内容概要
煎炸工艺的不同导致煎炸油安全品质的千差万别。本研究建立由煎炸工艺预估煎炸油品质的衡算方法，可实现煎炸现场关键品质区间的准确定位。目前国内外已有很多致力于煎炸工艺与油脂化学指标的相关性研究：德国食品技术研究所的Franke教授应用不同的商业煎炸锅进行煎炸实验，显示煎炸温度、时间和加载量（食物质量/油量）显著影响食物褐变；马来西亚Putra大学的Naghshineh教授也验证了煎炸油品和煎炸时间对油脂酸价、过氧化值等氧化指标的影响。然而，用于表征煎炸工艺和油脂品质的参数各式各样，多数模型的建立基于数学分析而缺乏化学理论引导。
薯条的深度煎炸
鉴于此，本文以流变特性参数为媒介，选取脂肪酸组成、极性组分含量为油品的衡量化学指标，以煎炸时间、加载量（食物质量/油量）、平均煎炸温度为煎炸工艺条件，建立由煎炸工艺预估化学指标的相关性模型，服务商业煎炸工艺优化和现场品质控制。
研究发现，从食物放入锅中至锅内温度完全平稳，整体过程可分为五个阶段：
深度煎炸过程中油脂的温度变化
（1）温度速降阶段，0~0.5min：-18℃的冷冻薯条与℃以上的热油发生剧烈的热交换，薯条主体温度升高及表层水分蒸发吸收并带走大量热量，促使油脂温度速降；
（2）温度速升阶段，1.0~1.5min：薯条温度继续升高，油脂温度降低触发炸锅温控系统，当下降温度小于10℃，系统缓慢加热靠近温控线，当下降温度大于10℃，系统触发温度保护，强劲加热温度陡增；
（3）温度拉锯阶段，1.0~3.0min：薯条温度普遍到达℃，内部水分迁移并大量蒸发，与系统加热形成拉锯，表现为温度不稳，上下波动，随着薯条水分减少，波动减弱趋于温控线；
（4）温度尾声阶段，3.0~5.0min：薯条已被取出，温控系统缓慢调节至温控线；
（5）温度稳定阶段，5.0~12.0min：油脂温度稳定在预设值。
各阶段具体过程如下图所示。
煎炸过程各阶段图示
本文采用4种模型对煎炸油的粘温曲线进行描述，分别为：
结果表明，Lioumbas模型最佳。
四种模型拟合煎炸油粘温曲线偏差比较
煎炸条件与流变特性之间的相关性应用多元线性回归进行分析，依据48个煎炸油样的流变曲线计算模型参数，结果显示较好相关性：
化学组成与流变特性之间的相关性应用多元线性回归进行分析，依据48个煎炸油样的流变曲线计算模型参数，结果显示较好相关性：
综合以上两组模型公式，以流变特性参数为媒介，对煎炸工艺条件与化学组成之间再次应用多元线性回归进行分析：
对所得模型评价，模型计算极性组分含量（TPMmod）和实际检测极性组分含量（TPMexp）偏差在±10%范围内，如下图所示。
模型计算和实际检测极性组分的含量对比
重要意义
本文将商业薯条煎炸过程分为五个阶段，包括温度速降阶段、速升阶段、拉锯阶段、尾声阶段和稳定阶段，推荐使用平均煎炸温度而非初始煎炸温度进行工艺衡算。采用Lioumbas模型对煎炸油粘温曲线进行拟合，拟合效果佳，与煎炸时间、温度和加载量等外部条件无关，仅与内部化学性质相关。所得模型可作为宏观调控方案，以快速仪器作为硬件检测、预估模型作为软件控制，软硬件相结合的煎炸现场综合品质管理体系建设，对保证国内大众健康和公共卫生具有重要意义。
本文得到了国家自然科学基金（No.；No.BK）的资助。
稿件来源：食用油营养与安全科技创新团队
编辑：陆燕婷硕士研究生
撰稿：李徐博士研究生
校稿：金俊博士
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