煎炸油在薯片煎炸過程中的品質(zhì)變化

宋麗娟，于修燭*，張建新，杜雙奎

(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

煎炸油在薯片煎炸過程中的品質(zhì)變化

宋麗娟，于修燭*，張建新，杜雙奎

(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

以煎炸油為研究對象，以薯片為煎炸原料，研究煎炸油煎炸過程中理化指標(biāo)變化及各指標(biāo)間的相關(guān)性。結(jié)果表明：在煎炸過程中，煎炸油的折光指數(shù)、色澤、酸值、羰基值和極性值均隨時(shí)間的延長而增大；過氧化值隨著煎炸時(shí)間延長先增大后逐漸減??；碘值隨時(shí)間的延長而降低；比重、黏度、皂化值在煎炸過程中的變化無明顯規(guī)律。酸值、羰基值、極性值、色澤和折光指數(shù)彼此之間有極顯著的正相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)均大于0.9；煎炸油極性值的變化可通過色澤和酸值進(jìn)行預(yù)測。

煎炸油；薯片；品質(zhì)變化

煎炸是食品加工常用的手段之一，煎炸油在作為傳熱介質(zhì)的同時(shí)可賦予食品特殊的質(zhì)構(gòu)和香味。煎炸食品因其特殊香氣和風(fēng)味而深受人們喜愛。煎炸食品的質(zhì)量與煎炸油質(zhì)量密切相關(guān)，煎炸油的安全直接影響到煎炸食品的質(zhì)量與安全[1]。

在煎炸食品過程中，油脂在高溫狀態(tài)下長時(shí)間反復(fù)使用，與水分和空氣中氧接觸，會(huì)發(fā)生水解、氧化、聚合等一系列復(fù)雜反應(yīng)。許榮華等[2-3]研究發(fā)現(xiàn)煎炸油的羰基價(jià)變化與黏度變化存在極顯著關(guān)系，與泡高值有很好的相關(guān)性。李東銳等[4]以高級(jí)大豆烹調(diào)油和棕櫚油混合物為煎炸油，對其品質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨煎炸時(shí)間延長，煎炸油中的聚合物含量大大升高，黏度增大，不飽和脂肪酸含量下降，碘值、皂化值降低，酸值、過氧化值升高。Felix等[5]研究煎炸過程中油脂的降解及營養(yǎng)品質(zhì)變化，結(jié)果表明，極性值、酸值、色澤和反式脂肪酸隨油炸溫度和時(shí)間的增加呈顯著性變化。許多學(xué)者[6-12]對各種油在煎炸過程的理化指標(biāo)變化進(jìn)行了研究，但對煎炸油各指標(biāo)變化缺乏系統(tǒng)的研究，對理化指標(biāo)相關(guān)性的研究報(bào)道較少。本研究以商品煎炸油為研究對象，以馬鈴薯片為煎炸原料，研究煎炸油在煎炸過程中理化指標(biāo)的變化以及各指標(biāo)間的相關(guān)性，進(jìn)一步揭示煎炸油在煎炸過程中的品質(zhì)變化規(guī)律，以期為煎炸油的品質(zhì)調(diào)控提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花旗起酥油(耐煎炸油，理化指標(biāo)為：游離脂肪酸0.16mg KOH/g，過氧化值0.50mmol/kg，色澤：黃色40.0，灰色0.1，紅色0.1，水分及揮發(fā)物0.004%，滑動(dòng)熔點(diǎn)40.8℃) 西安嘉里油脂工業(yè)有限公司；馬鈴薯 市購。

乙醚、三氯甲烷、乙酸、碘化鉀、環(huán)己烷、一氯化碘、氫氧化鉀、硫代硫酸鈉、石油醚、冰乙酸、2,4-二硝基苯肼、三氯乙酸均為分析純；硅膠(60～100目)為色譜純。

1.2 儀器與設(shè)備

WY型油炸鍋(煎炸最高溫度300℃) 廣州市唯利安西廚設(shè)備制造有限公司；WSL-Z比較測色儀、WYA阿貝折射儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司；UV-1240紫外-可見分光光度計(jì) 日本島津公司；毛細(xì)管塞比重瓶(50mL)奧斯特瓦爾德黏度計(jì)；CS501恒溫槽 重慶銀河試驗(yàn)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 煎炸過程

在煎炸鍋中加入7kg煎炸油，保持油溫(180±5)℃，將馬鈴薯切成規(guī)則的片狀，以每小時(shí)煎炸1.5kg新鮮薯片的速度煎炸并取油樣，每次取100mL油樣，密封，鋁箔紙包裹后置于4℃冰箱中備用。每天連續(xù)煎炸6h，一共煎炸15h，煎炸過程不添加新油。

薯片制作工藝：原料選擇→清洗、去皮、修整→切片(大小均一，厚度為1mm)、漂洗(除去薯片表面游離淀粉和可溶性物質(zhì))→護(hù)色(1g/100mL氯化鈉、0.5g/100mL檸檬酸溶液浸泡3～5min)→瀝水晾干→煎炸(2.5min)→瀝油→包裝

1.3.2 理化指標(biāo)測定

折光指數(shù)測定：用阿貝折射儀測定，折射儀連接恒溫槽，測定溫度為60℃，用圓頭玻棒取混勻過濾后的試樣兩滴，滴在棱鏡上(玻棒不要觸及鏡面)，轉(zhuǎn)動(dòng)上棱鏡，關(guān)緊兩塊棱鏡。待試樣溫度穩(wěn)定后，擰動(dòng)棱鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使視野分成清晰可見的明暗兩個(gè)部分，其分界線恰好經(jīng)過十字交叉的交點(diǎn)，記下標(biāo)尺讀數(shù)即為折光指數(shù)。

色澤測定：參照GB/T 5525—2008《植物油脂 透明度、氣味、滋味鑒定法》，測定溫度為60℃。

比重測定：用毛細(xì)管塞比重瓶法，首先測定水的質(zhì)量并記下溫度T1，然后稱取恒質(zhì)量下空瓶子的質(zhì)量，之后測定試樣的質(zhì)量并記下室溫T2。按以下公式換算成20℃時(shí)的比重(d)。

黏度測定：參考奧斯特瓦德黏度計(jì)法[13]。采用奧斯特瓦德黏度計(jì)，測定溫度為60℃，用秒表分別測量油樣和蒸餾水流出上下兩個(gè)刻度線的時(shí)間，計(jì)算油樣流出時(shí)間與蒸餾水流出時(shí)間的比值，以此計(jì)算煎炸油黏度的變化。

酸值、過氧化值、羰基值測定：參照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》；極性值測定：參照GB/T 5009.202—2003《食用植物油煎炸過程中的極性組分(PC)的測定》；碘值測定：參照GB/T 5532—1995《植物油碘價(jià)測定》；皂化值測定：參照GB/T 5534—2008《動(dòng)植物油脂皂化值的測定》。

1.4 數(shù)據(jù)分析軟件

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9.50。

2 結(jié)果與分析

2.1 物理指標(biāo)測定分析

油炸溫度為180℃，每小時(shí)煎炸1.5kg新鮮薯片并取樣進(jìn)行分析，一共煎炸15h(期間不添加新油)，其物理指標(biāo)變化結(jié)果如表1所示(其中0h為煎炸油原油，下同)。

表1 煎炸油在薯片煎炸過程中的物理指標(biāo)變化Table 1 Physical indexes of frying oil during potato chips frying

折光指數(shù)與光在介質(zhì)中的傳播速度有關(guān)。由表1可知，折光指數(shù)隨著煎炸時(shí)間的延長而逐漸增大，可能與煎炸油在高溫油炸過程中薯片中的淀粉等成分溶于煎炸油有關(guān)。從原料油折光指數(shù)1.4513增至1.4530，煎炸油的折光指數(shù)總體變化不大。煎炸油的比重隨煎炸時(shí)間的延長變化規(guī)律性不明顯，因此，比重不能作為評(píng)價(jià)煎炸油劣變的指標(biāo)。

煎炸油色澤加深，增加了可見光的吸收，此變化可以在油脂煎炸過程明顯觀察到。由表1可看出，各個(gè)階段煎炸油色澤變化均達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。其中，0h到1h煎炸過程色澤變化最大，可能是在煎炸過程中薯片組分淀粉等融入煎炸油中，食物組分與油相互作用改變油的顏色，同時(shí)被炸焦的食品微粒也會(huì)影響煎炸油的顏色，增加煎炸油的濁度。

表2 煎炸油在薯片煎炸過程中的化學(xué)指標(biāo)變化Table 2 Chemical indexes of frying oil during potato chips frying

黏度為油樣分子間摩擦力大小的標(biāo)度，油脂的黏度大小與其碳鏈長度有關(guān)。煎炸初期，油脂黏度下降，主要是油脂發(fā)生氧化和水解反應(yīng)，如一些過氧化物分解成小分子物質(zhì)，油脂水解為甘油二酯、甘油單酯等短碳鏈物質(zhì)等。隨后，隨著煎炸時(shí)間的延長，黏度緩慢升高。原因是隨著煎炸時(shí)間的延長，油脂發(fā)生熱聚合、氧化聚合，使聚合物的含量增加[7]，聚合物為大分子物質(zhì)，其黏度比油脂大，使得煎炸油黏度隨之變大。

2.2 化學(xué)指標(biāo)測定分析

在15h的薯片煎炸過程中，每小時(shí)取樣一次并進(jìn)行分析，期間不添加新油，各化學(xué)指標(biāo)測定結(jié)果如表2所示。

由表2可知，在煎炸過程中，煎炸油的酸值隨時(shí)間的延長而增大，且各個(gè)階段變化均達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。酸值升高主要是煎炸油在高溫煎炸過程中發(fā)生熱氧化和水解反應(yīng)，尤其是甘油三酯水解產(chǎn)生游離脂肪酸[8]。Abdulkarim等[9]認(rèn)為在深層煎炸中，由水解產(chǎn)生的脂肪酸非常少，主要是甘油三酯的氧化產(chǎn)生了游離脂肪酸。煎炸油起始酸值為0.16mgKOH/g，煎炸15h后，其酸值為0.72mgKOH/g，明顯小于國家制定的煎炸油煎炸過程中的酸值標(biāo)準(zhǔn)5mgKOH/g，說明所選煎炸油品質(zhì)比較穩(wěn)定。

羰基類化合物是指油脂在高溫下氧化酸敗生成的酮、醛類等有害化合物和聚合物，它是煎炸油熱劣變的靈敏指標(biāo)。國內(nèi)學(xué)者研究認(rèn)為，油脂的羰基值隨煎炸時(shí)間的延長呈線性關(guān)系增加[10]。羰基值隨著煎炸時(shí)間的延長逐漸升高，各個(gè)階段羰基值變化均達(dá)顯著水平(P＜0.05)。煎炸12h后，煎炸油的羰基值達(dá)到49.81meq/kg，13h煎炸油的羰基值為60.05meq/kg，已經(jīng)超出了羰基值的國家標(biāo)準(zhǔn)(50meq/kg)，說明該煎炸油已不能繼續(xù)使用。放置一段時(shí)間(過夜)后繼續(xù)使用1h，羰基值達(dá)到60.05meq/kg，變化比較大，同樣的現(xiàn)象6h煎炸結(jié)束后到第7小時(shí)煎炸，羰基值從26.76meq/kg變化到36.38meq/kg，變化也比較大，說明在放置(自然冷卻)到再次加熱煎炸過程中，煎炸油會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致羰基值發(fā)生較大的變化，其具體原因有待進(jìn)一步的研究。

煎炸油的過氧化值各個(gè)煎炸階段變化均達(dá)顯著水平(P＜0.05)。過氧化值在煎炸1h后上升趨勢較大，變化明顯；2h后又下降，在3h到13h的煎炸過程中，過氧化值一直上升；在13h達(dá)最大值，說明此時(shí)氫過氧化物的分解速度大于氫過氧化物的生成速度[11]，從而導(dǎo)致過氧化值下降。

煎炸油的碘值從47.77g I2/100g下降至43.46g I2/100g，碘值下降是因?yàn)樵诟邷丶逭ㄟ^程中，油脂中的不飽和雙鍵發(fā)生氧化聚合、氧化分解等化學(xué)反應(yīng)，油脂中雙鍵數(shù)目不斷下降，從而使油脂的不飽和度相對于原油有所降低，導(dǎo)致碘值降低[12]。

皂化值反映油脂分子質(zhì)量大小(與分子質(zhì)量大小成反比)，與油脂中脂肪?；钠骄鄬Ψ肿淤|(zhì)量有密切關(guān)系。煎炸油的皂化值在15h的煎炸中變化差異不顯著，這是煎炸油在使用過程中的氧化、水解、聚合等復(fù)雜反應(yīng)造成。因此，皂化值不能用來評(píng)價(jià)煎炸油的品質(zhì)變化。

極性值隨煎炸時(shí)間的延長而逐漸增大(P＜0.05)。煎炸1h后，極性值從3.945%變化至7.235%。這是由于煎炸食品時(shí)，油脂經(jīng)高溫加熱發(fā)生熱氧化、異構(gòu)化、熱解、熱聚合及水解反應(yīng)等，產(chǎn)生多種極性化合物[14]。煎炸油中極性化合物的含量是衡量煎炸油是否被過度反復(fù)使用的指標(biāo)。歐洲許多國家規(guī)定，煎炸油中極性組分在25%～27%之間，超過該值的油必須強(qiáng)制性的廢棄。煎炸15h后其極性值為23.085%，接近國家標(biāo)準(zhǔn)最高限量。

2.3 各指標(biāo)間的相關(guān)性

為評(píng)價(jià)各指標(biāo)間的變化規(guī)律，通過軟件分析各指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系，重點(diǎn)考察酸值、羰基值和極性值等國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的評(píng)價(jià)煎炸油是否劣變的指標(biāo)，探求各指標(biāo)間關(guān)系，進(jìn)一步揭示煎炸油在煎炸過程的變化規(guī)律。酸值、羰基值、極性值、色澤和折光指數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系見表3。由表3可知，酸值、羰基值、極性值、色澤和折光指數(shù)彼此之間都極顯著相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)均大于0.9。其中，色澤與酸值的相關(guān)系數(shù)為0.9914，折光指數(shù)與酸值的相關(guān)系數(shù)為0.9837，色澤與羰基值的相關(guān)系數(shù)為0.9803，相關(guān)程度極為密切。

表3 各指標(biāo)間的相關(guān)分析Table 3 Correlations between physical and chemical indexes

2.4 指標(biāo)間的回歸關(guān)系

圖1 酸值、羰基值、極性值與色澤、折光指數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系Fig.1 Correlation curves and equations among acid value, carbonyl value, total polar material, color and refractive index

由圖1a可知，煎炸油的色澤與折光指數(shù)近似線性相關(guān)，煎炸油的色澤越深，折光指數(shù)越大。煎炸過程中，薯片所含淀粉溶于煎炸油中使得煎炸油色澤加深，光在顏色加深的煎炸油中的傳播速度減慢，折光指數(shù)增大。由圖1b、1c、1d可知，酸值與羰基值、酸值與極性值以及羰基值與極性值之間均呈三次多項(xiàng)式關(guān)系。煎炸油酸值上升表明油脂中游離脂肪酸含量增加，而在高溫油炸過程中，煎炸油水解和氧化分解成游離脂肪酸，游離脂肪酸進(jìn)一步分解成小分子的醛、酮、酸等，導(dǎo)致極性值和羰基值的增大。

2.5 極性值預(yù)測分析

柱層析法是極性值測定的標(biāo)準(zhǔn)方法，但該方法測定需要消耗大量的有機(jī)試劑，操作繁瑣且耗時(shí)較長[15]，個(gè)樣分析時(shí)間在8h以上，不利于煎炸過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過相關(guān)指標(biāo)多元回歸分析，剔除影響不顯著的指標(biāo)，建立極性值預(yù)測方程。

由方程可知，煎炸油在煎炸過程中，極性值可通過酸值和色澤的變化加以預(yù)測。經(jīng)驗(yàn)證，方程具有可靠性，在煎炸油品質(zhì)評(píng)價(jià)過程中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié) 論

通過對煎炸油理化指標(biāo)進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明：煎炸油的折光指數(shù)、色澤、酸值、羰基值和極性值均隨時(shí)間的延長而增大；過氧化值隨著煎炸時(shí)間延長先增大后減小；碘值隨時(shí)間的延長而降低；比重、黏度、皂化值在整個(gè)煎炸過程中變化無明顯規(guī)律。酸值、羰基值、極性值、色澤和折射率彼此之間有極顯著的正相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)均大于0.9；極性值可通過色澤和酸值進(jìn)行有效預(yù)測。

煎炸油使用時(shí)間越長，其營養(yǎng)成分喪失越多，有害物質(zhì)積累也越多。同時(shí)，煎炸食品的風(fēng)味和品質(zhì)也會(huì)受到嚴(yán)重影響，因此要嚴(yán)格控制煎炸油的使用時(shí)間。通過對油脂煎炸過程中各指標(biāo)發(fā)生的變化及它們的相關(guān)性進(jìn)行研究，為進(jìn)一步探明煎炸油在煎炸過程中的指標(biāo)劣變規(guī)律及品質(zhì)調(diào)控提供參考。

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Quality Changes of Frying Oil during Potato Chips Frying

SONG Li-juan，YU Xiu-zhu*，ZHANG Jian-xin，DU Shuang-kui
(College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

Changes in physical and chemical indexes of frying oil and their correlations were analyzed during potato chips frying in this study. The results showed that the refractive index, color, acid value, carbonyl value and total polar material of frying oil increased with prolonged frying time, peroxide value first increased and then decreased, iodine value displayed a decrease, and changes in specific gravity, viscosity and saponification value were irregular. There were very significant positive correlations among acid value, carbonyl value, total polar material, color and refractive index, and all the correlation coefficients were greater than 0.9. Moreover, total polar material of frying oil could be predicted by acid value and color.

frying oil；potato chips；quality change

TS207.3

A

1002-6630(2011)05-0070-05

2010-05-06

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(QN 2009074)；西北農(nóng)林科技大學(xué)青年技術(shù)骨干項(xiàng)目(Z111020711)

宋麗娟(1985—)，女，碩士研究生，主要從事功能性油脂及其安全性檢測研究。

E-mail：songlijuan@nwsuaf.edu.cn

*通信作者：于修燭(1974—)，男，副教授，博士，主要從事功能性油脂及其安全檢測研究。

E-mail：xiuzhuyu1004@hotmail.com