食用油煎炸過程特征指標(biāo)的相關(guān)性分析

許澤群，張 樂，楊靜媚，王志強(qiáng)，吳凌濤

（1. 中國(guó)廣州分析測(cè)試中心，廣東省化學(xué)危害應(yīng)急檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510070；2. 中儲(chǔ)糧油脂工業(yè)東莞有限公司，廣東 東莞 523147）

食用油是人們的生活必需品，是人體所需的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來源之一。常見的食用油多為植物油脂，包括大豆油、花生油、菜籽油、棕櫚油、橄欖油和芝麻油等。不同種類的食用植物油的成分含量各異，可滿足不同人群的需求。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，我國(guó)人均食用植物油消費(fèi)量呈穩(wěn)步上升的趨勢(shì)[1-3]。正因?yàn)槿绱?，其安全性與每個(gè)人都息息相關(guān)，尤其頻頻曝光的油脂安全問題更是引起廣大消費(fèi)者的強(qiáng)烈憤怒和國(guó)家的高度重視！

食用油脂在煎炸過程中，發(fā)生聚合、氧化、分解和水解反應(yīng)，色澤逐漸變深，黏度增大并產(chǎn)生難聞的氣味，同時(shí)油脂經(jīng)高溫氧化產(chǎn)生聚合物、環(huán)氧化物等對(duì)人體有害物質(zhì)，大大降低了油脂的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[4-6]。不同的油脂具有不同的脂肪酸組成，其中所含的微量組分也有差別，因此其煎炸特性也會(huì)存在差異[7-9]。其中當(dāng)煎炸油中極性化合物或聚合物生成量超高臨界值，會(huì)產(chǎn)生持續(xù)性起泡，泡高值即油加熱過程中持續(xù)起泡時(shí)最高的起泡高度值[10-11]。通過實(shí)驗(yàn)研究出食用油煎炸過程中泡高值和油脂其他特性指標(biāo)之間的關(guān)系，可用于日常觀察泡高值而換算出食用油脂煎炸過程中油脂特征指標(biāo)的數(shù)值變化，進(jìn)而判斷煎炸油是否可以繼續(xù)使用[12-13]。本實(shí)驗(yàn)以大豆油和菜籽油為研究對(duì)象，探討其在煎炸過程中感官和理化指標(biāo)變化過程，分析食用油的特征指標(biāo)在煎炸過程中與泡高值的關(guān)系變化進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

市售一級(jí)大豆油，市售一級(jí)菜籽油，所有化學(xué)試劑均為分析純。

DC-1015低溫恒溫槽：上海汗諾儀器有限公司；XC-200智能石墨消解儀：杭州陸恒生物科技有限公司；SNB-2數(shù)字式粘度計(jì)：上海精天電子儀器有限公司；WSL-2羅維朋比較測(cè)色計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；L-102C電炸爐：佛山市德瑪仕網(wǎng)絡(luò)科技有限公司；7820A氣相色譜儀：安捷倫科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 煎炸實(shí)驗(yàn)

選用凍饅頭、凍雞扒模擬油脂日常使用煎炸過程，油樣6 L，油溫170 ℃，按饅頭160 g煎炸4 min、雞扒200 g煎炸4 min循環(huán)煎炸（饅頭、雞扒每次換新），上午時(shí)長(zhǎng)2.5 h下午時(shí)長(zhǎng)2.5 h，每2.5 h煎炸完成，測(cè)定記錄煎炸油的色澤，并分取300 mL煎炸油用于測(cè)定煎炸油的酸值、黏度、泡高值、極性組分、脂肪酸組成。隔天重復(fù)煎炸，期間不補(bǔ)充油樣，直至植物油廢棄（極性組分>27%），通過測(cè)得結(jié)果探討食物有煎炸過程中特征指標(biāo)的相關(guān)性。

1.2.2 感官測(cè)定

羅維朋色澤檢測(cè)按GB/T 22460—2008測(cè)定，感官檢測(cè)按GB/T 5492—2008測(cè)定。

1.2.3 酸值的測(cè)定

按GB 5009.229—2016/第一法測(cè)定

1.2.4 極性組分的測(cè)定

按GB 5009.202—2016/第二法測(cè)定

1.2.5 泡高值的測(cè)定

將市售新鮮馬鈴薯去皮后處理為1 cm×1 cm小塊，放入蒸餾水中浸泡30 min，用濾紙擦干表面水分。在直徑30 mm、長(zhǎng)度200 mm的試管中加入25 mL油樣，用消解儀加熱至160 ℃，將處理好的馬鈴薯一小塊投入試管中，記錄5～20 s時(shí)的最高泡高值。

1.2.6 黏度值的測(cè)定

采用SNB-2數(shù)字式粘度計(jì)，在低溫恒溫槽控制25 ℃恒溫條件下，采用0號(hào)轉(zhuǎn)子測(cè)定。

1.2.7 脂肪酸組成的測(cè)定

按GB 5009.168—2016/第三法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 煎炸過程中感官的變化

各油樣煎炸實(shí)驗(yàn)開始前檢測(cè)原始樣品感官。各煎炸時(shí)間點(diǎn)感官為煎炸后直接感官測(cè)試結(jié)果，色澤結(jié)果為煎炸后放置室溫后測(cè)試。結(jié)果如表 1和表2。

表1 煎炸過程中色澤的變化

表2 煎炸過程中感官變化

煎炸油色澤參考 GB/T 22460—2008 進(jìn)行檢測(cè)，一級(jí)大豆油羅維朋比皿應(yīng)采用133.4 mm比色皿，但由表1可知，油脂在多次煎炸后，色澤色值超出了羅維朋比較測(cè)色儀的檢測(cè)范圍，因而我們采用25.4 mm對(duì)色澤項(xiàng)目進(jìn)行比較。在羅維朋比色皿為25.4 mm的條件下，大豆油本底色澤較淺，在煎炸過程中，顏色加深的趨勢(shì)較為和緩。直至煎炸油極性組分超標(biāo)廢棄，大豆油的色澤為黃色值30.0、紅色值2.7。在整個(gè)煎炸過程中，色澤黃色值增加約為30左右、紅色值增加約為2.7左右。菜籽油本底色澤為黃色值2.0、紅色值0.0，在煎炸過程中，顏色加深的趨勢(shì)較為明顯，在煎炸12.5 h后，菜籽油的色澤達(dá)到了黃色值40.0、紅色值3.7。在整個(gè)煎炸過程中，色澤黃色值增加38.0、紅色值增加4.4。

由表2可知，大豆油在煎炸5 h后出現(xiàn)焦糊味，顏色不斷加深，但能保持較好的澄清和透明，流動(dòng)性較好菜籽油在煎炸5 h后出現(xiàn)焦糊味，顏色不斷加深，且流動(dòng)性逐漸變差，感官體驗(yàn)總體差于同等煎炸條件下的大豆油。

2.2 煎炸過程中酸值的變化

各油樣煎炸實(shí)驗(yàn)點(diǎn)酸值結(jié)果如圖1。

圖1 煎炸過程中酸值的變化

由圖1可知，隨著煎炸時(shí)間的延長(zhǎng)，植物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)生游離脂肪酸造成酸值明顯增大。大豆油、菜籽油煎炸時(shí)間和酸值的相關(guān)系數(shù)分別為 0.997、0.997，均存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），以煎炸時(shí)間為x值，酸值為y值建立線性方程，大豆油為y=0.044x+0.095 1（R2=0.994 5），菜籽油為y=0.053 9x+0.114 6（R2=0.993 6）；二者斜率較小，在煎炸15.0 h后，大豆油的酸值分別為0.76 mgKOH/g，菜籽油的酸值為0.95 mgKOH/g，明顯低于GB 7102.1—2003食用植物油煎炸過程中的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（酸值≤5 mgKOH/g），說明大豆油、菜籽油在抑制酸值方面的煎炸品質(zhì)較好。

2.3 煎炸過程泡高值的變化

檢測(cè)原始樣品及各留樣時(shí)間點(diǎn)樣品泡高值。結(jié)果如圖2。

圖2 煎炸過程中泡高值的變化

由圖2可知，隨著煎炸時(shí)間的延長(zhǎng)，泡高值會(huì)不斷增加。煎炸初期（0～5 h）泡高值的變化較為平緩，這主要是因?yàn)榧逭ǔ跗谥参镉鸵好鏆馀菰诟邷叵卤砻鎻埩^低，但破裂沒辦法完成疊加，造成泡高值較低，因而在這一階段泡高值變化不明顯；而煎炸后期（5～15 h）泡高值的變化較為急劇，隨著煎炸時(shí)間的延長(zhǎng)，油脂的氧化酸敗、使得油脂分解為醛類、酮類、游離脂肪酸、極性物質(zhì)、聚合物等多種化合物，這些醛酮類化合物的積聚增多，導(dǎo)致極性較大，在非極性的油脂體系中相當(dāng)于增加了體系的表面活性，同時(shí)這些化合物逐漸結(jié)合食物中的水分子，增強(qiáng)了體系的表面黏度，氣泡不易破裂，出現(xiàn)持續(xù)性起泡。大豆油煎炸時(shí)間和泡高值的相關(guān)系數(shù)分別為0.947，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），以煎炸時(shí)間為x值、泡高值為y值建立多項(xiàng)式方程，大豆油為y=0.038 3x2–0.05x+3.764 3（R2=0.986 1）；菜籽油煎炸時(shí)間和泡高值的相關(guān)系數(shù)為0.923，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），以煎炸時(shí)間為x值、泡高值為y值建立多項(xiàng)式方程，y=0.036 6x2–0.131 4x+4.5（R2=0.974 0）。

2.4 煎炸過程脂肪酸組成的變化及與泡高值的相關(guān)性分析

檢測(cè)脂肪酸組成，分類計(jì)算各時(shí)段樣品飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸含量。并與泡高值分析相關(guān)性。結(jié)果如表3～5。

在煎炸過程中，飽和脂肪酸比較穩(wěn)定，加上部分不飽和脂肪酸在煎炸過程中的雙鍵破壞可能轉(zhuǎn)化成飽和脂肪酸，使得飽和脂肪酸的含量會(huì)隨著煎炸時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，而不飽和脂肪酸含量由于發(fā)生氧化裂解等反應(yīng)會(huì)相應(yīng)的減少。隨著煎炸時(shí)間的延長(zhǎng)，反式脂肪酸整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，反式亞麻酸C18:3碳鏈長(zhǎng)，且含有三個(gè)不飽和雙鍵，在高溫煎炸條件下不穩(wěn)定，分解成了其他小分子物質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)與相關(guān)研究[14-16]結(jié)論一致。

由表 3可知，大豆油在煎炸過程中，其飽和脂肪酸中的豆蔻酸（C14:0）、棕櫚酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）及不飽和脂肪酸中的油酸（C18:1）顯著增加（P<0.05），而不飽和脂肪酸中的亞油酸（C18:2）、亞麻酸（C18:3）、顯著降低（P<0.05）。另外，煎炸過程中的月桂酸（C12:0）含量變化差異不大（P>0.05）。大豆油總飽和脂肪酸含量由16.32%增加到 18.31%，總不飽和脂肪酸含量由82.86%減少到80.58%。

由表 4可知，菜籽油在煎炸過程中，其飽和脂肪酸中的豆蔻酸 C14:0、棕櫚酸 C16:0、硬脂酸C18:0、山崳酸C22:0、木焦油酸C24:0及不飽和脂肪酸中的十七碳一烯酸 C17:1、亞油酸C18:2顯著增加（P<0.05），而飽和脂肪酸中的花生酸 C20:0及不飽和脂肪酸中的油酸 C18:1、亞麻酸 C18:3、花生一烯酸 C20:1、花生二烯酸 C20:2、二十四碳一酸 C24:1顯著降低（P<0.05）。另外，煎炸過程中的十四碳以下脂肪酸、二十二碳二烯酸 C22:2含量變化差異不大（P>0.05）?？傦柡椭舅岷坑?.73%增加到12.04%，總不飽和脂肪酸含量由90.24%減少到87.06%。

表3 大豆油煎炸過程中脂肪酸組成的變化 %

表4 菜籽油煎炸過程中脂肪酸組成的變化 %

表5 煎炸過程中反式脂肪酸的變化 %

由表 5可知大豆油總反式脂肪酸比菜籽油高，其中主要體現(xiàn)在反式亞麻酸C18:3上，大豆油整體過程保持在0.71%～0.85 %，而菜籽油保持在0.27%～0.30 %，兩種煎炸油總反式脂肪酸均顯著降低（P<0.05）。大豆油總反式脂肪酸和泡高值的相關(guān)系數(shù)為–0.917，存在極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.01）。菜籽油總反式脂肪酸和泡高值的相關(guān)系數(shù)為–0.956，存在極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.01）。

大豆油總飽和脂肪酸相對(duì)含量和泡高值的相關(guān)系數(shù)為 0.972，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），以泡高值為x值、總飽和脂肪酸相對(duì)含量為y值建立多項(xiàng)式方程，y=–0.005 1x4+0.159 6x3–1.815 6x2+9.015 7x+0.665 9（R2=0.980 2）；其總不飽和脂肪酸和泡高值的相關(guān)系數(shù)為–0.977，存在極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.01），以泡高值為x值、總不飽和脂肪酸相對(duì)含量為y值建立多項(xiàng)式方程，y=0.005x4–0.158 7x3+1.823 8x2–9.137 3x+ 98.821（R2=0.981 9）。

菜籽油總飽和脂肪酸相對(duì)含量和泡高值的相關(guān)系數(shù)為 0.949，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），以泡高值為x值、總飽和脂肪酸相對(duì)含量為y值建立多項(xiàng)式方程，y=–0.018x3+0.371x2–1.898 5x+11.935（R2=0.930 2）；其總不飽和脂肪酸和泡高值的相關(guān)系數(shù)為–0.948，存在極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.01），以泡高值為x值、總不飽和脂肪酸相對(duì)含量為y值建立多項(xiàng)式方程，y=0.019 9x3–0.416x2+2.248 4x+86.211（R2=0.929 9）。

2.5 煎炸過程黏度值的變化及與泡高值的相關(guān)性分析

檢測(cè)原始樣品及各留樣時(shí)間點(diǎn)樣品黏度值，并與泡高值分析相關(guān)性，如圖3所示。

從圖 3可知，隨著煎炸時(shí)間的延長(zhǎng)，油脂之間的熱聚合、氧化程度加劇，大分子物質(zhì)含量增加造成在同一溫度下測(cè)得的黏度呈上升趨勢(shì)。大豆油、菜籽油煎炸時(shí)間和黏度值的相關(guān)系數(shù)分別為 0.987、0.986，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），以煎炸時(shí)間為x值，黏度值為y值建立線性方程，大豆油為y=1.472 9x+54.582（R2=0.973 6）；菜籽油為y=1.147 1x+68.911（R2=0.972 6）。黏度是流體粘滯性的一種量度，油脂內(nèi)摩擦力大，分子量越大，碳?xì)浣Y(jié)合越多，黏度也就越大，與植物油的持續(xù)性起泡息息相關(guān)，大豆油黏度值和其泡高值的相關(guān)系數(shù)為0.958，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），泡高值為x值，黏度值為y值建立多項(xiàng)式方程為y=–0.093x4+2.859 2x3–31.558x2+150.01x–195.38（R2=0.957 0）；菜籽油黏度值和泡高值的相關(guān)系數(shù)為0.967，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），泡高值為x值，黏度值為y值建立多項(xiàng)式方程為y=0.061 5x4–1.871 1x3+20.513x2–93.16x+221.17（R2=0.958 6）。

2.6 煎炸過程極性組分的變化及與泡高值的相關(guān)性分析

檢測(cè)原始樣品及各留樣時(shí)間點(diǎn)樣品極性組分，并與泡高值分析相關(guān)性，結(jié)果如圖4。

圖4 煎炸過程中極性組分的變化

從圖4可知，隨著煎炸時(shí)間的延長(zhǎng)，油脂在高溫條件下，發(fā)生甘油三酸酯的熱氧化產(chǎn)物、熱聚合產(chǎn)物、熱氧化聚合產(chǎn)物、水解產(chǎn)物，產(chǎn)生了比正常植物油分子極性較大的一些成分，造成極性組分的增加。大豆油、菜籽油煎炸時(shí)間和極性組分的相關(guān)系數(shù)分別為0.996、0.994，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），以煎炸時(shí)間為x值，極性組分為y值建立線性方程，大豆油為y= 1.247 1x+11.361（R2=0.991 6）；菜籽油為y=1.297 1x+7（R2=0.988 0）。由于極性組分會(huì)影響油脂的表面張力，因?yàn)橐矔?huì)影響植物油的持續(xù)起泡性。大豆油極性組分和泡高值的相關(guān)系數(shù)分別為0.947，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），泡高值為x值，極性組分為y值建立多項(xiàng)式方程為大豆油為y=–0.065x4+2.041 3x3–23.255x2+115.29x–188.59（R2=0.984 2）；菜籽油極性組分和泡高值的相關(guān)系數(shù)為0.929，存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），泡高值為x值，極性組分為y值建立多項(xiàng)式方程為y=–0.08x3+1.67x2–8.096 6x+20.982（R2=0.875 9）。

3 總結(jié)

通過對(duì)大豆油和菜籽油的煎炸實(shí)驗(yàn)分析，在170 ℃高溫煎炸5 h后大豆油和菜籽油感官性能下降明顯，大豆油的感官要優(yōu)于菜籽油。在煎炸過程中，食用油脂酸值、泡高值、黏度、極性組分與煎炸時(shí)間均存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01）。此外黏度、極性組分這兩者與泡高值也存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01）。食用油脂總飽和脂肪酸相對(duì)含量會(huì)逐漸增加，和泡高值的存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01）；其總不飽和脂肪酸相對(duì)含量會(huì)逐漸減低，和泡高值存在極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.01），反式脂肪酸整體呈現(xiàn)下降，和泡高值存在極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.01）。綜上所述，煎炸時(shí)間對(duì)食用油的品質(zhì)影響較大，泡高值變化與食用油品質(zhì)變化存在一定關(guān)系，將為油脂企業(yè)生產(chǎn)研發(fā)提供依據(jù)。

備注：本文的彩色圖表可從本刊官網(wǎng)（http://lyspkj.ijournal.cn/ch/index.axpx）、中國(guó)知網(wǎng)、萬方、維普、超星等數(shù)據(jù)庫下載獲取。