賦予食品良好的口感和風(fēng)味，廣泛應(yīng)用于淀粉基、蛋白質(zhì)基等各種基質(zhì)食品的加工[1]。食用油在加熱、煎炸過程中色澤加深、黏度增加、產(chǎn)生刺激性氣味等變化，同時產(chǎn)生醛、酮、酸、醇、酯等一系列有害物質(zhì)，嚴(yán)重影響食用油的品質(zhì)和安全性[2-5]。GB 2716—2018《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)植物油》[6]中規(guī)定煎炸過程中食用油極性組分值應(yīng)≤27%，酸值≤5 mg KOH/g，超過限量值的食用油則應(yīng)廢棄。

油炸過程中，食用油品質(zhì)易受油炸食材、油脂類型、油炸時間、油炸溫度等多個因素影響[7-11]。厲玉婷等[12]研究了大豆油、棕櫚油、花生油和調(diào)和油煎炸過程中的品質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)食用油品種對其煎炸過程中品質(zhì)的變化影響顯著，其中大豆油煎炸過程中總極性組分（total polar compounds，TPC）含量變化較大。符海琰等[13]研究了煎炸時間、煎炸方式、煎炸溫度、煎炸食材及煎炸油種類對油脂極性組分和酸價（acid value，AV）的影響，結(jié)果表明，不同因素對煎炸油品質(zhì)的影響程度不同，其中溫度和煎炸物對煎炸油極性組分含量和酸價影響較大。Manzoor 等[14]對16 個食品店的煎炸油進行了評估，結(jié)果表明，油脂氧化降解的程度受油炸食品類型的影響很大，其中，脂質(zhì)基食品表現(xiàn)出更高的降解性。Xu 等[15]研究了棕櫚油、菜籽油和高油酸葵花籽油在炸薯條、雞塊和魚塊過程中極性化合物的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同類型煎炸油、油炸食品和它們之間的相互作用都對極性化合物的分布產(chǎn)生了顯著的影響（p＜0.001）。綜上，油炸食材、油炸溫度、油炸時間等因素對煎炸油品質(zhì)均有較大影響，研究不同類型油炸食材對煎炸油廢棄指標(biāo)的影響，對于煎炸油及煎炸食品安全具有積極意義。因此，本研究以煎炸油、油炸食品和油炸溫度為研究因素，探究油脂煎炸過程中品質(zhì)的變化情況，以期得到油脂煎炸過程中品質(zhì)的變化規(guī)律。

馓子、牛肉丸和加沙是3 種新疆特色油炸食品，深受新疆消費者的青睞。馓子、牛肉丸和加沙分別為淀粉基、蛋白質(zhì)基和混合基質(zhì)食品。本研究以上述3 種食品為煎炸食材，以新疆地區(qū)廣泛使用的大豆油、棉籽油為煎炸油，研究不同食材油炸過程中煎炸油廢棄指標(biāo)（酸價、總極性組分）及廢棄點的變化規(guī)律，以期為新疆煎炸食品安全及煎炸油品質(zhì)的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

1.1.1 材料與試劑

大豆油：安徽中糧油脂有限公司；棉籽油：阿克蘇市德鑫油脂有限責(zé)任公司；面粉：新疆天駿面粉有限公司；牛肉、雞蛋、玉米淀粉、食用鹽、十三香：市售。

異丙醇、乙醚、石油醚、乙醇（均為分析純）、海砂、硅膠（60 目）：上海源葉生物科技有限公司；24 標(biāo)口玻璃砂芯硅膠柱（21 mm×45 cm）：瑞達恒輝有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

RJ-81 型電炸鍋（10 L）：廣州匯利港洋機電設(shè)備有限公司；TA8200 紅外線測溫儀：香港?，攦x器儀表有限公司；BCD-186D 電冰箱：創(chuàng)維電器股份有限公司；AX205 電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；202-0B 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；RE-52A 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 煎炸食品的制備

馓子的制備：將食鹽20.00 g、水250.00 mL、面粉500.00 g、雞蛋3 個混勻，保鮮膜包裹醒發(fā)20 min，制成15.00 cm×0.50 cm×0.50 cm 的長條，制成馓子（5.00 g/個）。

牛肉丸的制備：將牛肉500.00 g（切碎）、食鹽20.00 g、十三香5.00 g、玉米淀粉300.00 g、水100.00 mL混勻，制成直徑1.00 cm 的牛肉丸（5.00 g/個）。

加沙的制備：將牛肉500.00 g（切碎）、食鹽20.00 g、十三香5.00 g、玉米淀粉300.00 g、水100.00 mL 混勻，雞蛋制成餅皮（15.00 cm×5.00 cm×0.50 cm），用餅皮包裹牛肉餡，切成5.00 g/個的加沙（3.00 cm×2.00 cm×2.00 cm）。

1.2.2 油炸試驗

以大豆油、棉籽油為煎炸油，以馓子、牛肉丸、加沙3 種新疆特色食品為被煎炸食品，分別在160、170、180 ℃條件下油炸。煎炸油用量為10.00 L，每隔15 min加入50.00 g 煎炸食品，連續(xù)油炸80 h，每8 h 取油樣100.00 mL，迅速冷卻后轉(zhuǎn)移至棕色樣品瓶中，密封避光于-18 ℃保存待測。

1.2.3 理化指標(biāo)測定

酸價測定參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價的測定》中的方法；總極性組分測定參照GB 5009.202—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食用油中極性組分（PC）的測定》中的方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有試驗平行重復(fù)3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；采用SPSS 22.0 進行方差統(tǒng)計分析，應(yīng)用Origin 8.5 和Excel 2016 作圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同食品油炸過程中煎炸油酸價變化

游離脂肪酸（free fatty acids，F(xiàn)FA）是甘油三酯的水解產(chǎn)物，酸價是油脂中FFA 含量的標(biāo)志，是重要的油脂衛(wèi)生指標(biāo)[16]。圖1 為160 ℃條件下油炸3 種食品過程中酸價的變化。

圖1 160 ℃油炸過程中不同煎炸油酸價變化Fig.1 Changes in acid values of different oils during frying at 160 ℃

由圖1 可知，在160 ℃條件下油炸過程中，大豆油、棉籽油酸價均不斷升高。主要是由于油脂高溫條件下氧化分解產(chǎn)生醛、酮、酸等酸性物質(zhì)[17]。油炸過程中，棉籽油AV 上升速度高于大豆油。棉籽油油炸加沙過程中，酸價在64 h 達到5.64 mg KOH/g，達到廢棄點（>5 mg KOH/g）；馓子、牛肉丸油炸過程中酸價均未達到廢棄標(biāo)準(zhǔn)。大豆油油炸加沙過程中，酸價在72 h 達到5.18 mg KOH/g。大豆油酸敗速度較棉籽油緩慢，這可能與大豆油中含有豐富的VE有關(guān)，VE是良好的天然抗氧化劑，可以延緩油脂氧化[18]。魏學(xué)鼎等[19]比較了大豆油與棉籽油等5 種煎炸油的煎炸性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大豆油油炸過程中酸價上升緩慢，與本研究結(jié)果一致。

圖2 為170 ℃條件下油炸3 種食品過程中酸價的變化。

圖2 170 ℃油炸過程中不同煎炸油酸價變化Fig.2 Changes in acid values of different oils during frying at 170 ℃

由圖2 可知，油炸至80 h 時，油炸馓子、牛肉丸、加沙的大豆油酸價分別為2.89、2.51、5.24 mg KOH/g；油炸至80 h 時，油炸馓子、牛肉丸、加沙的棉籽油酸價分別為3.78、3.31、5.91 mg KOH/g；至油炸結(jié)束，油脂酸價上升幅度由大到小依次為加沙、馓子、牛肉丸。食物自身所含油脂在高溫油炸時析出會加速油脂劣變[13]，含水量高的食物在油炸過程中酸價上升速率較快[20-21]。加沙油炸過程中酸價上升明顯可能是由于其自身屬性，其餅皮由雞蛋煎炸而成，含油率較高；其餡料含有較高含量水分，兩者共同作用加速其酸價上升。

圖3 為180 ℃條件下油炸3 種食品過程中酸價的變化。

圖3 180 ℃油炸過程中不同煎炸油酸價變化Fig.3 Changes in acid values of different oils during frying at 180 ℃

由圖3 可知，180 ℃油炸80 h 時，油炸馓子、牛肉丸、加沙的大豆油酸價分別為4.28、1.61、5.40 mg KOH/g，棉籽油分別為5.83、3.40、4.47 mg KOH/g。由此可得，棉籽油油炸馓子過程中，隨著溫度升高其酸價上升速率不斷增大，這與符海琰等[13]的研究結(jié)果一致。而油炸牛肉丸過程中，隨著溫度升高煎炸油酸價上升速率較緩慢，這可能由于煎炸油中一些酸性小分子物質(zhì)隨著溫度升高揮發(fā)出去，從而導(dǎo)致煎炸油酸價在高溫條件下上升較緩慢。

綜上所述，淀粉基食品在低溫條件下油炸時對煎炸油酸價影響較小，而蛋白質(zhì)基和混合基質(zhì)食品在低溫條件下油炸時對煎炸油酸價影響較大。另外，混合基質(zhì)食品油炸時對煎炸油酸價的影響較油炸單一基質(zhì)食品明顯。

2.2 不同食品油炸過程中煎炸油總極性組分變化

極性組分是食用油在煎炸過程中發(fā)生水解、氧化等一系列化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的一些極性物質(zhì)，包括氧化甘油三酯、氧化甘油三酯聚合物及其降解產(chǎn)物（游離脂肪酸、甘油二酯和甘油單酯）等，會對人體健康造成極大威脅[4]。食用油總極性組分超過27%應(yīng)廢棄，不同溫度下油炸3 種食品過程中總極性組分變化如圖4～圖6所示。

由圖4 可知，在160 ℃下，大豆油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中總極性組分含量分別在56、48、56 h 達到27.05%、27.11%、36.10%；棉籽油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中，總極性組分含量分別在48、56、56 h 達到32.08%、30.22%、33.05%。由此可得，棉籽油總極性組分上升速率高于大豆油。研究表明，油脂的氧化產(chǎn)物含量隨著煎炸油不飽和度增加而增多[22]。姚凌等[23]對比了大豆油、棉籽油等11 種煎炸油的不飽和度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大豆油不飽和度高于棉籽油。油炸過程中大豆油總極性組分含量上升速率較緩慢，可能與大豆油中含有豐富的VE有關(guān)[24]。

由圖5 可知，在170 ℃下，大豆油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中總極性組分含量分別在56、72、56 h 達到31.05%、32.18%、28.22%；棉籽油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中，總極性組分含量分別在56、56、56 h 達到33.16%、28.00%、34.82%，均超出國家標(biāo)準(zhǔn)限量。由此可得，加沙在油炸過程中總極性組分上升較快，這可能與其含有較多水分有關(guān)，根據(jù)“水-油界面理論”，雙親分子表面的界面電荷對脂質(zhì)氧化產(chǎn)生關(guān)鍵影響，可以通過吸引游離和螯合鐵離子來提高氧化速率[25]。周雅琳[26]對比了豆腐、油條等5 種食物油炸過程中極性化合物含量的變化情況，發(fā)現(xiàn)含水量最高的豆腐極性化合物含量較其他食物高。

圖5 170 ℃油炸過程中不同煎炸油總極性組分變化Fig.5 Changes in total polar compounds of different oils during frying at 170 ℃

由圖6 可知，在180 ℃下，大豆油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中總極性組分含量分別在64、72、56 h 達到30.09%、38.64%、28.76%；棉籽油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中，總極性組分含量分別在48、56、56 h 達到28.85%、28.00%、34.82%，均超出國家標(biāo)準(zhǔn)限量。大豆油油炸馓子過程中TPC 上升速率隨溫度升高呈先增加后減小的趨勢，大豆油油炸加沙過程中大豆油TPC上升速率呈降低趨勢。Srivastava 等[27]研究發(fā)現(xiàn)，油脂變質(zhì)速率隨著煎炸溫度的升高而加快，高溫可能導(dǎo)致油脂產(chǎn)生的醛、酮、酸、醇等物質(zhì)分解進而揮發(fā)，從而導(dǎo)致TPC 上升速率減小的現(xiàn)象。

綜上所述，油炸馓子和牛肉丸過程中TPC 上升速率在160～170 ℃條件下較平緩；油炸加沙過程中TPC上升速率在180 ℃條件下較緩慢。綜合圖1～圖6 可得，淀粉基和蛋白質(zhì)基食品適宜的油炸溫度為170 ℃；混合基質(zhì)食品適宜的油炸溫度為180 ℃或更高溫度。

2.3 不同油炸條件下酸價和總極性組分變化規(guī)律

2.3.1 不同油炸條件下煎炸油廢棄點

為探究不同油炸條件下煎炸油酸價、總極性組分的變化規(guī)律，對煎炸油廢棄時間、廢棄指標(biāo)（酸價、總極性組分）進行分析，結(jié)果如表1所示。

由表1 可知，在油炸過程中，煎炸油總極性組分均達到廢棄標(biāo)準(zhǔn)，而酸價僅在少數(shù)條件下達到廢棄點。由此可得，總極性組分在煎炸過程中反應(yīng)比酸價靈敏，更適合作為煎炸油廢棄點評判指標(biāo)。此外，在3 種食品的油炸過程中，淀粉基食品（馓子）油炸過程中煎炸油達到廢棄點的時間總體先于另外2 種食品，這可能是由于淀粉基食品制作過程中需加入大量水分，這些水分在高溫下與煎炸油、空氣直接接觸，加速了油脂氧化、水解反應(yīng)的進行，從而產(chǎn)生大量氧化甘油三脂、游離脂肪酸等極性物質(zhì)，導(dǎo)致煎炸油TPC 和AV 的快速升高[28]。此外，混合基質(zhì)食品（加沙）油炸過程中TPC 和AV 上升幅度較大，一方面是因為加沙餡料制作過程中需加入大量水分，另一方面可能是由于加沙餅皮中含有大量油脂，這些油脂在油炸過程中析出，增大了煎炸油的基數(shù)；此外，經(jīng)過二次加熱，這些析出的油脂更易氧化、分解，從而產(chǎn)生大量極性物質(zhì)和游離脂肪酸，導(dǎo)致煎炸油TPC 和AV 大幅上升[29]。因此，在淀粉基食品煎炸過程中，采取烘干、晾干等預(yù)處理方式以降低食物含水量；對蛋白質(zhì)基食品及混合基質(zhì)食品煎炸時，盡量降低其脂肪含量，避免油脂二次加熱，有利于提高食用油的煎炸穩(wěn)定性，延緩油脂的劣變。

2.3.2 不同油炸條件下酸價和總極性組分相關(guān)性分析

對不同油炸特性下酸價、總極性組分相關(guān)性進行分析，結(jié)果如表2所示。

表2 不同油炸條件下煎炸油酸價和總極性組分相關(guān)性Table 2 Correlation between acid value and total polar compounds during frying under different conditions

由表2 可知，R2幾乎都在0.9 以上，表明擬合度較好，油炸過程中煎炸油酸價變化和總極性組分變化存在一定相關(guān)性。Li 等[30]研究了基于介電常數(shù)的TPC 快速檢測技術(shù)，并發(fā)現(xiàn)快速檢測結(jié)果與傳統(tǒng)柱層析檢測結(jié)果有很好相關(guān)性，根據(jù)煎炸油TPC 和AV 的相關(guān)性可以進一步開發(fā)基于介電常數(shù)的TPC 和AV 同時快速檢測技術(shù)；康雪梅[31]利用薄層色譜法對煎炸油極性組分進行檢測，發(fā)現(xiàn)極性組分含量與薄層色譜吸收峰面積之間具有很好的相關(guān)性，驗證了薄層色譜法檢測煎炸油TPC 的可行性。因此，本研究得出的煎炸油TPC與AV 相關(guān)性數(shù)據(jù)也為建立煎炸油TPC 和AV 同時檢測模型提供了理論基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

本文對大豆油和棉籽油煎炸新疆3 種特色食品（馓子、牛肉丸和加沙）過程中油脂品質(zhì)變化情況進行了研究，結(jié)果表明：1）大豆油和棉籽油油炸過程中，大豆油達到廢棄點所需時間較長，表現(xiàn)出良好的油炸性能。2）3 種食品油炸過程中，加沙對煎炸油品質(zhì)影響最大，油炸過程中煎炸油TPC 和AV 上升速率最快，牛肉丸油炸過程中煎炸油TPC 和AV 上升速率和幅度最小，對煎炸油品質(zhì)影響較小。3）3 個溫度條件油炸過程中，170 ℃條件下煎炸油TPC 和AV 上升較緩慢，對煎炸油品質(zhì)影響較小，160 ℃條件下煎炸油TPC 和AV上升較快，對煎炸油品質(zhì)影響較大。4）油炸過程中，大豆油、棉籽油TPC 和AV 變化均呈正相關(guān)。