菜籽油和棉籽油餐饮煎炸过程中脂肪酸组成和极性组分变化规律研究

金栋华,王 超,朱 翔

(江苏省丹阳市检验检测中心, 江苏 丹阳 212300)

伴随生活节奏的加快，煎炸食品以其加工快速、食用方便且美味的优点走入千家万户。从传统的家庭煎炸如炸油条、炸鱼到现代的煎炸薯条、鲜奶等，消费者对煎炸食物具有持续的需求[1]。由于煎炸油与消费食品直接接触，科学上常通过控制油脂品质以确保食品安全[2]。食用油脂在煎炸过程中发生氧化、水解、热聚合等化学反应，导致营养成分的损失和潜在危害物的生成[3]。因此，需对高温煎炸过程，尤其餐饮门店连续高温条件下煎炸油品质进行控制。

GB 2716—2018对煎炸油的极性组分和酸价两个指标进行了限量。李杨等[4]研究表明煎炸过程中油脂的极性组分和酸价变化显著相关。此外，煎炸油的极性组分ISO定义为特定柱层析条件下的分离成分，包括未使用的油脂中有游离脂肪酸等极性物质，以及煎炸过程中的食用油发生氧化、水解、热质变等劣变而产生的极性大于正常甘油三酯的氧化甘油三酯单体、甘油三酯氧化分解产物、甘油三酯氧化聚合产物、水解产物等的总称[5]。从表征煎炸油品质角度分析，极性组分指标涵盖范围相对更广，与曹文明[5]、王进英[6]、耿曼璐[7]等观点相一致。因此，本文重点关注煎炸油极性组分含量变化规律。此外，煎炸油随食物被人体摄入体内，其脂肪酸组成与食物营养息息相关，同时不饱和双键相邻碳位点的活跃氢，也为煎炸油品质的持续劣变提供了基本条件[8]。煎炸过程油脂的脂肪酸组成和极性组分变化理论上存在相关性。因此，本文同时追踪煎炸过程中油脂脂肪酸组成变化规律。

有研究将极性组分与脂肪酸组成各自独立分析[9-10]，然而根据自由基链式反应机理分析，两指标应是一个同步变化过程，极性组分、脂肪酸组成、煎炸时间三者的相互内在联系尚未有研究报道。清晰明确的相关性公式对于煎炸油品质的准确预测和营养的科学评价都具有重要意义。

本文以包含滤油和添加新油的餐饮门店条件进行煎炸试验，区别于实验室小型煎炸试验，力求反映煎炸油在餐饮实践过程的真实变化规律。研究以黄淮流域、长江流域、西北地区大量消费的菜籽油和河南、河北、陕西、山西、新疆地区大量食用的棉籽油为煎炸油，薯条和鸡块为煎炸食物，餐饮条件下连续煎炸4 d，探寻煎炸过程的脂肪酸组成和极性组分变化规律，并评价油脂和食物对煎炸油品质的影响，力求为智能监控建立量化基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

菜籽油、棉籽油，均不含抗氧化剂，质量符合GB 2716—2018，购于本地大型连锁超市，其初始脂肪酸组成及含量见表1。

表1 菜籽油、棉籽油主要初始脂肪酸组成及含量 %

氢氧化钾、甲醇、乙醚、石油醚(30～60℃)为分析纯；正己烷为色谱纯；薯条、鸡块，上海大昌行食品公司。

R204旋转蒸发仪；Agilent7890A气相色谱仪，美国安捷伦公司；双缸煎炸锅(最大容量11 L)，广州市赛西厨具有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 煎炸试验

参照冯国霞[11]的餐饮门店煎炸条件：薯条，168.3℃，200 g/批，3 min；鸡块，182.2℃，480 g/批，3.5 min。每小时煎炸薯条5批次，鸡块3批次，每天煎炸12 h，连续煎炸4 d，每日添加新油，取煎炸1、2、3、4 d的煎炸油样品，贮于4℃冰箱备用。

1.2.2 检测方法

油脂极性组分含量检测，参照GB 5009.202—2016执行；油脂脂肪酸组成的检测，参照GB 5009.168—2016执行，以面积归一化法得脂肪酸相对含量。

1.2.3 数据处理

使用Origin 8.0软件进行数据分析及拟合，使用SPSS软件进行双因素方差分析。

2 结果与讨论

2.1 脂肪酸组成随煎炸时间的变化

菜籽油和棉籽油煎炸过程中的脂肪酸组成变化，包括饱和脂肪酸(SFA)含量、单不饱和脂肪酸(MUFA)含量、多不饱和脂肪酸(PUFA)含量和总不饱和脂肪酸(UFA)含量，如图1所示。

从图1可以看出，餐饮煎炸4 d后，菜籽油SFA含量达21.04%～23.37%，UFA含量低至72.47%～74.82%，棉籽油SFA含量达29.69%～35.37%，UFA含量低至60.29%～65.88%。相比初始含量，餐饮煎炸4 d后的菜籽油SFA含量增加了14.77～17.1个百分点，而棉籽油SFA含量增加了4.93～10.61个百分点。整体趋势对于菜籽油而言，UFA、MUFA、PUFA含量下降而SFA含量增加，对于棉籽油而言，UFA、PUFA含量下降而SFA、MUFA增加。此现象可能是原料油初始脂肪酸组成所决定，菜籽油初始油酸、亚油酸、亚麻酸含量分别为60.99%、19.51%、9.05%，棉籽油初始油酸、亚油酸、亚麻酸含量分别为16.39%、54.86%、0.73%。鉴于植物油脂肪酸的逐级降解，可能正是棉籽油的高含量亚油酸降解导致了MUFA的增加[12]。此外，脂肪酸含量的变化速率，无论是增加或降低，都呈现先快后慢的趋势，与常明等[13]的报道相一致。Denisov等[14]对自由基链式反应的理论假设归纳，认为反应速率主要取决于自由基载体(即化学键)而非化学物质，煎炸后期用于氧化反应的双键不足而导致脂肪酸组成变化速率降低。

2.2 极性组分含量随煎炸时间的变化

菜籽油和棉籽油煎炸过程中的极性组分含量变化如图2所示。

从图2可以看出，煎炸全程菜籽油和棉籽油的极性组分含量都呈上升趋势，且极性组分含量随煎炸时间的变化速率，都呈现先快后慢的趋势，与吴晓华[15]的报道相一致。煎炸4 d后，菜籽油和棉籽油极性组分含量分别升高至21.6%～22.9%和23.3%～25.5%。对照GB 2716—2018对煎炸油的极性组分27%的限量要求，本研究试验结果均未超标。从油品角度分析，菜籽油极性组分含量升高速率略快于棉籽油，而从煎炸食物角度分析，煎炸鸡块油脂的极性组分含量升高速率均快于煎炸薯条。在餐饮门店选择煎炸油时，应选择更稳定的食用油脂，且相比蔬菜类煎炸食物，煎炸肉食类食物时的油脂品质是否超标，应受到更多关注。

2.3 脂肪酸组成、极性组分含量与煎炸时间的拟合

鉴于煎炸油的脂肪酸(FA)组成和极性组分(TPC)含量随煎炸时间(t)的变化速率，都呈现先快后慢的趋势，以FA含量=a1lnt+b1和TPC含量=a2lnt+b2公式拟合描述煎炸过程[16-17]，结果如表2和表3所示。式中：参数a代表曲线变化速率，正数表示增加，负数表示降低，绝对值越大表示变化速率越快；参数b代表t为1时的值，与油脂初始品质相关。

表2 煎炸油脂肪酸组成随煎炸时间变化的拟合结果

表3 煎炸油极性组分含量随煎炸时间变化的拟合结果

由表2、表3可知，公式的拟合效果良好，多数相关系数r达0.9以上，可用来描述煎炸时间为自变量的煎炸过程。

基于此，进一步研究验证脂肪酸组成和极性组分含量的相关性规律。

2.4 脂肪酸组成随极性组分含量变化

煎炸油脂肪酸组成随极性组分含量变化和拟合结果如图3和表4所示。

脂肪酸菜籽油+薯条a3b3r菜籽油+鸡块a3b3r棉籽油+薯条a3b3r棉籽油+鸡块a3b3rSFA0.706.200.993 30.716.200.998 90.2625.060.848 60.4723.440.999 1MUFA-0.6561.510.967 5-0.4861.980.989 60.4815.290.977 70.4415.630.985 8PUFA-0.0628.110.474 1-0.2527.930.993 6-0.6954.450.968 8-0.8655.630.992 4UFA-0.7189.680.980 7-0.7389.940.996 6-0.2570.350.825 6-0.4671.890.994 8

从图3、表4可以看出，餐饮煎炸过程中，煎炸油脂肪酸组成和极性组分含量的线性相关性得到验证，线性拟合效果良好，多数相关系数r达0.9以上。

2.5 油品和食物对煎炸油脂肪酸组成和极性组分含量的影响

餐饮煎炸4 d后，油品和食物对煎炸油脂肪酸组成和极性组分含量影响的双因素方差分析结果如表5所示。

表5 菜籽油和棉籽油煎炸薯条和鸡块48 h后的脂肪酸组成和极性组分含量的对比

注：*表示P<0.05，**表示P<0.01，***表示P<0.001,NS表示不显著P>0.05。

由表5可知，油品和食物会显著影响煎炸油的脂肪酸组成(P<0.001)，同时显著影响煎炸油的极性组分含量(P<0.05)，而油品和食物的交互作用对煎炸油品质影响多数情况不显著(P>0.05)。

3 结 论

以y=alnx+b公式描述煎炸油品质随煎炸时间变化过程效果良好，证实煎炸油脂肪酸组成与极性组分含量的线性关系，双因素方差分析显示，油品和食物会显著影响煎炸油的脂肪酸组成(P<0.001)，同时显著影响煎炸油的极性组分含量(P<0.05)，而油品和食物的交互作用对煎炸油品质影响多数情况不显著(P>0.05)。以量化公式描述煎炸全程，助力物联网大趋势下，煎炸油品质的智能、高效、量化监控。