油炸食品類型對煎炸油廢棄指標變化規律的影響

校俊波，廖月梅，宋麗軍*

（1.塔里木大學食品科學與工程學院，新疆 阿拉爾 843300；2.百色學院農業與食品工程學院，廣西 百色 533000）

油炸可以賦予食品良好的口感和風味，廣泛應用于淀粉基、蛋白質基等各種基質食品的加工[1]。食用油在加熱、煎炸過程中色澤加深、黏度增加、產生刺激性氣味等變化，同時產生醛、酮、酸、醇、酯等一系列有害物質，嚴重影響食用油的品質和安全性[2-5]。GB 2716—2018《食品安全國家標準植物油》[6]中規定煎炸過程中食用油極性組分值應≤27%，酸值≤5 mg KOH/g，超過限量值的食用油則應廢棄。

油炸過程中，食用油品質易受油炸食材、油脂類型、油炸時間、油炸溫度等多個因素影響[7-11]。厲玉婷等[12]研究了大豆油、棕櫚油、花生油和調和油煎炸過程中的品質變化，發現食用油品種對其煎炸過程中品質的變化影響顯著，其中大豆油煎炸過程中總極性組分（total polar compounds，TPC）含量變化較大。符海琰等[13]研究了煎炸時間、煎炸方式、煎炸溫度、煎炸食材及煎炸油種類對油脂極性組分和酸價（acid value，AV）的影響，結果表明，不同因素對煎炸油品質的影響程度不同，其中溫度和煎炸物對煎炸油極性組分含量和酸價影響較大。Manzoor 等[14]對16 個食品店的煎炸油進行了評估，結果表明，油脂氧化降解的程度受油炸食品類型的影響很大，其中，脂質基食品表現出更高的降解性。Xu 等[15]研究了棕櫚油、菜籽油和高油酸葵花籽油在炸薯條、雞塊和魚塊過程中極性化合物的變化，結果發現，不同類型煎炸油、油炸食品和它們之間的相互作用都對極性化合物的分布產生了顯著的影響（p＜0.001）。綜上，油炸食材、油炸溫度、油炸時間等因素對煎炸油品質均有較大影響，研究不同類型油炸食材對煎炸油廢棄指標的影響，對于煎炸油及煎炸食品安全具有積極意義。因此，本研究以煎炸油、油炸食品和油炸溫度為研究因素，探究油脂煎炸過程中品質的變化情況，以期得到油脂煎炸過程中品質的變化規律。

馓子、牛肉丸和加沙是3 種新疆特色油炸食品，深受新疆消費者的青睞。馓子、牛肉丸和加沙分別為淀粉基、蛋白質基和混合基質食品。本研究以上述3 種食品為煎炸食材，以新疆地區廣泛使用的大豆油、棉籽油為煎炸油，研究不同食材油炸過程中煎炸油廢棄指標（酸價、總極性組分）及廢棄點的變化規律，以期為新疆煎炸食品安全及煎炸油品質的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

1.1.1 材料與試劑

大豆油：安徽中糧油脂有限公司；棉籽油：阿克蘇市德鑫油脂有限責任公司；面粉：新疆天駿面粉有限公司；牛肉、雞蛋、玉米淀粉、食用鹽、十三香：市售。

異丙醇、乙醚、石油醚、乙醇（均為分析純）、海砂、硅膠（60 目）：上海源葉生物科技有限公司；24 標口玻璃砂芯硅膠柱（21 mm×45 cm）：瑞達恒輝有限公司。

1.1.2 儀器與設備

RJ-81 型電炸鍋（10 L）：廣州匯利港洋機電設備有限公司；TA8200 紅外線測溫儀：香港希瑪儀器儀表有限公司；BCD-186D 電冰箱：創維電器股份有限公司；AX205 電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；202-0B 電熱恒溫鼓風干燥箱：上海博迅醫療生物儀器股份有限公司；RE-52A 旋轉蒸發儀：上海亞榮生化儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 煎炸食品的制備

馓子的制備：將食鹽20.00 g、水250.00 mL、面粉500.00 g、雞蛋3 個混勻，保鮮膜包裹醒發20 min，制成15.00 cm×0.50 cm×0.50 cm 的長條，制成馓子（5.00 g/個）。

牛肉丸的制備：將牛肉500.00 g（切碎）、食鹽20.00 g、十三香5.00 g、玉米淀粉300.00 g、水100.00 mL混勻，制成直徑1.00 cm 的牛肉丸（5.00 g/個）。

加沙的制備：將牛肉500.00 g（切碎）、食鹽20.00 g、十三香5.00 g、玉米淀粉300.00 g、水100.00 mL 混勻，雞蛋制成餅皮（15.00 cm×5.00 cm×0.50 cm），用餅皮包裹牛肉餡，切成5.00 g/個的加沙（3.00 cm×2.00 cm×2.00 cm）。

1.2.2 油炸試驗

以大豆油、棉籽油為煎炸油，以馓子、牛肉丸、加沙3 種新疆特色食品為被煎炸食品，分別在160、170、180 ℃條件下油炸。煎炸油用量為10.00 L，每隔15 min加入50.00 g 煎炸食品，連續油炸80 h，每8 h 取油樣100.00 mL，迅速冷卻后轉移至棕色樣品瓶中，密封避光于-18 ℃保存待測。

1.2.3 理化指標測定

酸價測定參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》中的方法；總極性組分測定參照GB 5009.202—2016《食品安全國家標準食用油中極性組分（PC）的測定》中的方法。

1.3 數據處理

所有試驗平行重復3 次，結果以平均值±標準差表示；采用SPSS 22.0 進行方差統計分析，應用Origin 8.5 和Excel 2016 作圖分析。

2 結果與分析

2.1 不同食品油炸過程中煎炸油酸價變化

游離脂肪酸（free fatty acids，FFA）是甘油三酯的水解產物，酸價是油脂中FFA 含量的標志，是重要的油脂衛生指標[16]。圖1 為160 ℃條件下油炸3 種食品過程中酸價的變化。

圖1 160 ℃油炸過程中不同煎炸油酸價變化Fig.1 Changes in acid values of different oils during frying at 160 ℃

由圖1 可知，在160 ℃條件下油炸過程中，大豆油、棉籽油酸價均不斷升高。主要是由于油脂高溫條件下氧化分解產生醛、酮、酸等酸性物質[17]。油炸過程中，棉籽油AV 上升速度高于大豆油。棉籽油油炸加沙過程中，酸價在64 h 達到5.64 mg KOH/g，達到廢棄點（>5 mg KOH/g）；馓子、牛肉丸油炸過程中酸價均未達到廢棄標準。大豆油油炸加沙過程中，酸價在72 h 達到5.18 mg KOH/g。大豆油酸敗速度較棉籽油緩慢，這可能與大豆油中含有豐富的VE有關，VE是良好的天然抗氧化劑，可以延緩油脂氧化[18]。魏學鼎等[19]比較了大豆油與棉籽油等5 種煎炸油的煎炸性能，結果發現，大豆油油炸過程中酸價上升緩慢，與本研究結果一致。

圖2 為170 ℃條件下油炸3 種食品過程中酸價的變化。

圖2 170 ℃油炸過程中不同煎炸油酸價變化Fig.2 Changes in acid values of different oils during frying at 170 ℃

由圖2 可知，油炸至80 h 時，油炸馓子、牛肉丸、加沙的大豆油酸價分別為2.89、2.51、5.24 mg KOH/g；油炸至80 h 時，油炸馓子、牛肉丸、加沙的棉籽油酸價分別為3.78、3.31、5.91 mg KOH/g；至油炸結束，油脂酸價上升幅度由大到小依次為加沙、馓子、牛肉丸。食物自身所含油脂在高溫油炸時析出會加速油脂劣變[13]，含水量高的食物在油炸過程中酸價上升速率較快[20-21]。加沙油炸過程中酸價上升明顯可能是由于其自身屬性，其餅皮由雞蛋煎炸而成，含油率較高；其餡料含有較高含量水分，兩者共同作用加速其酸價上升。

圖3 為180 ℃條件下油炸3 種食品過程中酸價的變化。

圖3 180 ℃油炸過程中不同煎炸油酸價變化Fig.3 Changes in acid values of different oils during frying at 180 ℃

由圖3 可知，180 ℃油炸80 h 時，油炸馓子、牛肉丸、加沙的大豆油酸價分別為4.28、1.61、5.40 mg KOH/g，棉籽油分別為5.83、3.40、4.47 mg KOH/g。由此可得，棉籽油油炸馓子過程中，隨著溫度升高其酸價上升速率不斷增大，這與符海琰等[13]的研究結果一致。而油炸牛肉丸過程中，隨著溫度升高煎炸油酸價上升速率較緩慢，這可能由于煎炸油中一些酸性小分子物質隨著溫度升高揮發出去，從而導致煎炸油酸價在高溫條件下上升較緩慢。

綜上所述，淀粉基食品在低溫條件下油炸時對煎炸油酸價影響較小，而蛋白質基和混合基質食品在低溫條件下油炸時對煎炸油酸價影響較大。另外，混合基質食品油炸時對煎炸油酸價的影響較油炸單一基質食品明顯。

2.2 不同食品油炸過程中煎炸油總極性組分變化

極性組分是食用油在煎炸過程中發生水解、氧化等一系列化學反應而產生的一些極性物質，包括氧化甘油三酯、氧化甘油三酯聚合物及其降解產物（游離脂肪酸、甘油二酯和甘油單酯）等，會對人體健康造成極大威脅[4]。食用油總極性組分超過27%應廢棄，不同溫度下油炸3 種食品過程中總極性組分變化如圖4～圖6所示。

由圖4 可知，在160 ℃下，大豆油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中總極性組分含量分別在56、48、56 h 達到27.05%、27.11%、36.10%；棉籽油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中，總極性組分含量分別在48、56、56 h 達到32.08%、30.22%、33.05%。由此可得，棉籽油總極性組分上升速率高于大豆油。研究表明，油脂的氧化產物含量隨著煎炸油不飽和度增加而增多[22]。姚凌等[23]對比了大豆油、棉籽油等11 種煎炸油的不飽和度，結果發現大豆油不飽和度高于棉籽油。油炸過程中大豆油總極性組分含量上升速率較緩慢，可能與大豆油中含有豐富的VE有關[24]。

由圖5 可知，在170 ℃下，大豆油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中總極性組分含量分別在56、72、56 h 達到31.05%、32.18%、28.22%；棉籽油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中，總極性組分含量分別在56、56、56 h 達到33.16%、28.00%、34.82%，均超出國家標準限量。由此可得，加沙在油炸過程中總極性組分上升較快，這可能與其含有較多水分有關，根據“水-油界面理論”，雙親分子表面的界面電荷對脂質氧化產生關鍵影響，可以通過吸引游離和螯合鐵離子來提高氧化速率[25]。周雅琳[26]對比了豆腐、油條等5 種食物油炸過程中極性化合物含量的變化情況，發現含水量最高的豆腐極性化合物含量較其他食物高。

圖5 170 ℃油炸過程中不同煎炸油總極性組分變化Fig.5 Changes in total polar compounds of different oils during frying at 170 ℃

由圖6 可知，在180 ℃下，大豆油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中總極性組分含量分別在64、72、56 h 達到30.09%、38.64%、28.76%；棉籽油油炸馓子、牛肉丸、加沙過程中，總極性組分含量分別在48、56、56 h 達到28.85%、28.00%、34.82%，均超出國家標準限量。大豆油油炸馓子過程中TPC 上升速率隨溫度升高呈先增加后減小的趨勢，大豆油油炸加沙過程中大豆油TPC上升速率呈降低趨勢。Srivastava 等[27]研究發現，油脂變質速率隨著煎炸溫度的升高而加快，高溫可能導致油脂產生的醛、酮、酸、醇等物質分解進而揮發，從而導致TPC 上升速率減小的現象。

綜上所述，油炸馓子和牛肉丸過程中TPC 上升速率在160～170 ℃條件下較平緩；油炸加沙過程中TPC上升速率在180 ℃條件下較緩慢。綜合圖1～圖6 可得，淀粉基和蛋白質基食品適宜的油炸溫度為170 ℃；混合基質食品適宜的油炸溫度為180 ℃或更高溫度。

2.3 不同油炸條件下酸價和總極性組分變化規律

2.3.1 不同油炸條件下煎炸油廢棄點

為探究不同油炸條件下煎炸油酸價、總極性組分的變化規律，對煎炸油廢棄時間、廢棄指標（酸價、總極性組分）進行分析，結果如表1所示。

由表1 可知，在油炸過程中，煎炸油總極性組分均達到廢棄標準，而酸價僅在少數條件下達到廢棄點。由此可得，總極性組分在煎炸過程中反應比酸價靈敏，更適合作為煎炸油廢棄點評判指標。此外，在3 種食品的油炸過程中，淀粉基食品（馓子）油炸過程中煎炸油達到廢棄點的時間總體先于另外2 種食品，這可能是由于淀粉基食品制作過程中需加入大量水分，這些水分在高溫下與煎炸油、空氣直接接觸，加速了油脂氧化、水解反應的進行，從而產生大量氧化甘油三脂、游離脂肪酸等極性物質，導致煎炸油TPC 和AV 的快速升高[28]。此外，混合基質食品（加沙）油炸過程中TPC 和AV 上升幅度較大，一方面是因為加沙餡料制作過程中需加入大量水分，另一方面可能是由于加沙餅皮中含有大量油脂，這些油脂在油炸過程中析出，增大了煎炸油的基數；此外，經過二次加熱，這些析出的油脂更易氧化、分解，從而產生大量極性物質和游離脂肪酸，導致煎炸油TPC 和AV 大幅上升[29]。因此，在淀粉基食品煎炸過程中，采取烘干、晾干等預處理方式以降低食物含水量；對蛋白質基食品及混合基質食品煎炸時，盡量降低其脂肪含量，避免油脂二次加熱，有利于提高食用油的煎炸穩定性，延緩油脂的劣變。

2.3.2 不同油炸條件下酸價和總極性組分相關性分析

對不同油炸特性下酸價、總極性組分相關性進行分析，結果如表2所示。

表2 不同油炸條件下煎炸油酸價和總極性組分相關性Table 2 Correlation between acid value and total polar compounds during frying under different conditions

由表2 可知，R2幾乎都在0.9 以上，表明擬合度較好，油炸過程中煎炸油酸價變化和總極性組分變化存在一定相關性。Li 等[30]研究了基于介電常數的TPC 快速檢測技術，并發現快速檢測結果與傳統柱層析檢測結果有很好相關性，根據煎炸油TPC 和AV 的相關性可以進一步開發基于介電常數的TPC 和AV 同時快速檢測技術；康雪梅[31]利用薄層色譜法對煎炸油極性組分進行檢測，發現極性組分含量與薄層色譜吸收峰面積之間具有很好的相關性，驗證了薄層色譜法檢測煎炸油TPC 的可行性。因此，本研究得出的煎炸油TPC與AV 相關性數據也為建立煎炸油TPC 和AV 同時檢測模型提供了理論基礎。

3 結論

本文對大豆油和棉籽油煎炸新疆3 種特色食品（馓子、牛肉丸和加沙）過程中油脂品質變化情況進行了研究，結果表明：1）大豆油和棉籽油油炸過程中，大豆油達到廢棄點所需時間較長，表現出良好的油炸性能。2）3 種食品油炸過程中，加沙對煎炸油品質影響最大，油炸過程中煎炸油TPC 和AV 上升速率最快，牛肉丸油炸過程中煎炸油TPC 和AV 上升速率和幅度最小，對煎炸油品質影響較小。3）3 個溫度條件油炸過程中，170 ℃條件下煎炸油TPC 和AV 上升較緩慢，對煎炸油品質影響較小，160 ℃條件下煎炸油TPC 和AV上升較快，對煎炸油品質影響較大。4）油炸過程中，大豆油、棉籽油TPC 和AV 變化均呈正相關。