菜籽油和棉籽油餐飲煎炸過程中脂肪酸組成和極性組分變化規律研究

金棟華,王 超,朱 翔

(江蘇省丹陽市檢驗檢測中心, 江蘇 丹陽 212300)

伴隨生活節奏的加快，煎炸食品以其加工快速、食用方便且美味的優點走入千家萬戶。從傳統的家庭煎炸如炸油條、炸魚到現代的煎炸薯條、鮮奶等，消費者對煎炸食物具有持續的需求[1]。由于煎炸油與消費食品直接接觸，科學上常通過控制油脂品質以確保食品安全[2]。食用油脂在煎炸過程中發生氧化、水解、熱聚合等化學反應，導致營養成分的損失和潛在危害物的生成[3]。因此，需對高溫煎炸過程，尤其餐飲門店連續高溫條件下煎炸油品質進行控制。

GB 2716—2018對煎炸油的極性組分和酸價兩個指標進行了限量。李楊等[4]研究表明煎炸過程中油脂的極性組分和酸價變化顯著相關。此外，煎炸油的極性組分ISO定義為特定柱層析條件下的分離成分，包括未使用的油脂中有游離脂肪酸等極性物質，以及煎炸過程中的食用油發生氧化、水解、熱質變等劣變而產生的極性大于正常甘油三酯的氧化甘油三酯單體、甘油三酯氧化分解產物、甘油三酯氧化聚合產物、水解產物等的總稱[5]。從表征煎炸油品質角度分析，極性組分指標涵蓋范圍相對更廣，與曹文明[5]、王進英[6]、耿曼璐[7]等觀點相一致。因此，本文重點關注煎炸油極性組分含量變化規律。此外，煎炸油隨食物被人體攝入體內，其脂肪酸組成與食物營養息息相關，同時不飽和雙鍵相鄰碳位點的活躍氫，也為煎炸油品質的持續劣變提供了基本條件[8]。煎炸過程油脂的脂肪酸組成和極性組分變化理論上存在相關性。因此，本文同時追蹤煎炸過程中油脂脂肪酸組成變化規律。

有研究將極性組分與脂肪酸組成各自獨立分析[9-10]，然而根據自由基鏈式反應機理分析，兩指標應是一個同步變化過程，極性組分、脂肪酸組成、煎炸時間三者的相互內在聯系尚未有研究報道。清晰明確的相關性公式對于煎炸油品質的準確預測和營養的科學評價都具有重要意義。

本文以包含濾油和添加新油的餐飲門店條件進行煎炸試驗，區別于實驗室小型煎炸試驗，力求反映煎炸油在餐飲實踐過程的真實變化規律。研究以黃淮流域、長江流域、西北地區大量消費的菜籽油和河南、河北、陜西、山西、新疆地區大量食用的棉籽油為煎炸油，薯條和雞塊為煎炸食物，餐飲條件下連續煎炸4 d，探尋煎炸過程的脂肪酸組成和極性組分變化規律，并評價油脂和食物對煎炸油品質的影響，力求為智能監控建立量化基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

菜籽油、棉籽油，均不含抗氧化劑，質量符合GB 2716—2018，購于本地大型連鎖超市，其初始脂肪酸組成及含量見表1。

表1 菜籽油、棉籽油主要初始脂肪酸組成及含量 %

氫氧化鉀、甲醇、乙醚、石油醚(30～60℃)為分析純；正己烷為色譜純；薯條、雞塊，上海大昌行食品公司。

R204旋轉蒸發儀；Agilent7890A氣相色譜儀，美國安捷倫公司；雙缸煎炸鍋(最大容量11 L)，廣州市賽西廚具有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 煎炸試驗

參照馮國霞[11]的餐飲門店煎炸條件：薯條，168.3℃，200 g/批，3 min；雞塊，182.2℃，480 g/批，3.5 min。每小時煎炸薯條5批次，雞塊3批次，每天煎炸12 h，連續煎炸4 d，每日添加新油，取煎炸1、2、3、4 d的煎炸油樣品，貯于4℃冰箱備用。

1.2.2 檢測方法

油脂極性組分含量檢測，參照GB 5009.202—2016執行；油脂脂肪酸組成的檢測，參照GB 5009.168—2016執行，以面積歸一化法得脂肪酸相對含量。

1.2.3 數據處理

使用Origin 8.0軟件進行數據分析及擬合，使用SPSS軟件進行雙因素方差分析。

2 結果與討論

2.1 脂肪酸組成隨煎炸時間的變化

菜籽油和棉籽油煎炸過程中的脂肪酸組成變化，包括飽和脂肪酸(SFA)含量、單不飽和脂肪酸(MUFA)含量、多不飽和脂肪酸(PUFA)含量和總不飽和脂肪酸(UFA)含量，如圖1所示。

從圖1可以看出，餐飲煎炸4 d后，菜籽油SFA含量達21.04%～23.37%，UFA含量低至72.47%～74.82%，棉籽油SFA含量達29.69%～35.37%，UFA含量低至60.29%～65.88%。相比初始含量，餐飲煎炸4 d后的菜籽油SFA含量增加了14.77～17.1個百分點，而棉籽油SFA含量增加了4.93～10.61個百分點。整體趨勢對于菜籽油而言，UFA、MUFA、PUFA含量下降而SFA含量增加，對于棉籽油而言，UFA、PUFA含量下降而SFA、MUFA增加。此現象可能是原料油初始脂肪酸組成所決定，菜籽油初始油酸、亞油酸、亞麻酸含量分別為60.99%、19.51%、9.05%，棉籽油初始油酸、亞油酸、亞麻酸含量分別為16.39%、54.86%、0.73%。鑒于植物油脂肪酸的逐級降解，可能正是棉籽油的高含量亞油酸降解導致了MUFA的增加[12]。此外，脂肪酸含量的變化速率，無論是增加或降低，都呈現先快后慢的趨勢，與常明等[13]的報道相一致。Denisov等[14]對自由基鏈式反應的理論假設歸納，認為反應速率主要取決于自由基載體(即化學鍵)而非化學物質，煎炸后期用于氧化反應的雙鍵不足而導致脂肪酸組成變化速率降低。

2.2 極性組分含量隨煎炸時間的變化

菜籽油和棉籽油煎炸過程中的極性組分含量變化如圖2所示。

從圖2可以看出，煎炸全程菜籽油和棉籽油的極性組分含量都呈上升趨勢，且極性組分含量隨煎炸時間的變化速率，都呈現先快后慢的趨勢，與吳曉華[15]的報道相一致。煎炸4 d后，菜籽油和棉籽油極性組分含量分別升高至21.6%～22.9%和23.3%～25.5%。對照GB 2716—2018對煎炸油的極性組分27%的限量要求，本研究試驗結果均未超標。從油品角度分析，菜籽油極性組分含量升高速率略快于棉籽油，而從煎炸食物角度分析，煎炸雞塊油脂的極性組分含量升高速率均快于煎炸薯條。在餐飲門店選擇煎炸油時，應選擇更穩定的食用油脂，且相比蔬菜類煎炸食物，煎炸肉食類食物時的油脂品質是否超標，應受到更多關注。

2.3 脂肪酸組成、極性組分含量與煎炸時間的擬合

鑒于煎炸油的脂肪酸(FA)組成和極性組分(TPC)含量隨煎炸時間(t)的變化速率，都呈現先快后慢的趨勢，以FA含量=a1lnt+b1和TPC含量=a2lnt+b2公式擬合描述煎炸過程[16-17]，結果如表2和表3所示。式中：參數a代表曲線變化速率，正數表示增加，負數表示降低，絕對值越大表示變化速率越快；參數b代表t為1時的值，與油脂初始品質相關。

表2 煎炸油脂肪酸組成隨煎炸時間變化的擬合結果

表3 煎炸油極性組分含量隨煎炸時間變化的擬合結果

由表2、表3可知，公式的擬合效果良好，多數相關系數r達0.9以上，可用來描述煎炸時間為自變量的煎炸過程。

基于此，進一步研究驗證脂肪酸組成和極性組分含量的相關性規律。

2.4 脂肪酸組成隨極性組分含量變化

煎炸油脂肪酸組成隨極性組分含量變化和擬合結果如圖3和表4所示。

脂肪酸菜籽油+薯條a3b3r菜籽油+雞塊a3b3r棉籽油+薯條a3b3r棉籽油+雞塊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

從圖3、表4可以看出，餐飲煎炸過程中，煎炸油脂肪酸組成和極性組分含量的線性相關性得到驗證，線性擬合效果良好，多數相關系數r達0.9以上。

2.5 油品和食物對煎炸油脂肪酸組成和極性組分含量的影響

餐飲煎炸4 d后，油品和食物對煎炸油脂肪酸組成和極性組分含量影響的雙因素方差分析結果如表5所示。

表5 菜籽油和棉籽油煎炸薯條和雞塊48 h后的脂肪酸組成和極性組分含量的對比

注：*表示P<0.05，**表示P<0.01，***表示P<0.001,NS表示不顯著P>0.05。

由表5可知，油品和食物會顯著影響煎炸油的脂肪酸組成(P<0.001)，同時顯著影響煎炸油的極性組分含量(P<0.05)，而油品和食物的交互作用對煎炸油品質影響多數情況不顯著(P>0.05)。

3 結 論

以y=alnx+b公式描述煎炸油品質隨煎炸時間變化過程效果良好，證實煎炸油脂肪酸組成與極性組分含量的線性關系，雙因素方差分析顯示，油品和食物會顯著影響煎炸油的脂肪酸組成(P<0.001)，同時顯著影響煎炸油的極性組分含量(P<0.05)，而油品和食物的交互作用對煎炸油品質影響多數情況不顯著(P>0.05)。以量化公式描述煎炸全程，助力物聯網大趨勢下，煎炸油品質的智能、高效、量化監控。