油炸食品类型对煎炸油废弃指标变化规律的影响

校俊波，廖月梅，宋丽军*

（1.塔里木大学食品科学与工程学院，新疆 阿拉尔 843300；2.百色学院农业与食品工程学院，广西 百色 533000）

油炸可以赋予食品良好的口感和风味，广泛应用于淀粉基、蛋白质基等各种基质食品的加工[1]。食用油在加热、煎炸过程中色泽加深、黏度增加、产生刺激性气味等变化，同时产生醛、酮、酸、醇、酯等一系列有害物质，严重影响食用油的品质和安全性[2-5]。GB 2716—2018《食品安全国家标准植物油》[6]中规定煎炸过程中食用油极性组分值应≤27%，酸值≤5 mg KOH/g，超过限量值的食用油则应废弃。

油炸过程中，食用油品质易受油炸食材、油脂类型、油炸时间、油炸温度等多个因素影响[7-11]。厉玉婷等[12]研究了大豆油、棕榈油、花生油和调和油煎炸过程中的品质变化，发现食用油品种对其煎炸过程中品质的变化影响显著，其中大豆油煎炸过程中总极性组分（total polar compounds，TPC）含量变化较大。符海琰等[13]研究了煎炸时间、煎炸方式、煎炸温度、煎炸食材及煎炸油种类对油脂极性组分和酸价（acid value，AV）的影响，结果表明，不同因素对煎炸油品质的影响程度不同，其中温度和煎炸物对煎炸油极性组分含量和酸价影响较大。Manzoor 等[14]对16 个食品店的煎炸油进行了评估，结果表明，油脂氧化降解的程度受油炸食品类型的影响很大，其中，脂质基食品表现出更高的降解性。Xu 等[15]研究了棕榈油、菜籽油和高油酸葵花籽油在炸薯条、鸡块和鱼块过程中极性化合物的变化，结果发现，不同类型煎炸油、油炸食品和它们之间的相互作用都对极性化合物的分布产生了显著的影响（p＜0.001）。综上，油炸食材、油炸温度、油炸时间等因素对煎炸油品质均有较大影响，研究不同类型油炸食材对煎炸油废弃指标的影响，对于煎炸油及煎炸食品安全具有积极意义。因此，本研究以煎炸油、油炸食品和油炸温度为研究因素，探究油脂煎炸过程中品质的变化情况，以期得到油脂煎炸过程中品质的变化规律。

馓子、牛肉丸和加沙是3 种新疆特色油炸食品，深受新疆消费者的青睐。馓子、牛肉丸和加沙分别为淀粉基、蛋白质基和混合基质食品。本研究以上述3 种食品为煎炸食材，以新疆地区广泛使用的大豆油、棉籽油为煎炸油，研究不同食材油炸过程中煎炸油废弃指标（酸价、总极性组分）及废弃点的变化规律，以期为新疆煎炸食品安全及煎炸油品质的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

1.1.1 材料与试剂

大豆油：安徽中粮油脂有限公司；棉籽油：阿克苏市德鑫油脂有限责任公司；面粉：新疆天骏面粉有限公司；牛肉、鸡蛋、玉米淀粉、食用盐、十三香：市售。

异丙醇、乙醚、石油醚、乙醇（均为分析纯）、海砂、硅胶（60 目）：上海源叶生物科技有限公司；24 标口玻璃砂芯硅胶柱（21 mm×45 cm）：瑞达恒辉有限公司。

1.1.2 仪器与设备

RJ-81 型电炸锅（10 L）：广州汇利港洋机电设备有限公司；TA8200 红外线测温仪：香港希玛仪器仪表有限公司；BCD-186D 电冰箱：创维电器股份有限公司；AX205 电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；202-0B 电热恒温鼓风干燥箱：上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；RE-52A 旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂。

1.2 试验方法

1.2.1 煎炸食品的制备

馓子的制备：将食盐20.00 g、水250.00 mL、面粉500.00 g、鸡蛋3 个混匀，保鲜膜包裹醒发20 min，制成15.00 cm×0.50 cm×0.50 cm 的长条，制成馓子（5.00 g/个）。

牛肉丸的制备：将牛肉500.00 g（切碎）、食盐20.00 g、十三香5.00 g、玉米淀粉300.00 g、水100.00 mL混匀，制成直径1.00 cm 的牛肉丸（5.00 g/个）。

加沙的制备：将牛肉500.00 g（切碎）、食盐20.00 g、十三香5.00 g、玉米淀粉300.00 g、水100.00 mL 混匀，鸡蛋制成饼皮（15.00 cm×5.00 cm×0.50 cm），用饼皮包裹牛肉馅，切成5.00 g/个的加沙（3.00 cm×2.00 cm×2.00 cm）。

1.2.2 油炸试验

以大豆油、棉籽油为煎炸油，以馓子、牛肉丸、加沙3 种新疆特色食品为被煎炸食品，分别在160、170、180 ℃条件下油炸。煎炸油用量为10.00 L，每隔15 min加入50.00 g 煎炸食品，连续油炸80 h，每8 h 取油样100.00 mL，迅速冷却后转移至棕色样品瓶中，密封避光于-18 ℃保存待测。

1.2.3 理化指标测定

酸价测定参照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》中的方法；总极性组分测定参照GB 5009.202—2016《食品安全国家标准食用油中极性组分（PC）的测定》中的方法。

1.3 数据处理

所有试验平行重复3 次，结果以平均值±标准差表示；采用SPSS 22.0 进行方差统计分析，应用Origin 8.5 和Excel 2016 作图分析。

2 结果与分析

2.1 不同食品油炸过程中煎炸油酸价变化

游离脂肪酸（free fatty acids，FFA）是甘油三酯的水解产物，酸价是油脂中FFA 含量的标志，是重要的油脂卫生指标[16]。图1 为160 ℃条件下油炸3 种食品过程中酸价的变化。

图1 160 ℃油炸过程中不同煎炸油酸价变化Fig.1 Changes in acid values of different oils during frying at 160 ℃

由图1 可知，在160 ℃条件下油炸过程中，大豆油、棉籽油酸价均不断升高。主要是由于油脂高温条件下氧化分解产生醛、酮、酸等酸性物质[17]。油炸过程中，棉籽油AV 上升速度高于大豆油。棉籽油油炸加沙过程中，酸价在64 h 达到5.64 mg KOH/g，达到废弃点（>5 mg KOH/g）；馓子、牛肉丸油炸过程中酸价均未达到废弃标准。大豆油油炸加沙过程中，酸价在72 h 达到5.18 mg KOH/g。大豆油酸败速度较棉籽油缓慢，这可能与大豆油中含有丰富的VE有关，VE是良好的天然抗氧化剂，可以延缓油脂氧化[18]。魏学鼎等[19]比较了大豆油与棉籽油等5 种煎炸油的煎炸性能，结果发现，大豆油油炸过程中酸价上升缓慢，与本研究结果一致。

图2 为170 ℃条件下油炸3 种食品过程中酸价的变化。

图2 170 ℃油炸过程中不同煎炸油酸价变化Fig.2 Changes in acid values of different oils during frying at 170 ℃

由图2 可知，油炸至80 h 时，油炸馓子、牛肉丸、加沙的大豆油酸价分别为2.89、2.51、5.24 mg KOH/g；油炸至80 h 时，油炸馓子、牛肉丸、加沙的棉籽油酸价分别为3.78、3.31、5.91 mg KOH/g；至油炸结束，油脂酸价上升幅度由大到小依次为加沙、馓子、牛肉丸。食物自身所含油脂在高温油炸时析出会加速油脂劣变[13]，含水量高的食物在油炸过程中酸价上升速率较快[20-21]。加沙油炸过程中酸价上升明显可能是由于其自身属性，其饼皮由鸡蛋煎炸而成，含油率较高；其馅料含有较高含量水分，两者共同作用加速其酸价上升。

图3 为180 ℃条件下油炸3 种食品过程中酸价的变化。

图3 180 ℃油炸过程中不同煎炸油酸价变化Fig.3 Changes in acid values of different oils during frying at 180 ℃

由图3 可知，180 ℃油炸80 h 时，油炸馓子、牛肉丸、加沙的大豆油酸价分别为4.28、1.61、5.40 mg KOH/g，棉籽油分别为5.83、3.40、4.47 mg KOH/g。由此可得，棉籽油油炸馓子过程中，随着温度升高其酸价上升速率不断增大，这与符海琰等[13]的研究结果一致。而油炸牛肉丸过程中，随着温度升高煎炸油酸价上升速率较缓慢，这可能由于煎炸油中一些酸性小分子物质随着温度升高挥发出去，从而导致煎炸油酸价在高温条件下上升较缓慢。

综上所述，淀粉基食品在低温条件下油炸时对煎炸油酸价影响较小，而蛋白质基和混合基质食品在低温条件下油炸时对煎炸油酸价影响较大。另外，混合基质食品油炸时对煎炸油酸价的影响较油炸单一基质食品明显。

2.2 不同食品油炸过程中煎炸油总极性组分变化

极性组分是食用油在煎炸过程中发生水解、氧化等一系列化学反应而产生的一些极性物质，包括氧化甘油三酯、氧化甘油三酯聚合物及其降解产物（游离脂肪酸、甘油二酯和甘油单酯）等，会对人体健康造成极大威胁[4]。食用油总极性组分超过27%应废弃，不同温度下油炸3 种食品过程中总极性组分变化如图4～图6所示。

由图4 可知，在160 ℃下，大豆油油炸馓子、牛肉丸、加沙过程中总极性组分含量分别在56、48、56 h 达到27.05%、27.11%、36.10%；棉籽油油炸馓子、牛肉丸、加沙过程中，总极性组分含量分别在48、56、56 h 达到32.08%、30.22%、33.05%。由此可得，棉籽油总极性组分上升速率高于大豆油。研究表明，油脂的氧化产物含量随着煎炸油不饱和度增加而增多[22]。姚凌等[23]对比了大豆油、棉籽油等11 种煎炸油的不饱和度，结果发现大豆油不饱和度高于棉籽油。油炸过程中大豆油总极性组分含量上升速率较缓慢，可能与大豆油中含有丰富的VE有关[24]。

由图5 可知，在170 ℃下，大豆油油炸馓子、牛肉丸、加沙过程中总极性组分含量分别在56、72、56 h 达到31.05%、32.18%、28.22%；棉籽油油炸馓子、牛肉丸、加沙过程中，总极性组分含量分别在56、56、56 h 达到33.16%、28.00%、34.82%，均超出国家标准限量。由此可得，加沙在油炸过程中总极性组分上升较快，这可能与其含有较多水分有关，根据“水-油界面理论”，双亲分子表面的界面电荷对脂质氧化产生关键影响，可以通过吸引游离和螯合铁离子来提高氧化速率[25]。周雅琳[26]对比了豆腐、油条等5 种食物油炸过程中极性化合物含量的变化情况，发现含水量最高的豆腐极性化合物含量较其他食物高。

图5 170 ℃油炸过程中不同煎炸油总极性组分变化Fig.5 Changes in total polar compounds of different oils during frying at 170 ℃

由图6 可知，在180 ℃下，大豆油油炸馓子、牛肉丸、加沙过程中总极性组分含量分别在64、72、56 h 达到30.09%、38.64%、28.76%；棉籽油油炸馓子、牛肉丸、加沙过程中，总极性组分含量分别在48、56、56 h 达到28.85%、28.00%、34.82%，均超出国家标准限量。大豆油油炸馓子过程中TPC 上升速率随温度升高呈先增加后减小的趋势，大豆油油炸加沙过程中大豆油TPC上升速率呈降低趋势。Srivastava 等[27]研究发现，油脂变质速率随着煎炸温度的升高而加快，高温可能导致油脂产生的醛、酮、酸、醇等物质分解进而挥发，从而导致TPC 上升速率减小的现象。

综上所述，油炸馓子和牛肉丸过程中TPC 上升速率在160～170 ℃条件下较平缓；油炸加沙过程中TPC上升速率在180 ℃条件下较缓慢。综合图1～图6 可得，淀粉基和蛋白质基食品适宜的油炸温度为170 ℃；混合基质食品适宜的油炸温度为180 ℃或更高温度。

2.3 不同油炸条件下酸价和总极性组分变化规律

2.3.1 不同油炸条件下煎炸油废弃点

为探究不同油炸条件下煎炸油酸价、总极性组分的变化规律，对煎炸油废弃时间、废弃指标（酸价、总极性组分）进行分析，结果如表1所示。

由表1 可知，在油炸过程中，煎炸油总极性组分均达到废弃标准，而酸价仅在少数条件下达到废弃点。由此可得，总极性组分在煎炸过程中反应比酸价灵敏，更适合作为煎炸油废弃点评判指标。此外，在3 种食品的油炸过程中，淀粉基食品（馓子）油炸过程中煎炸油达到废弃点的时间总体先于另外2 种食品，这可能是由于淀粉基食品制作过程中需加入大量水分，这些水分在高温下与煎炸油、空气直接接触，加速了油脂氧化、水解反应的进行，从而产生大量氧化甘油三脂、游离脂肪酸等极性物质，导致煎炸油TPC 和AV 的快速升高[28]。此外，混合基质食品（加沙）油炸过程中TPC 和AV 上升幅度较大，一方面是因为加沙馅料制作过程中需加入大量水分，另一方面可能是由于加沙饼皮中含有大量油脂，这些油脂在油炸过程中析出，增大了煎炸油的基数；此外，经过二次加热，这些析出的油脂更易氧化、分解，从而产生大量极性物质和游离脂肪酸，导致煎炸油TPC 和AV 大幅上升[29]。因此，在淀粉基食品煎炸过程中，采取烘干、晾干等预处理方式以降低食物含水量；对蛋白质基食品及混合基质食品煎炸时，尽量降低其脂肪含量，避免油脂二次加热，有利于提高食用油的煎炸稳定性，延缓油脂的劣变。

2.3.2 不同油炸条件下酸价和总极性组分相关性分析

对不同油炸特性下酸价、总极性组分相关性进行分析，结果如表2所示。

表2 不同油炸条件下煎炸油酸价和总极性组分相关性Table 2 Correlation between acid value and total polar compounds during frying under different conditions

由表2 可知，R2几乎都在0.9 以上，表明拟合度较好，油炸过程中煎炸油酸价变化和总极性组分变化存在一定相关性。Li 等[30]研究了基于介电常数的TPC 快速检测技术，并发现快速检测结果与传统柱层析检测结果有很好相关性，根据煎炸油TPC 和AV 的相关性可以进一步开发基于介电常数的TPC 和AV 同时快速检测技术；康雪梅[31]利用薄层色谱法对煎炸油极性组分进行检测，发现极性组分含量与薄层色谱吸收峰面积之间具有很好的相关性，验证了薄层色谱法检测煎炸油TPC 的可行性。因此，本研究得出的煎炸油TPC与AV 相关性数据也为建立煎炸油TPC 和AV 同时检测模型提供了理论基础。

3 结论

本文对大豆油和棉籽油煎炸新疆3 种特色食品（馓子、牛肉丸和加沙）过程中油脂品质变化情况进行了研究，结果表明：1）大豆油和棉籽油油炸过程中，大豆油达到废弃点所需时间较长，表现出良好的油炸性能。2）3 种食品油炸过程中，加沙对煎炸油品质影响最大，油炸过程中煎炸油TPC 和AV 上升速率最快，牛肉丸油炸过程中煎炸油TPC 和AV 上升速率和幅度最小，对煎炸油品质影响较小。3）3 个温度条件油炸过程中，170 ℃条件下煎炸油TPC 和AV 上升较缓慢，对煎炸油品质影响较小，160 ℃条件下煎炸油TPC 和AV上升较快，对煎炸油品质影响较大。4）油炸过程中，大豆油、棉籽油TPC 和AV 变化均呈正相关。