食用油在煎炸过程中的化学变化

2021-02-26 16:30:16 来源：食品安全导刊

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□ 王娜东胜区食品药品商务监督综合执法局

煎炸技术是一种古老的食物烹饪方式，其以油脂为传热介质使食物从外到内加热至成熟。但是，煎炸过程的高温、多水和富氧环境会使食用油发生氧化、水解，以及聚合或裂解等多种化学反应。

1 氧化反应
油脂变质是导致食用油产生毒害性的关键因素，而脂类氧化是油脂变质的主要原因之一。油脂变质会使食用油和含脂食品产生不良的风味与气味，如消费者品尝油炸食品时感受到的哈喇味往往因油脂变质所导致。一旦食品中含有哈喇味，便会引起消费者的不满，因此，如何防止脂类氧化是食品工业需要克服的关键问题。
通常情况下，油脂的劣变过程会产生两大类分解产物：一类主要对煎炸后食品的感官品质产生影响，因其具有挥发性，故大部分成分会随着煎炸过程中的水分蒸发而从食品中逸出；另一类则不具有挥发性，该类分解产物含量最多的是极性物质——通过减小油脂的表面张力而使其表面活性提高，从而严重危害人体健康。

1.1 不饱和油脂成分的氧化反应
油脂中的不饱和脂肪酸会因为较高的煎炸温度而自发进行氧化反应，其过程主要包括3个阶段。诱导期：因为只是少量吸收氧气，食品质量的改变不大；发展期：煎炸食品的质量因为氧气的大量吸收而产生明显劣变；终止期：氧气逐渐趋向于饱和，氧气的吸收逐渐停止。
油脂在氧化过程中，首先进行的是不饱和脂肪酸自由基的化学反应，这一阶段的速度较为缓慢，主要生成过氧化物（一级产物）；其后，过氧化物经过分解和重新排列生成醛、醇、烃（二级产物）；然后醛经过氧化生成羧酸，氧气的吸收量在该阶段明显增加，过氧化值随之变大，挥发性物质的含量也显著增加，导致油脂进行剧烈氧化，油脂品质开始下降。

1.2 饱和油脂成分的氧化反应
饱和油脂一般不会发生氧化，但当油温超过一定程度后也会进行氧化反应。油脂在氧气存在的情况下被加热至150℃以上时，油脂分子氧化产物含有一定量的烷烃与脂肪酸，少量的醇与γ-内酯及不同相对分子质量的甲基酮和醛。该情况下，氧会优先进攻离羰较近的α、β、γ碳，然后进一步分解形成氢过氧化物。

2 水解反应
煎炸过程中，食品原料本身所带有的水分与油脂接触，油脂的酯键会因为水解而断裂，生成甘油和游离脂肪酸。此后，游离脂肪酸不断进行热氧化反应产生脂质过氧化物，这些物质最终分解成多种小分子的化合物。
较高温度下，甘油失水会生成容易挥发的丙烯醛。煎炸时，食品中所含水分越多，就会有越多的水分进入油脂，进而使食物碎屑随着油温升高而增多，导致游离脂肪酸更快地生成油脂。相同油炸条件下，如果油脂更新率较高，油的品质相对较高，则游离脂肪酸的生成速度相对较慢。

3 热分解
食品加热过程中会产生各种化学反应，部分会影响食品的外观、风味、营养价值，甚至会产生毒性。煎炸过程中，食品中的营养成分会与油脂发生分解反应，并且，这些营养成分之间也会发生比较复杂的化学反应进而生成大量新的化合物。在此过程中，饱和脂肪酸会生成少量的链长较短的内酯类、烃类，以及羰基化合物；不饱和脂肪酸在无氧条件下加热主要生成二聚物，在有氧的高温条件下的产物则主要为氧化二聚物、环氧化物、含氢过氧化物、氢氧化物或羰基、醚等。

4 热聚合反应
高温煎炸时，油脂中的不饱和脂肪酸双键会发生反加成与聚合两种反应，生成使油脂颜色加深的聚合物，油脂黏度也会变大。影响氧化速度的主要因素包括油温、食品接触油脂的表面积温、不饱和脂肪酸，且铜、铁等金属离子的含量也对氧化速度有很大影响。此外，油炸食品吸收大量油脂，食用油更新频率较慢、紫外线的存在都能够加速油脂氧化的速度。