煎炸过程食用油的品质变化及控制措施研究进展

赵建春 刘改顺 张 可 朱 琳

（郑州旅游职业学院，河南 郑州 450009）

煎炸作为一种传统食品加工方式可追溯到古埃及时代［1］，它以油作为传热介质使食物熟化和干燥的过程，其机理是将食品置于热油中，食品表面温度迅速升高、水分汽化，表面出现一层干燥层，然后水分汽化层向食品内部迁移，直至食品熟化或干燥［2］。煎炸不但可以改善食品的质构、风味及消化性能，而且加工时间短，因而被广泛应用于烹饪和食品工业［3］。目前，煎炸食品已涉及儿童食品、快餐食品、肉灌制品、速冻食品、微波食品和面食制品等诸多领域［4］。在煎炸过程中，由于长时间高温处理煎炸油会发生氧化、水解、聚合等一系列反应，导致其品质下降，甚至产生对人体有害成分［5］。文章对近年来关于煎炸过程食用油的品质变化及控制措施的相关研究进行综述，为后续煎炸食品工艺的改善及新型煎炸食品的开发提供参考。

1 煎炸过程机理

煎炸过程可分为初始加热、表面沸腾、降速和汽泡消失4个阶段。初始加热阶段食品表面温度逐渐升至水的沸点；表面沸腾阶段食品表面水分迅速蒸发，煎炸制品外壳开始形成；降速阶段食品水分蒸发量减少，煎炸制品外壳增厚；汽泡消失阶段食品中的水分基本蒸发，汽泡不再产生。其中表面沸腾阶段和降速阶段时间长、耗能多，是煎炸制品质构和风味形成的主要阶段［6］。

从工程学的角度看，煎炸过程是传热和传质同时发生的过程：热量从食品外向内传递；水分从食品内向外迁移；煎炸油从食品表面向内部迁移［7］。煎炸初期食品表面的水分逐渐蒸发，使表面形成了多孔层，随着水蒸气逸出速度的加快，食品内部多孔通道也快速形成。由于食品中的水分分布及食品受热的不均匀性，使得一些部位发生剧烈蒸发从而形成较大的孔隙，而这些孔隙形成的蒸汽压不足以阻碍吸油现象的发生，从而使煎炸油渗入食品内部［7］。

2 煎炸对食用油品质的影响研究

油脂在高温时会与食品中的水、空气中的氧等发生一系列化学和物理变化，生成游离脂肪酸、非皂化产物、环状化合物、二聚物、三聚物、多聚物以及烃、醛、酮、呋喃、羧酸类挥发性成分等［8］。与此同时，食用油的色泽、黏度、酸值、过氧化值、碘值、羰基价、皂化值、极性组分、脂肪酸组成等也会发生相应的改变［9－13］。

2．1 对食用油理化指标的影响

史然等［14］对大豆油无料／薯条煎炸过程中的酸价、黏度、吸光值及总极性化合物（TPC）含量等及低场核磁共振（LF－NMR）弛豫特性（峰起始时间T21、T22、T23、相应的峰面积比例S21、S22、S23、单组份弛豫时间T2W）的变化规律进行了研究。结果表明，大豆油的酸价、TPC 含量及S21峰面积均随煎炸时间的延长而线性增大，T21、T22峰起始时间及T2W则随煎炸时间的延长而线性减小（r2＞0．90），黏度、吸光值随煎炸时间的延长逐渐增加并符合二项式关系（r2＞0．90），而T23峰起始时间及S22、S23与煎炸时间之间无明显规律性变化。煎炸薯条后，油样的酸价、黏度、TPC含量、吸光值及S21均较无料煎炸显著增大，而T21、T22峰起始时间及T2W显著缩短。

慕鸿雁等［15］以大豆油、葵花籽油、棕榈油为研究对象，探讨在（180±5）℃条件下煎炸薯条，每天连续煎炸4h，共煎炸5d后分析各食用油理化指标的变化。结果表明：随着煎炸时间延长，3种食用油的色泽加深、黏度增加；酸价显著增加，但未超过国家标准；碘价则随着煎炸过程的进行而逐步降低；过氧化值在煎炸过程中均先上升后下降，其中大豆油和葵花籽油的过氧化值呈波动性；煎炸3d后，大豆油、葵花籽油的羰基值超过或非常接近国家标准50meq O2／kg；整个煎炸过程中棕榈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，煎炸过程中食用油的黏度会增大，色泽会加深。

龙奇志等［17］以棕榈油作对照，采用精炼茶油进行深层煎炸。结果表明：茶油和棕榈油的酸值、过氧化值、羰基价、极性化合物含量和K 值随煎炸时间的延长均逐渐升高，而碘价和皂化值逐渐降低。

综上所述，随着煎炸时间的延长食用油的酸价、过氧化值、羰基价等逐渐增大，同时食用油的黏度增加、色泽加深。

2．2 对食用油脂肪酸组成的影响

张铁英等［18］以大豆油、棉籽油、棕榈液油和氢化油作为煎炸油，分别进行薯条和鸡翅的煎炸试验。结果表明：在煎炸过程中，各种煎炸油的脂肪酸含量均会发生一定的变化。采用C18：2／C16：0比值变化作为研究煎炸油脂肪劣变的指标，氢化油煎炸过程中C18∶2／C16∶0比值减少的程度最小，证明在煎炸过程中脂肪酸的稳定性最好。但对于反式脂肪酸含量变化来说，均没有显著增加，其中氢化油的反式脂肪酸含量从煎炸前的10．39%降低到煎炸后的6．66%，变化显著，不过高反式脂肪酸含量的煎炸油在煎炸后其反式脂肪酸含量还保持在较高水平。

黄丹丹等［19］研究表明，食用油单独加热情况下，加热温度、时间和循环加热次数影响食用油中反式脂肪酸的种类和含量，高温、长时间加热、反复加热均会使反式脂肪酸的含量有所增加。但在一定温度范围和加热时间内，食用油的反式脂肪酸的含量增加并不明显。

袁美娟等［20］研究发现，食用油在煎炸的前2h营养价值急剧下降（从85%降到17%），而增加的游离脂肪酸却很少（从6mg KOH／g增加到14mg KOH／g）。Wakako Tsuzuki等也得到了相似的研究结果［21］。

周厚德等［22］研究了煎炸过程中加热温度、加热时间对光皮树油中反式脂肪酸的影响，以及鸡脯肉、油条煎炸过程中光皮树油中反式脂肪酸含量及类型的变化。结果表明，在试验范围内，随加热温度的升高光皮树油中反式脂肪酸含量逐渐增加；在较低的加热温度下，加热时间对其影响较为缓和。在煎炸鸡脯肉、油条过程中，光皮树油中反式脂肪酸总量变化范围较小，但其类型变化较大。

目前对煎炸过程中食用油脂肪酸组成的变化研究主要集中在反式脂肪酸的变化方面，上述研究表明，在煎炸过程中，食用油的总脂肪酸及反式脂肪酸的总量变化不大，但组成变化较大。

2．3 对食用油中极性化合物含量的影响

食用油中的极性化合物主要是羰基、羧基、酮基、醛基类化合物。煎炸用油极性化合物的含量是衡量食用油在煎炸过程中是否过度地被反复使用和有害程度的重要指标［23］。中国GB 7102．1－2003食用植物油煎炸过程中的卫生标准规定，食用油的极性组分不得超过27%。

周雅琳等［24，25］对影响煎炸油中极性化合物生成的因素进行了研究。结果表明，随着煎炸时间的延长、煎炸温度的升高煎炸油中的极性化合物含量增加，长时间煎炸建议选择油温为180 ℃，油煎炸时间不超过8h；不同品种食用油的耐煎炸性能差异较大，其中棕榈油的煎炸性能优于菜籽油、大豆油和花生油，比较适合用于食品煎炸；此外，煎炸对象对煎炸油中极性化合物含量也有较大影响。

Reza Farhoosh等［26］对葵花籽油在180 ℃煎炸过程中的品质变化进行了测定。结果表明，随着煎炸时间的延长极性化合物含量逐渐增加。

2．4 对食用油中挥发性组分的影响

食用油的香气是由不同的挥发性化合物组成的。然而食用油在煎炸过程中原有的挥发成分会散失，同时由于油脂的氧化分解又会产生新的挥发性成分，其中不乏氨氧化物、氨类、硫化氢等使煎炸用油品质恶化的成分。

李靖等［27］利用PEN3型电子鼻系统分析了高温煎炸过程中大豆色拉油挥发性成分的动态变化规律。结果发现，随着煎炸时间的延长，油中芳香苯类、氨氧化物、氨类、烷烃、硫化氢、乙醇等挥发性成分均有一定升高，尤其是氨氧化物、氨类、烷烃、硫化氢、醇类是煎炸油气味变化及品质恶化的主要来源。

龙奇志等［17］采用SPME－GC 技术对精炼茶油在深层煎炸过程中挥发性成的变化进行了研究。结果表明：茶油总挥发物含量逐渐增加，而一些小分子质量挥发物（如：苯甲醛、辛醇、癸醇、苯乙烯、乙酸乙酯等）呈先升后降的趋势。

黄永辉等［28］通过顶空固相微萃取技术与GC／MS相结合，对煎炸加工导致的茶油挥发组分的变化进行了研究。结果表明，茶油挥发组分的总峰面积及出峰数随着煎炸次数的增加而增大，大部分挥发物质的含量随着煎炸次数的增加而明显变大。

3 控制措施研究

由于影响煎炸过程食用油品质的主要因素为煎炸温度、煎炸时间、食用油的品种及煎炸原料的种类，因此，研究者主要从3个方面对煎炸用油的品质进行控制。

3．1 添加抗氧化剂

抗氧化剂分为合成抗氧化剂和天然抗氧化剂两大类。目前常用的合成抗氧化剂有丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）、没食子酸丙酯（PG）和叔丁基对苯二酚（TBHQ）［29］，天然抗氧化剂有茶多酚、维生素E、类胡萝卜素、大豆异黄酮、生物类黄酮、甾醇类化合物等［30］。

樊之雄等［31］研究了BHA、BHT、TBHQ、茶多酚、植酸、维生素E对高温加热棕榈油劣变的控制效果。结果表明：3种人工抗氧化剂抗氧化效果次序为TBHQ＞BHT＞BHA，TBHQ 的最佳添加量为0．012g／100g；3种天然抗氧化剂最佳添加量为茶多酚0．03g／100g、植酸0．016g／100g、维生素E 0．8g／100g。抗氧化效果次序为维生素E＞TBHQ＞茶多酚＞植酸。

范柳萍等［32］研究了茶多酚、植酸、维生素E 3种天然抗氧化剂对棕榈油煎炸过程中过氧化值、酸值、羰基值、P－茴香胺值等品质劣变指标的控制效果，并以TBHQ 作参照，寻求能够替代TBHQ 的复合型天然抗氧化剂。结果表明：4种抗氧化剂的抗氧化效果次序为TBHQ＞维生素E＞植酸＞茶多酚；3种天然抗氧化剂的最佳复配组合为0．02%茶多酚＋0．016%植酸＋0．65%维生素E。

何松等［33］研究表明，由L－抗坏血酸棕榈酸酯复配而成的复合稳定剂，能明显延长煎炸用油的使用寿命，效果好于其他单体抗氧化剂。

虽然天然抗氧化剂对食用油抗氧化的效果较好，但由于天然抗氧化剂价格较高，目前在生产实践中仍以合成抗氧化剂为主。

3．2 优化处理工艺

肖建东等［34］研究表明，生产条件对方便面煎炸油酸值的变化有显著影响，随着煎炸油利用时间的延长，产能小、面块克重小和间断式生产线的煎炸油酸值上升速度越快。产能越大、面块克重越大和采用连续化生产均有利于控制煎炸油酸值的升高。

何江涛等［35］对马铃薯片煎炸条件对棕榈油品质的影响研究进行了研究。结果表明，煎炸温度、单位质量油的煎炸生产率和煎炸油杂质含量对棕榈油的酸价变化影响显著。生产中应避免长时间高温油炸，尽可能提高煎炸生产率，要及时、最大限度地去除煎炸油中的杂质。在煎炸温度170 ℃，单位质量棕榈油的煎炸薯片生产率80g／（kg·h），杂质（薯渣）含量0．5‰的条件下，连续煎炸36h后测煎炸油的酸价为1．87mg KOH／g。低于中国GB 7102．1－2003食用植物油煎炸过程中的卫生标准规定的限值（食用油的酸价不得超过5mg KOH／g）。

3．3 过滤处理

滤油粉主要成分为氧化镁（MgO）和二氧化硅（SiO2），能够有效地吸附除去煎炸用油中的杂质、中性胶质、游离酸、硫化物、矿物质等，可减缓食用油的品质劣变等。2007年肯德基“滤油粉”事件，曾引起消费者对煎炸食品的担忧，后经中国卫生部检测认定肯德基所用滤油粉是安全的［36］。但目前仍有专家对其安全性表示怀疑，中国台北县建议禁止使用“滤油粉”［37］。

姜敏等［38］采用滤油粉对煎炸油进行处理。结果发现，经滤油粉处理后煎炸油的外观透亮，吸光度降低，酸值、碘值都有所降低，而过氧化值升高。研究表明滤油粉对煎炸油处理效果不佳，只能吸附炭化杂质。

崔文莉等［39］将煎炸油净化助滤剂应用于油炸鸡块生产中，结果表明，经过滤处理后的煎炸油色泽浅黄，酸价由1．12mg KOH／g降低到0．12mg KOH／g，同时除掉70%以上的色素和大部分极性物，无异味，不再起泡冒烟，过滤净化效果显著。

除滤油粉外，研究者对其它可用于煎炸油过滤处理的工艺及设备也进行了研究，Song Lin等［40］研究表明，用7%～8%复合吸附剂结合真空过滤处理煎炸过的食用油，能显著提高煎炸油品质；刘勤生等［41］对金属膜过滤煎炸油的效果进行了研究，结果表明，经过滤处理后的油脂理化指标明显优于未过滤处理的。此外，科研人员利用物理吸附结合过滤的方法，开发出了一系列煎炸油过滤设备，诸如目前已投放市场的广州中天的煎炸油过滤机、石家庄得宝的油水一体式油炸机等。据报道［42］，一般情况下食品企业的煎炸油使用2～3d后，油已变黑、变稠、酸价超标，不得不废弃。而使用滤油机后能使用15d以上，大大降低了生产成本。目前煎炸油过滤设备已在食品工业得到广泛应用。

4 结束语

煎炸可改善食品的质构、风味及消化性能，被广泛应用于烹饪和食品工业。目前国内外学者对食用油在煎炸过程中的品质变化及控制措施进行了较多研究，但这此措施只能在一定程度上延缓食用油品质的劣变。部分不法商贩及食品企业，在利益的驱使下多次重复使用煎炸用油或者使用后经简单的粗过滤处理又再次使用。因而，急需开发一种高附加值的煎炸废油制品，以降低相关企业和商家的生产成本，促使其减少煎炸用油的使用次数，从而保证煎炸制品的食用安全。

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