深度油炸过程中油脂劣变对薯条中油脂和水分含量的影响...
深度油炸过程中油脂劣变对薯条中油脂和水分含量的影响及水分替代规律深度油炸过程中油脂劣变对薯条中油脂和水分含量的影响及水分替代规律李 良1，于婧雯1，廖 一1，李 杨1,2,3，江连洲1，张 爽1,*（1.东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 150030； 2.哈尔滨市食品产业研究院，黑龙江 哈尔滨 150000；3.国家大豆工程技术研究中心，黑龙江 哈尔滨 150000）摘 要：为研究马铃薯条对不同油脂的吸收规律，使用深度油炸1、3、5 d后的大豆油、油茶籽油及两种油脂不同比例调和油煎炸马铃薯条，测定马铃薯条在油炸过程中总油脂、表面油脂、结构油脂、水分含量的变化。结果发现：对于同一种油脂来说，马铃薯条中总油脂含量随油炸时间的延长而增加；对于各新鲜油脂处理组马铃薯条，当油炸时间小于150 s时，总油脂含量随油炸时间的延长而明显增加，当油炸时间超过150 s时，总油脂含量随油炸时间的延长变化不明显，油炸240 s后的总油脂含量接近0.22 g/g。油脂劣变程度对油炸马铃薯条的油脂含量有明显影响，对于相同劣变程度的油脂，随油炸时间延长，油脂黏度增大，马铃薯条对油脂吸附能力增强，表现为所有处理组马铃薯条的表面油脂含量的升高。在油炸过程中，当油炸时间小于120 s时，水分含量变化速率随着反复油炸时间的延长而降低；油炸150～240 s时，总油脂含量与水分含量的比值随着油炸时间的延长差异逐渐增加，其中在使用深度油炸3、5 d的油处理时，油茶籽油油炸组最高。关键词：深度油炸；薯条；劣变油炸作为一种食物加工手段，是一种以油脂为传热介质使食物从表面到内部的热脱水以及煮制相结合的过程。油炸过程不仅可使食品产生诱人的风味、金黄色的脆皮、多孔的质构以及酥脆的口感，还可加快食物的成熟，被广泛应用于油炸工业及家庭烹饪。油炸食品由于具有独特的质购和诱人的风味而受到广大消费者的青睐，然而，长时间高温油炸和反复操作会导致油脂发生氧化、水解和聚合等化学反应，导致油脂颜色加深、黏度增大，氢过氧化物氧化产生的醛、酮及酸等二级氧化产物在人体难代谢，会对人体肝脏造成损害，并会产生具有刺激性气味的挥发性物质，严重影响了油炸食品的感官性质并对人体健康产生危害。高温下反复使用的油脂易发生酸败，感官性状发生改变，且产生刺激性气味，其中丙烯醛会强烈刺激鼻眼黏膜，易引发轻度中毒。油炸过程中产生的反式脂肪酸会提高人体患心血管疾病的风险，且易影响δ-6脱饱和酶的功能，导致婴幼儿必需脂肪酸的缺乏，影响婴幼儿的生长发育，还可能导致血栓形成，加速动脉硬化，造成大脑功能的迅速衰退，易引发阿尔茨海默病。油脂反复煎炸后生成的热聚合产物会妨碍人体对营养素的消化和吸收，对人体健康产生不利影响。高蛋白油炸食品中的肌酸苷与油脂发生美拉德反应生成咪唑基和杂环胺，有研究发现杂环胺对鼠伤寒沙门氏菌有致畸性，能引起乳腺和肝部肿瘤等。油茶籽油是从山茶科（Camellia）油茶树种子中提取出的淡黄色澄清状油脂。我国是世界上山茶科植物分布最广的国家，也是世界上最大的油茶生产基地，主要集中在浙江、江西、湖南、广西四省，油茶种类10余种，以普通油茶（Camellia oleifera Abel）为主，占油茶种植总面积的98%。油茶籽油中含有高达约90%的不饱和脂肪酸，有“东方橄榄油”之称，同时油茶籽油中含有角鲨烯、VA、VD、VE和VK等微量成分，具有抗癌、降低低密度脂蛋白、抗缺氧、抗疲劳、提高人体免疫力及增进胃肠道吸收等功能。油茶籽油因其较高的营养价值，日益受到消费者的重视，也成为科学研究的新热点。本实验结合实际生产及家庭烹饪情况，通过利用油茶籽油调和大豆油以提高大豆油油炸稳定性，对马铃薯进行深度油炸过程中劣变油脂影响煎炸食品油脂吸收的规律及机制进行了深入研究，以为生产加工过程油脂品质劣变的检测及有毒油炸食品中油脂的吸收量控制提供理论参考。1 材料与方法1.1 材料与试剂市售马铃薯；一级大豆油 黑龙江省九三集团有限责任公司；油茶籽油 浙江久晟茶业有限公司；苏丹红、尼罗红、分子质量测定的标准品 美国Sigma公司；过氧化氢、三氯化铁 天津市天力化学试剂有限公司；其他分析纯试剂均购于天津市富宇精细化工有限公司。1.2 仪器与设备油炸锅 广东容声电器有限责任公司；RE-52旋转蒸发仪 上海盛玻仪器有限公司；Allegra64R台式高速冷冻离心机 美国贝克曼公司；PHSJ-4A型实验室pH计上海仪电科学仪器股份有限公司；MC-EF197多功能电磁炉 广东美的生活电器制造有限公司；DK-98-1型电热恒温水浴锅 天津市泰斯特仪器有限公司；TU-1800紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；电子分析天平（0.000 1 g） 北京赛多利斯仪器系统有限公司；AL204型分析天平 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；KQ-500B型容器式超声波仪 昆山市超声仪器有限公司。1.3 方法1.3.1 马铃薯条的制备4 ℃贮藏的新鲜马铃薯经去皮、清洗、擦干后，利用圆柱形模具制备直径1 cm、长5 cm的马铃薯条。1.3.2 调和油的制备将大豆油（soybean oil，SO）与油茶籽油（camellia seed oil，CO）按不同体积比90∶10（SCO1）、70∶30（SCO3）、50∶50（SCO5）混合均匀。1.3.3 煎炸处理在本次研究中，重症组支气管哮喘患者经院前救治与急诊室救治治疗，明显降低了呼吸频率、心率以及PaCO2，并极大的升高了PH和PaO2，差异有统计学意义（P＜0.05）。 将3 L SO、CO和不同比例调和油分别倒入油炸锅中，并调节加热温度旋钮至180 ℃。待温度升高至180 ℃时，准确称取100 g新鲜马铃薯条（1 cm×5 cm）放入油炸锅不锈钢筛网中，煎炸3 min后捞出，间隔5 min后进行下一批次薯条的油炸，每天油炸30 批次获得深度煎炸1、3 d以及5 d的油脂。研究油脂吸收和分布规律时，煎炸薯条的时间分别为30、60、90、120、150、180、210、240 s，取出后立刻浸入石油醚中，待测定各指标。在工程绩效评价中，因为KPI选取具有较强的主观性，多数情况下不能根据企业的实际经营情况进行有针对性的选取，并且在评价中缺少综合考虑，进而造成评价结果不满足管理需求，从而是企业绩效管理缺少准确性，这种绩效评价也无法为企业长远发展提供科学指导。 1.3.4 总油脂含量的测定总油脂含量依据GB/T 5009.6—2003《食品中粗脂肪的测定》中的方法测定，单位为g/g。1.3.5 表面油脂含量的测定表面油脂含量的测定参照Tarmizi等的方法并稍加改动。在室温下，将油炸一定时间的薯条在含有150 mL石油醚的烧杯中漂洗1 s，将得到的溶液移入250 mL已烘干并称质量的圆底烧瓶中，旋转蒸发仪上蒸干溶剂，并在105 ℃烘箱中烘至恒质量，差量法计算表面油脂含量。计算机软件的发展虽然时间较短，其作用却不容忽视，直接影响着计算机未来的发展和进一步应用，因此，对计算机软件开发技术的研究就显得尤为重要了。计算机软件的开发技术是一个不断演变和发展的过程，虽然在应用过程中取得了一定的成效，但是要不断适应人们的生活和经济的发展，这就需要相关软件开发技术人员能够顺应时代的发展和要求，从长远角度出发，实现不断创新计算机软件开发技术。 1.3.6 结构油脂含量的测定一般情况下，变频器通电瞬间滤波电容过大的充电电流会导致三相整流桥损坏或使电源跳闸，因此在通电瞬间必须限制充电电流。在电路中设计限流电阻R3和继电器KA，控制电路要保证变频器在通电瞬间继电器KA不动作，限流电阻起限流作用，待图3中C4、C5电容充满电，继电器KA动作将限流电阻短接，延时电路如图4所示。 结构油脂含量的测定参照Tarmizi等的方法。马铃薯条油炸后立即浸入石油醚中，按下式计算结构油脂含量。一上课，笔者就用“头脑风暴”的方法，引出购物的方式、内容等话题，激起学生探究的兴趣。随后，笔者播放课前准备好的其他教师的视频，视频里教师们主要谈论他们网上购物的体验。身边熟悉的教师的视频，成功地激发了学生们的学习激情，学生们热情高涨，激动地投入讨论中。 http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=add23cf9e94c257b57dc5884f4943b1b/bd4d3b40634e15a2b8edba9c5b8f2413.jpg1.3.7 水分含量的测定水分含量的测定参考GB 5009.3—2010《食品安全国家标准 食品中水分的测定》。2.2两组患者的生活质量各项评分情况微信群健康教育组患者的生活质量各项评分等情况显著优于常规健康教育组,具有统计学意义(p<0.05)。具体情况见表二。 1.4 数据统计与分析结果以3 个平行实验的平均值±标准差形式表示，数据统计分析利用SPSS 19.0软件，采用SigmaPlot 10.0软件和Origin 8.5软件作图。2 结果与分析2.1 深度油炸过程中油脂劣变对薯条中油脂含量及分布的影响2.1.1 总油脂含量http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=add23cf9e94c257b57dc5884f4943b1b/4b3d2b80ea57e49f9bcc429a31100de1.jpg&p=624x1028&q=30
http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=add23cf9e94c257b57dc5884f4943b1b/101ed47a2d9facf321cfbf3c0dcc667f.jpg&p=756x360&q=30 图1 油炸时间及不同劣变程度油脂对马铃薯条油炸过程中总油脂含量的影响
Fig. 1 Effect of frying time and deterioration degree of frying oil on total oil content of French fries
如图1A所示，新鲜SO、CO、SCO1、SCO3和SCO5油炸马铃薯条中总油脂含量无明显差异，均随油炸时间的延长而增加。当油炸时间小于150 s时，各组马铃薯条的总油脂含量随油炸时间的延长而明显增加，当油炸时间超过150 s时，马铃薯中的总油脂含量随油炸时间的延长变化不明显，5 个油炸组马铃薯条被油脂油炸240 s后的总油脂含量接近0.22 g/g。说明对新鲜油脂来说，油脂种类对马铃薯条总油脂含量无明显影响。薄薄的锦被仅一角搁在柳含烟的腹部，她没有企图隐藏，而是羞红了脸道：“看到您穿宝蓝色长衫就知道宝蓝色罩袍是您所赠，所以希望得到您垂怜，可又不知道怎样央求您不让含烟受到别人伤害。”话虽然婉转，但直言不讳。萧飞羽睁开眼睛道：“怎会知晓身处安和庄？”柳含烟道：“我们乘马车路过安和庄，是您阻止黑白双煞为难我们。” 从图1B可看出，使用深度油炸1 d的5 种油脂油炸马铃薯条时间小于90 s时，马铃薯条中总油脂含量与新鲜油脂油炸的无明显差异，且各油炸组油脂含量也无明显差异；然而当油炸时间超过90 s时，马铃薯条中总油脂含量产生明显变化，其中SO和SCO1油炸组马铃薯条的总油脂含量明显高于其他油脂油炸组，CO和SCO5油炸组马铃薯条的总油脂含量最低。从图1C可看出，对于深度油炸3 d的实验组，马铃薯条中总油脂含量随油炸时间的延长而明显增加。当油炸时间小于90 s时，SO、SCO1和SCO3油炸组的马铃薯条总油脂含量变化速率低于CO和SCO5油炸组，原因可能是劣变3 d的SO油炸组油脂的黏度显著增加，SO、SCO1、SCO3油炸组中的SO占比较高，所以含量变化速率低于CO和SCO5油炸组。当油炸时间超过120 s时，各组马铃薯条中的总油脂含量变化变缓，与深度油炸1 d组相同，但变化程度增大。从图1D可看出，对于深度油炸5 d组的马铃薯条，煎炸30 s时马铃薯条中总油脂含量明显高于新鲜油脂和深度油炸1、3 d油脂组，原因可能是相对其他组，深度油炸5 d的油脂劣变程度加剧，黏度升高导致该组马铃薯条油脂含量变化速率降低，且马铃薯条表面会吸附更多的油脂，结果使总油脂含量增多。上述结果表明，油炸相同时间时，使用油的油脂劣变程度越大，马铃薯条中总油脂含量越高。对于同一劣变程度的不同油脂来说，SO油炸组中马铃薯条的总油脂含量最高，主要原因是由于SO油炸组在劣变过程中，黏度较其他油脂组明显升高，可吸附在马铃薯条表面的油脂较多。由于CO黏度低于SO，因此油炸稳定性较高的CO油炸组表现出的吸附能力较差，马铃薯条中总油脂含量最低。随着马铃薯条油炸时间的延长，所用油的劣变程度提高，对于使用相同深度油炸时间油的马铃薯，其总油脂含量升高，充分说明油脂劣变可使马铃薯总油脂含量升高。2.1.2 结构油脂含量http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=add23cf9e94c257b57dc5884f4943b1b/8330b536b20401321f8d610b070c3860.jpg&p=638x1330&q=30 图2 油炸时间及不同劣变程度油脂对马铃薯条油炸过程中结构油脂含量的影响
Fig. 2 Effect of frying time and deterioration degree of frying oil on structural oil content of French fries
如图2A～D所示，对于相同深度油炸时间（即劣变程度相同）的5 种油脂油炸组马铃薯条间的结构油脂含量无明显差异，且劣变程度的增加导致马铃薯条中结构油脂含量的明显增加，结构油脂的含量不足总油脂含量的5%，说明在油炸过程中，仅有质量分数不到5%的马铃薯总油脂进入到马铃薯条内部，说明油脂的吸收并不是发生在油炸阶段，可能是由于油炸过程中，马铃薯条中水分大量蒸发，产生蒸汽压阻碍了油脂进入马铃薯内部。2.1.3 表面油脂含量由表 5可知，As、Hg、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn在工业区的污染等级均高于非工业区。总体而言，非工业区降尘重金属以中度污染及以下为主，Cd达到了“强-极强”污染范围，而工业区降尘重金属多以“强-极强”污染为主，只有Ni为“无-中度”污染范围。可见，在非工业区，降尘重金属已出现了一定污染，而在工业区则呈现了强烈污染的特征。 http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=add23cf9e94c257b57dc5884f4943b1b/a1a2356d7c0b5bdb8e42f9bd9ece191b.jpg&p=652x1260&q=30 图3 油炸时间及不同劣变程度油脂对马铃薯条油炸过程中表面油脂含量的影响
Fig. 3 Effect of frying time and deterioration degree of frying oil on surface oil content of French fries
如图3A～D所示，相同劣变程度的5 种油脂油炸组马铃薯条的表面油脂含量变化趋势与总油脂含量变化趋势相似，且表面油脂含量占总油脂含量的90%以上，结合结构油脂含量的变化，充分说明油炸过程中，油脂仅吸附在马铃薯的表面，对于相同劣变程度的油脂，随油炸时间延长，油脂黏度增大，马铃薯条对油脂吸附能力增强，表现为所有处理组马铃薯条的表面油脂含量的升高。对于使用深度油炸3 d和5 d油的马铃薯条，SO油炸组的表面油脂含量均高于其他种类油脂处理组，这可能是由于SO油脂黏度增加程度最高，马铃薯条的表面油脂含量升高。2.2 深度油炸过程中油脂劣变对马铃薯条中水分含量的影响http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=add23cf9e94c257b57dc5884f4943b1b/a7fa31586150493335f84ca6be739de7.jpg&p=644x1236&q=30 图4 油炸时间及不同劣变程度油脂对马铃薯条油炸过程中水分含量的影响
Fig. 4 Effect of frying time and deterioration degree of frying oil on water content of French fries
在油炸过程中，可观察到不同组马铃薯条中的水分含量先迅速下降后变化不明显，说明水分的变化包括迅速蒸发阶段和缓慢蒸发阶段。如图4A所示，对于用不同种类的新鲜油脂进行油炸的马铃薯条，水分含量也无明显差异。由图4B～D可知，不同劣变程度油脂处理组马铃薯的水分含量不同。当油炸时间小于120 s时，马铃薯条中水分含量变化速率随着所用油深度油炸时间的延长而降低。油炸240 s后，各劣变油脂油炸的马铃薯条中的水分含量不同，新鲜油脂和深度油炸1 d油脂处理组马铃薯条中最终的水分含量接近0，但深度油炸3 d和5 d的油脂未使土豆条中水分含量达到0，充分说明油脂劣变影响了马铃薯条中水分的蒸发，根本原因是随着所使用油的劣变程度增加，油脂黏度增加，导致油脂和物料间热转移效率降低，因此水分蒸发速率降低。2.3 深度油炸过程中油脂水分替代规律http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=add23cf9e94c257b57dc5884f4943b1b/e7362373510ae6009917af969ca8f20b.jpg&p=656x1286&q=30 图5 油炸时间及不同劣变程度油脂对马铃薯条油炸过程中油脂和水分替代的影响
Fig. 5 Effect of frying time and deterioration degree of frying oil on total oil/moisture content ratio in French fries
根据马铃薯条中油脂和水分含量的变化规律发现，水分蒸发会使马铃薯条表面形成大量气孔，增加油脂在物料表面的吸附，水分蒸发越多，产生的气孔越多，吸附的油脂也越多。在油炸过程中，马铃薯中水分不断蒸发，并不断吸附油脂，在油脂和物料之间形成了质量转移现象。从图5A～D可看出，对于不同种类油脂处理组的马铃薯条，随着油炸时间的延长，总油脂含量与水分含量比值的差异逐渐增加，其中在使用深度油炸3、5 d的油处理时，随着油炸时间延长，各组比值差距逐渐增加，在油炸150 s后，马铃薯条总油脂含量与水分含量的比值从大到小依次为：CO油炸组＞SCO5油炸组＞SCO3油炸组＞SCO1油炸组＞SO油炸组。3 结 论所用油的劣变程度对马铃薯条中总油脂含量及表面油脂含量有明显影响，对渗入油脂含量影响不明显，油炸过程中油脂大部分吸附在马铃薯条表面，约占总油脂含量的90%。当油炸时间小于120 s时，随着所用油的深度油炸时间的延长，马铃薯条中水分含量变化速率降低，且水分缓慢蒸发阶段延后，油炸240 s后，新鲜油脂和深度油炸1 d的油脂油炸的马铃薯条中最终的水分含量接近0，但深度油炸3 d和5 d的油脂未使土豆条中水分达到0，充分说明油脂劣变影响了马铃薯条中水分的蒸发。在使用深度油炸3、5 d的油处理时，在油炸150 s后，马铃薯条总油脂含量与水分含量的比值从大到小依次为：CO油炸组＞SCO5油炸组＞SCO3油炸组＞SCO1油炸组＞SO油炸组。参考文献： 王娟, 徐桂花. 油炸食品安全性分析及对策措施. 中国食物与营养, 2006(4): 58-60. DOI:10.3969/j.issn.1006-9577.2006.04.020. KOH S, ARIFIN N, TAN C, et al. Deep frying performance of enzymatically synthesized palm-based medium- and long-chain triacylglycerols (MLCT) oil blends. Food and Bioprocess Technology, 2011, 4(1): 124-135. DOI:10.1007/s11947-008-0138-y. MINIHANE A, HARLAND J. 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Effect of Oil Deterioration during Deep Frying on Oil and Moisture Content and Moisture Substitution Pattern in French FriesLI Liang1, YU Jingwen1, LIAO Yi1, LI Yang1,2,3, JIANG Lianzhou1, ZHANG Shuang1,*
(1. School of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China; 2. Harbin Food Industry Research Institute,Harbin 150000, China; 3. National Research Center of Soybean Engineering and Technology, Harbin 150000, China)Abstract: To study the oil absorption pattern of French fries, soybean oil, camellia seed oil and their blends in different proportions were used repeatedly to fry French fries for 1, 3 and 5 d consecutively, and variations in the contents of total,surface and structural oil and water content were measured during the frying process. It was found that for each used oil, the total oil content of French fries increased with frying time, while for each fresh oil it signi fi cantly increased with frying time up to 150 s and then did not change, reaching about 0.22 g/g at 240 s. The deterioration degree of frying oil greatly affected the oil content of French fries. For each deterioration level, oil viscosity increased, and the oil absorption ability of French fries became stronger with increasing frying time, as manifested by increased surface oil content for all groups. The rate of change in moisture content declined with increasing frying time up to 120 s for the repeatedly used frying oils. There was an increasing difference in the ratio total oil to moisture content with increasing frying time from 150 to 240 s, and the highest value was observed with camellia seed oil for 3 and 5 d repeated use.Keywords: deep frying; French fries; deterioration
收稿日期：2019-05-21基金项目：国家自然科学基金重点项目（31430067）第一作者简介：李良（1981—）（ORCID: 0000-0003-1259-5876），男，副教授，博士，研究方向为粮食、油脂及植物蛋白工程。E-mail: liliangneau@163.com*通信作者简介：张爽（1983—）（ORCID: 0000-0002-4009-3403），女，讲师，博士，研究方向为粮食、油脂及植物蛋白工程。E-mail: szhang@neau.edu.cnDOI:10.7506/spkx1002-6630-20190521-247中图分类号：TS215文献标志码：A文章编号：1002-6630（2020）11-0001-06引文格式：李良, 于婧雯, 廖一, 等. 深度油炸过程中油脂劣变对薯条中油脂和水分含量的影响及水分替代规律. 食品科学,2020, 41(11): 1-6. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190521-247. http://www.spkx.net.cnLI Liang, YU Jingwen, LIAO Yi, et al. Effect of oil deterioration during deep frying on oil and moisture content and moisture substitution pattern in french fries. Food Science, 2020, 41(11): 1-6. (in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190521-247. http://www.spkx.net.cn研究小组在对资料进行编码时，尽量使用被访谈者的语言作为标签的初始概念，共得到254条初始概念。由于初始概念数量较多，且存在重复部分，因此，对其进一步提炼和聚类处理，最终提炼出19个副范畴，具体如表2所示。
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