煎炸油在薯片煎炸过程中的品质变化

宋丽娟，于修烛*，张建新，杜双奎

(西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西 杨凌 712100)

摘 要：以煎炸油为研究对象，以薯片为煎炸原料，研究煎炸油煎炸过程中理化指标变化及各指标间的相关性。结果表明：在煎炸过程中，煎炸油的折光指数、色泽、酸值、羰基值和极性值均随时间的延长而增大；过氧化值随着煎炸时间延长先增大后逐渐减小；碘值随时间的延长而降低；比重、黏度、皂化值在煎炸过程中的变化无明显规律。酸值、羰基值、极性值、色泽和折光指数彼此之间有极显著的正相关性，且相关系数均大于0.9；煎炸油极性值的变化可通过色泽和酸值进行预测。

关键词：煎炸油；薯片；品质变化

煎炸是食品加工常用的手段之一，煎炸油在作为传热介质的同时可赋予食品特殊的质构和香味。煎炸食品因其特殊香气和风味而深受人们喜爱。煎炸食品的质量与煎炸油质量密切相关，煎炸油的安全直接影响到煎炸食品的质量与安全[1]。

在煎炸食品过程中，油脂在高温状态下长时间反复使用，与水分和空气中氧接触，会发生水解、氧化、聚合等一系列复杂反应。许荣华等[2-3]研究发现煎炸油的羰基价变化与黏度变化存在极显著关系，与泡高值有很好的相关性。李东锐等[4]以高级大豆烹调油和棕榈油混合物为煎炸油，对其品质进行研究，发现随煎炸时间延长，煎炸油中的聚合物含量大大升高，黏度增大，不饱和脂肪酸含量下降，碘值、皂化值降低，酸值、过氧化值升高。Felix等[5]研究煎炸过程中油脂的降解及营养品质变化，结果表明，极性值、酸值、色泽和反式脂肪酸随油炸温度和时间的增加呈显著性变化。许多学者[6-12]对各种油在煎炸过程的理化指标变化进行了研究，但对煎炸油各指标变化缺乏系统的研究，对理化指标相关性的研究报道较少。本研究以商品煎炸油为研究对象，以马铃薯片为煎炸原料，研究煎炸油在煎炸过程中理化指标的变化以及各指标间的相关性，进一步揭示煎炸油在煎炸过程中的品质变化规律，以期为煎炸油的品质调控提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

花旗起酥油(耐煎炸油，理化指标为：游离脂肪酸0.16mg KOH/g，过氧化值0.50mmol/kg，色泽：黄色40.0，灰色0.1，红色0.1，水分及挥发物0.004%，滑动熔点40.8℃) 西安嘉里油脂工业有限公司；马铃薯 市购。

乙醚、三氯甲烷、乙酸、碘化钾、环己烷、一氯化碘、氢氧化钾、硫代硫酸钠、石油醚、冰乙酸、2,4-二硝基苯肼、三氯乙酸均为分析纯；硅胶(60～100目)为色谱纯。

1.2 仪器与设备

WY型油炸锅(煎炸最高温度300℃) 广州市唯利安西厨设备制造有限公司；WSL-Z比较测色仪、WYA阿贝折射仪 上海精密科学仪器有限公司；UV-1240紫外-可见分光光度计 日本岛津公司；毛细管塞比重瓶(50mL)奥斯特瓦尔德黏度计；CS501恒温槽 重庆银河试验仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 煎炸过程

在煎炸锅中加入7kg煎炸油，保持油温(180±5)℃，将马铃薯切成规则的片状，以每小时煎炸1.5kg新鲜薯片的速度煎炸并取油样，每次取100mL油样，密封，铝箔纸包裹后置于4℃冰箱中备用。每天连续煎炸6h，一共煎炸15h，煎炸过程不添加新油。

薯片制作工艺：原料选择→清洗、去皮、修整→切片(大小均一，厚度为1mm)、漂洗(除去薯片表面游离淀粉和可溶性物质)→护色(1g/100mL氯化钠、0.5g/100mL柠檬酸溶液浸泡3～5min)→沥水晾干→煎炸(2.5min)→沥油→包装

1.3.2 理化指标测定

折光指数测定：用阿贝折射仪测定，折射仪连接恒温槽，测定温度为60℃，用圆头玻棒取混匀过滤后的试样两滴，滴在棱镜上(玻棒不要触及镜面)，转动上棱镜，关紧两块棱镜。待试样温度稳定后，拧动棱镜，转动手柄，使视野分成清晰可见的明暗两个部分，其分界线恰好经过十字交叉的交点，记下标尺读数即为折光指数。

色泽测定：参照GB/T 5525—2008《植物油脂 透明度、气味、滋味鉴定法》，测定温度为60℃。

比重测定：用毛细管塞比重瓶法，首先测定水的质量并记下温度T1，然后称取恒质量下空瓶子的质量，之后测定试样的质量并记下室温T2。按以下公式换算成20℃时的比重(d)。

黏度测定：参考奥斯特瓦德黏度计法[13]。采用奥斯特瓦德黏度计，测定温度为60℃，用秒表分别测量油样和蒸馏水流出上下两个刻度线的时间，计算油样流出时间与蒸馏水流出时间的比值，以此计算煎炸油黏度的变化。

酸值、过氧化值、羰基值测定：参照GB/T 5009.37—2003《食用植物油卫生标准的分析方法》；极性值测定：参照GB/T 5009.202—2003《食用植物油煎炸过程中的极性组分(PC)的测定》；碘值测定：参照GB/T 5532—1995《植物油碘价测定》；皂化值测定：参照GB/T 5534—2008《动植物油脂皂化值的测定》。

1.4 数据分析软件

采用DPS数据处理系统9.50。

2 结果与分析

2.1 物理指标测定分析

油炸温度为180℃，每小时煎炸1.5kg新鲜薯片并取样进行分析，一共煎炸15h(期间不添加新油)，其物理指标变化结果如表1所示(其中0h为煎炸油原油，下同)。

表1 煎炸油在薯片煎炸过程中的物理指标变化
Table 1 Physical indexes of frying oil during potato chips frying

注：同列字母不同表示差异显著(P＜0.05)。下同。

煎炸 折光指数 比重/(g/mL) 色泽(黄色=40.0， 黏度/时间/h 灰色=0.1红色 R) (mPa·s)0 1.4513±0.0001f 0.9120±0.0004b 0.1±0.10j 45.10±0.06h1 1.4515±0.0001ef 0.9107±0.0002d 1.0±0.00i 43.56±0.04m2 1.4516±0.0000de 0.9107±0.0004d 1.1±0.10i 42.84±0.07n3 1.4516±0.0001de 0.9098±0.0003e 1.8±0.10h 42.71±0.04o4 1.4518±0.0001cde 0.9108±0.0002d 2.0±0.00gh 44.22±0.03k5 1.4519±0.0001cd 0.9115±0.0001bc 2.1±0.17g 44.07±0.01l6 1.4520±0.0003c 0.9115±0.0004bc 2.2±0.17g 44.40±0.03j7 1.4521±0.0001c 0.9120±0.0001b 2.6±0.10f 44.74±0.01i8 1.4521±0.0001c 0.9121±0.0001b 2.8±0.17f 47.99±0.03f9 1.4521±0.0003c 0.9105±0.0001d 3.2±0.10e 47.03±0.01g10 1.4525±0.0001b 0.9110±0.0002d 3.3±0.15e 48.21±0.01e11 1.4525±0.0001b 0.9116±0.0001bc 3.4±0.26e 48.99±0.01b12 1.4525±0.0000b 0.9111±0.0001d 3.9±0.00d 48.81±0.01c13 1.4526±0.0001b 0.9128±0.0001a 4.3±0.17c 48.24±0.03de14 1.4527±0.0001ab 0.9130±0.0001a 4.9±0.17b 48.30±0.04d15 1.4530±0.0001a 0.9131±0.0001a 5.2±0.26a 49.32±0.06a

折光指数与光在介质中的传播速度有关。由表1可知，折光指数随着煎炸时间的延长而逐渐增大，可能与煎炸油在高温油炸过程中薯片中的淀粉等成分溶于煎炸油有关。从原料油折光指数1.4513增至1.4530，煎炸油的折光指数总体变化不大。煎炸油的比重随煎炸时间的延长变化规律性不明显，因此，比重不能作为评价煎炸油劣变的指标。

煎炸油色泽加深，增加了可见光的吸收，此变化可以在油脂煎炸过程明显观察到。由表1可看出，各个阶段煎炸油色泽变化均达到显著水平(P＜0.05)。其中，0h到1h煎炸过程色泽变化最大，可能是在煎炸过程中薯片组分淀粉等融入煎炸油中，食物组分与油相互作用改变油的颜色，同时被炸焦的食品微粒也会影响煎炸油的颜色，增加煎炸油的浊度。

表2 煎炸油在薯片煎炸过程中的化学指标变化
Table 2 Chemical indexes of frying oil during potato chips frying

煎炸时间/h 酸值/(mg KOH/g) 羰基值/(meq/kg) 过氧化值/(mmol/kg) 碘值/(g I2/100g) 皂化值/(mg KOH/g) 极性值/%0 0.16±0.03j 4.90±0.29l 0.50±0.02m 47.77±0.06a 196.93±0.30cde 3.945±1.011k1 0.23±0.01i 10.01±0.65k 2.70±0.09h 47.24±0.06ab 194.95±0.11efg 7.235±0.615j2 0.24±0.01i 14.39±0.78j 2.04±0.12j 47.06±0.14b 196.50±0.11cde 11.950±0.919i3 0.29±0.02h 17.48±0.56i 1.20±0.04l 46.90±0.13b 195.75±0.12def 13.070±0.438hi4 0.31±0.01h 19.05±0.50i 1.51±0.01k 46.76±0.51b 193.26±0.21g 13.555±0.686gh5 0.34±0.01g 23.09±0.78h 1.89±0.09j 46.59±0.31bc 198.08±0.20abcd 14.100±0.566fgh6 0.37±0.01g 26.76±0.25g 2.32±0.08i 46.11±0.11c 196.75±1.76cde 14.800±0.580fg7 0.40±0.02f 36.38±1.14f 2.88±0.18h 46.00±0.78c 199.33±0.35ab 15.090±0.523f8 0.41±0.01f 39.40±1.53e 3.73±0.02ef 45.33±0.01d 197.22±1.42bcde 16.610±0.877e9 0.43±0.01f 41.12±0.38e 3.85±0.08de 45.10±0.05de 199.44±0.84ab 20.395±0.559d10 0.49±0.02e 44.59±0.36d 3.96±0.03cd 44.95±0.06def 198.21±1.17abc 20.620±0.608d11 0.51±0.03e 47.17±0.75c 4.05±0.14c 44.52±0.02ef 194.96±1.09efg 21.290±0.594cd12 0.56±0.03d 49.81±0.47b 4.38±0.02b 44.41±0.42f 199.95±1.65a 21.510±0.919bcd13 0.63±0.02c 60.05±1.66a 4.56±0.09a 44.33±0.13f 197.63±2.00abcd 22.765±0.686abc14 0.67±0.02b 60.89±3.24a 3.57±0.05f 43.61±0.25g 197.22±0.40bcde 22.860±0.325ab15 0.72±0.02a 61.45±3.32a 3.27±0.07g 43.46±0.04g 194.02±0.45fg 23.085±0.276a

黏度为油样分子间摩擦力大小的标度，油脂的黏度大小与其碳链长度有关。煎炸初期，油脂黏度下降，主要是油脂发生氧化和水解反应，如一些过氧化物分解成小分子物质，油脂水解为甘油二酯、甘油单酯等短碳链物质等。随后，随着煎炸时间的延长，黏度缓慢升高。原因是随着煎炸时间的延长，油脂发生热聚合、氧化聚合，使聚合物的含量增加[7]，聚合物为大分子物质，其黏度比油脂大，使得煎炸油黏度随之变大。

2.2 化学指标测定分析

在15h的薯片煎炸过程中，每小时取样一次并进行分析，期间不添加新油，各化学指标测定结果如表2所示。

由表2可知，在煎炸过程中，煎炸油的酸值随时间的延长而增大，且各个阶段变化均达到显著水平(P＜0.05)。酸值升高主要是煎炸油在高温煎炸过程中发生热氧化和水解反应，尤其是甘油三酯水解产生游离脂肪酸[8]。Abdulkarim等[9]认为在深层煎炸中，由水解产生的脂肪酸非常少，主要是甘油三酯的氧化产生了游离脂肪酸。煎炸油起始酸值为0.16mgKOH/g，煎炸15h后，其酸值为0.72mgKOH/g，明显小于国家制定的煎炸油煎炸过程中的酸值标准5mgKOH/g，说明所选煎炸油品质比较稳定。

羰基类化合物是指油脂在高温下氧化酸败生成的酮、醛类等有害化合物和聚合物，它是煎炸油热劣变的灵敏指标。国内学者研究认为，油脂的羰基值随煎炸时间的延长呈线性关系增加[10]。羰基值随着煎炸时间的延长逐渐升高，各个阶段羰基值变化均达显著水平(P＜0.05)。煎炸12h后，煎炸油的羰基值达到49.81meq/kg，13h煎炸油的羰基值为60.05meq/kg，已经超出了羰基值的国家标准(50meq/kg)，说明该煎炸油已不能继续使用。放置一段时间(过夜)后继续使用1h，羰基值达到60.05meq/kg，变化比较大，同样的现象6h煎炸结束后到第7小时煎炸，羰基值从26.76meq/kg变化到36.38meq/kg，变化也比较大，说明在放置(自然冷却)到再次加热煎炸过程中，煎炸油会发生一系列复杂的化学反应，导致羰基值发生较大的变化，其具体原因有待进一步的研究。

煎炸油的过氧化值各个煎炸阶段变化均达显著水平(P＜0.05)。过氧化值在煎炸1h后上升趋势较大，变化明显；2h后又下降，在3h到13h的煎炸过程中，过氧化值一直上升；在13h达最大值，说明此时氢过氧化物的分解速度大于氢过氧化物的生成速度[11]，从而导致过氧化值下降。

煎炸油的碘值从47.77g I2/100g下降至43.46g I2/100g，碘值下降是因为在高温煎炸过程中，油脂中的不饱和双键发生氧化聚合、氧化分解等化学反应，油脂中双键数目不断下降，从而使油脂的不饱和度相对于原油有所降低，导致碘值降低[12]。

皂化值反映油脂分子质量大小(与分子质量大小成反比)，与油脂中脂肪酰基的平均相对分子质量有密切关系。煎炸油的皂化值在15h的煎炸中变化差异不显著，这是煎炸油在使用过程中的氧化、水解、聚合等复杂反应造成。因此，皂化值不能用来评价煎炸油的品质变化。

极性值随煎炸时间的延长而逐渐增大(P＜0.05)。煎炸1h后，极性值从3.945%变化至7.235%。这是由于煎炸食品时，油脂经高温加热发生热氧化、异构化、热解、热聚合及水解反应等，产生多种极性化合物[14]。煎炸油中极性化合物的含量是衡量煎炸油是否被过度反复使用的指标。欧洲许多国家规定，煎炸油中极性组分在25%～27%之间，超过该值的油必须强制性的废弃。煎炸15h后其极性值为23.085%，接近国家标准最高限量。

2.3 各指标间的相关性

为评价各指标间的变化规律，通过软件分析各指标的相关关系，重点考察酸值、羰基值和极性值等国家标准中规定的评价煎炸油是否劣变的指标，探求各指标间关系，进一步揭示煎炸油在煎炸过程的变化规律。酸值、羰基值、极性值、色泽和折光指数之间的相关关系见表3。由表3可知，酸值、羰基值、极性值、色泽和折光指数彼此之间都极显著相关，其相关系数均大于0.9。其中，色泽与酸值的相关系数为0.9914，折光指数与酸值的相关系数为0.9837，色泽与羰基值的相关系数为0.9803，相关程度极为密切。

表3 各指标间的相关分析
Table 3 Correlations between physical and chemical indexes

注：**.差异极显著(P＜0.01)。

因子 x1酸值 x2羰基值 x3极性值 x4色泽 x5折光指数x1酸值 1.0000 x2羰基值 0.9824** 1.0000 x3极性值 0.9349** 0.9545** 1.0000 x4色泽 0.9914** 0.9803** 0.9568** 1.0000 x5折光指数 0.9837** 0.9743** 0.9427** 0.9747** 1.0000

2.4 指标间的回归关系

图1 酸值、羰基值、极性值与色泽、折光指数之间的相关关系
Fig.1 Correlation curves and equations among acid value, carbonyl value, total polar material, color and refractive index

由图1a可知，煎炸油的色泽与折光指数近似线性相关，煎炸油的色泽越深，折光指数越大。煎炸过程中，薯片所含淀粉溶于煎炸油中使得煎炸油色泽加深，光在颜色加深的煎炸油中的传播速度减慢，折光指数增大。由图1b、1c、1d可知，酸值与羰基值、酸值与极性值以及羰基值与极性值之间均呈三次多项式关系。煎炸油酸值上升表明油脂中游离脂肪酸含量增加，而在高温油炸过程中，煎炸油水解和氧化分解成游离脂肪酸，游离脂肪酸进一步分解成小分子的醛、酮、酸等，导致极性值和羰基值的增大。

2.5 极性值预测分析

柱层析法是极性值测定的标准方法，但该方法测定需要消耗大量的有机试剂，操作繁琐且耗时较长[15]，个样分析时间在8h以上，不利于煎炸过程中的实时监控。通过相关指标多元回归分析，剔除影响不显著的指标，建立极性值预测方程。

由方程可知，煎炸油在煎炸过程中，极性值可通过酸值和色泽的变化加以预测。经验证，方程具有可靠性，在煎炸油品质评价过程中具有一定的应用价值。

3 结 论

通过对煎炸油理化指标进行较为系统的研究，结果表明：煎炸油的折光指数、色泽、酸值、羰基值和极性值均随时间的延长而增大；过氧化值随着煎炸时间延长先增大后减小；碘值随时间的延长而降低；比重、黏度、皂化值在整个煎炸过程中变化无明显规律。酸值、羰基值、极性值、色泽和折射率彼此之间有极显著的正相关性，且相关系数均大于0.9；极性值可通过色泽和酸值进行有效预测。

煎炸油使用时间越长，其营养成分丧失越多，有害物质积累也越多。同时，煎炸食品的风味和品质也会受到严重影响，因此要严格控制煎炸油的使用时间。通过对油脂煎炸过程中各指标发生的变化及它们的相关性进行研究，为进一步探明煎炸油在煎炸过程中的指标劣变规律及品质调控提供参考。

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Quality Changes of Frying Oil during Potato Chips Frying

SONG Li-juan，YU Xiu-zhu*，ZHANG Jian-xin，DU Shuang-kui
(College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

Abstract ：Changes in physical and chemical indexes of frying oil and their correlations were analyzed during potato chips frying in this study. The results showed that the refractive index, color, acid value, carbonyl value and total polar material of frying oil increased with prolonged frying time, peroxide value first increased and then decreased, iodine value displayed a decrease, and changes in specific gravity, viscosity and saponification value were irregular. There were very significant positive correlations among acid value, carbonyl value, total polar material, color and refractive index, and all the correlation coefficients were greater than 0.9. Moreover, total polar material of frying oil could be predicted by acid value and color.

Key words：frying oil；potato chips；quality change

中图分类号：TS207.3

文献标识码：A

文章编号：1002-6630(2011)05-0070-05

收稿日期：2010-05-06

基金项目：中央高校基本科研业务费专项(QN 2009074)；西北农林科技大学青年技术骨干项目(Z111020711)

作者简介：宋丽娟(1985—)，女，硕士研究生，主要从事功能性油脂及其安全性检测研究。

E-mail：[e-mail]

*通信作者：于修烛(1974—)，男，副教授，博士，主要从事功能性油脂及其安全检测研究。

E-mail：[e-mail]