食用油在煎炸過(guò)程中的化學(xué)變化

2021-02-26 16:30:16 來(lái)源：食品安全導(dǎo)刊

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□ 王娜東勝區(qū)食品藥品商務(wù)監(jiān)督綜合執(zhí)法局

煎炸技術(shù)是一種古老的食物烹飪方式，其以油脂為傳熱介質(zhì)使食物從外到內(nèi)加熱至成熟。但是，煎炸過(guò)程的高溫、多水和富氧環(huán)境會(huì)使食用油發(fā)生氧化、水解，以及聚合或裂解等多種化學(xué)反應(yīng)。

1 氧化反應(yīng)
油脂變質(zhì)是導(dǎo)致食用油產(chǎn)生毒害性的關(guān)鍵因素，而脂類氧化是油脂變質(zhì)的主要原因之一。油脂變質(zhì)會(huì)使食用油和含脂食品產(chǎn)生不良的風(fēng)味與氣味，如消費(fèi)者品嘗油炸食品時(shí)感受到的哈喇味往往因油脂變質(zhì)所導(dǎo)致。一旦食品中含有哈喇味，便會(huì)引起消費(fèi)者的不滿，因此，如何防止脂類氧化是食品工業(yè)需要克服的關(guān)鍵問(wèn)題。
通常情況下，油脂的劣變過(guò)程會(huì)產(chǎn)生兩大類分解產(chǎn)物：一類主要對(duì)煎炸后食品的感官品質(zhì)產(chǎn)生影響，因其具有揮發(fā)性，故大部分成分會(huì)隨著煎炸過(guò)程中的水分蒸發(fā)而從食品中逸出；另一類則不具有揮發(fā)性，該類分解產(chǎn)物含量最多的是極性物質(zhì)——通過(guò)減小油脂的表面張力而使其表面活性提高，從而嚴(yán)重危害人體健康。

1.1 不飽和油脂成分的氧化反應(yīng)
油脂中的不飽和脂肪酸會(huì)因?yàn)檩^高的煎炸溫度而自發(fā)進(jìn)行氧化反應(yīng)，其過(guò)程主要包括3個(gè)階段。誘導(dǎo)期：因?yàn)橹皇巧倭课昭鯕猓称焚|(zhì)量的改變不大；發(fā)展期：煎炸食品的質(zhì)量因?yàn)檠鯕獾拇罅课斩a(chǎn)生明顯劣變；終止期：氧氣逐漸趨向于飽和，氧氣的吸收逐漸停止。
油脂在氧化過(guò)程中，首先進(jìn)行的是不飽和脂肪酸自由基的化學(xué)反應(yīng)，這一階段的速度較為緩慢，主要生成過(guò)氧化物（一級(jí)產(chǎn)物）；其后，過(guò)氧化物經(jīng)過(guò)分解和重新排列生成醛、醇、烴（二級(jí)產(chǎn)物）；然后醛經(jīng)過(guò)氧化生成羧酸，氧氣的吸收量在該階段明顯增加，過(guò)氧化值隨之變大，揮發(fā)性物質(zhì)的含量也顯著增加，導(dǎo)致油脂進(jìn)行劇烈氧化，油脂品質(zhì)開始下降。

1.2 飽和油脂成分的氧化反應(yīng)
飽和油脂一般不會(huì)發(fā)生氧化，但當(dāng)油溫超過(guò)一定程度后也會(huì)進(jìn)行氧化反應(yīng)。油脂在氧氣存在的情況下被加熱至150℃以上時(shí)，油脂分子氧化產(chǎn)物含有一定量的烷烴與脂肪酸，少量的醇與γ-內(nèi)酯及不同相對(duì)分子質(zhì)量的甲基酮和醛。該情況下，氧會(huì)優(yōu)先進(jìn)攻離羰較近的α、β、γ碳，然后進(jìn)一步分解形成氫過(guò)氧化物。

2 水解反應(yīng)
煎炸過(guò)程中，食品原料本身所帶有的水分與油脂接觸，油脂的酯鍵會(huì)因?yàn)樗舛鴶嗔?，生成甘油和游離脂肪酸。此后，游離脂肪酸不斷進(jìn)行熱氧化反應(yīng)產(chǎn)生脂質(zhì)過(guò)氧化物，這些物質(zhì)最終分解成多種小分子的化合物。
較高溫度下，甘油失水會(huì)生成容易揮發(fā)的丙烯醛。煎炸時(shí)，食品中所含水分越多，就會(huì)有越多的水分進(jìn)入油脂，進(jìn)而使食物碎屑隨著油溫升高而增多，導(dǎo)致游離脂肪酸更快地生成油脂。相同油炸條件下，如果油脂更新率較高，油的品質(zhì)相對(duì)較高，則游離脂肪酸的生成速度相對(duì)較慢。

3 熱分解
食品加熱過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種化學(xué)反應(yīng)，部分會(huì)影響食品的外觀、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，甚至?xí)a(chǎn)生毒性。煎炸過(guò)程中，食品中的營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)與油脂發(fā)生分解反應(yīng)，并且，這些營(yíng)養(yǎng)成分之間也會(huì)發(fā)生比較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而生成大量新的化合物。在此過(guò)程中，飽和脂肪酸會(huì)生成少量的鏈長(zhǎng)較短的內(nèi)酯類、烴類，以及羰基化合物；不飽和脂肪酸在無(wú)氧條件下加熱主要生成二聚物，在有氧的高溫條件下的產(chǎn)物則主要為氧化二聚物、環(huán)氧化物、含氫過(guò)氧化物、氫氧化物或羰基、醚等。

4 熱聚合反應(yīng)
高溫煎炸時(shí)，油脂中的不飽和脂肪酸雙鍵會(huì)發(fā)生反加成與聚合兩種反應(yīng)，生成使油脂顏色加深的聚合物，油脂黏度也會(huì)變大。影響氧化速度的主要因素包括油溫、食品接觸油脂的表面積溫、不飽和脂肪酸，且銅、鐵等金屬離子的含量也對(duì)氧化速度有很大影響。此外，油炸食品吸收大量油脂，食用油更新頻率較慢、紫外線的存在都能夠加速油脂氧化的速度。