食品热加工对油脂的影响

脂肪在高温下除发生聚合、缩合、水解、氧化等化学反应外，还有热分解反应。油脂经长时间加热，也会发生变质，这些变化有的可以使油炸食品具有特征的感官品质。但是，如果对油炸过程的条件控制不适当则会引起油脂的分解和聚合，不仅会损害油炸食品的感官品质，而且还会使营养价值降低。其外观的变化是显而易见的，这些外观的变化包含了使黏度增加、流动性变差、色泽变深、碘值下降、酸价增大、易发烟、泡沫量增多，热变性的脂肪不仅味感变劣，而且丧失营养，因此了解油在高温下的变化对于控制产品质量极为重要。所以，食品工业要求控制油温在150℃左右，并且经过高温后的油不宜长期连续使用。这是由于油脂在高温条件下，发生聚合与分解等化学反应，形成许多聚合、分解产物，有些产物有害于身体健康。油脂聚合又分为热聚合和热氧化聚合两种。

1. 热聚合

油脂在真空、二氧化碳、氮气的无氧条件下，加热至200～300℃的高温时，发生热聚合反应。聚合过程中，增稠速度极快。油脂热增稠是由于发生了聚合作用，生成具有一个双键的六元环状化合物。聚合作用可以发生在同一甘油酯的脂肪酸残基之间，也可以发生在不同的甘油酯之间。当温度超过300℃时，增稠速度极快，如图6-4所示。

图6-4 油脂分子间非氧化热聚合

2. 热氧化聚合

空气中的油脂，在有氧情况下加热到200～300℃时，可以发生热氧化聚合反应。热氧化反应与自动氧化没有本质的区别，一般认为热氧化过程中产生的自由基能聚合成氧化聚合物，聚合体的形成是由于碳碳结合所生成的，油脂热聚合的程度与温度、氧气的接触面有关。油的热氧化聚合过程也随油的种类不同而不同，干性油如桐油、亚麻油等最易聚合，半干性油如大豆油、芝麻油等次之，不干性油如橄榄油、花生油等则不易聚合。这种氧化、聚合产物复杂多样，部分产物为有毒物质。

3. 分解反应

在350℃的温度和无氧条件下，油脂发生热分解，生成丙烯醛、脂肪酸、二氧化碳、甲基酮及小分子的酯等；在有氧条件下，伴随热氧化过程中的分解能形成多种烃、醛、甲基酮、内酯等。

4. 水解与缩合

高温油炸过程中，由于食品中的水进入到油中，使油脂分子与水接触的部位发生水解，然后水解产物之间可以再缩合成大的环氧化合物。产物结构如图6-5所示。

图6-5 生成环氧化合物的反应

油脂变质以后，都有可能产生一些有毒物质。自动氧化变质中，主要的有毒物是氢过氧化物；热变质中，主要的有毒物是烃、环状化合物、二聚甘油酯、三聚甘油酯等。长期食用酸败变质的油脂会影响人体健康，轻者呕吐、腹泻，重者肝脏肿大。变质过程中生成的小分子化合物与油脂的气味变化直接相关。同时聚合物的形成使油脂的黏度增大。为了减弱油脂的热变质，工艺上要求加热油脂时，温度控制在180℃左右。

5. 油脂的质量评价

油脂在加工和贮藏过程中，其品质会因各种化学反应而逐渐降低。脂肪的氧化反应是引起油脂酸败的重要因素。此外，水解、辐照等反应均会导致油脂品质降低。脂类氧化反应十分复杂，氧化产物众多，且有些中间产物极不稳定，易分解，故对油脂氧化程度的评价指标的选择是十分重要的。目前仍没有一种简单的测试方法可立即测定所有的氧化产物的氧化程度，常常需要测定几种指标，方可正确评价油脂的氧化程度。以下是几种常用的测定油脂氧化程度的方法。(https://www.xing528.com)

（1）皂化值 1g油脂完全皂化时所需要的氢氧化钾的毫克数称作皂化值。每种油脂都有一定的皂化值。皂化值的大小与油脂平均分子质量成反比，油脂的皂化值一般都在200左右，组成油脂的脂肪酸分子质量越小，油脂的皂化值越大，皂化值是检验油脂质量的重要常数之一。肥皂工业根据油脂的皂化值的大小，可以确定合理的用碱量和配方；皂化值较大的食用油脂，熔点较低，消化率则较高。

（2）碘值 油脂中的碳碳双键与碘的加成反应常用来测定油脂的不饱和程度。100 g油脂与碘反应所需要碘的克数称作碘值，通过油脂的碘值可以判断油脂中脂肪酸的不饱和程度（即双键数）。碘值大的油脂，说明油脂组成中不饱和脂肪酸含量高或不饱和程度高。碘值下降，说明双键减少，油脂发生了氧化。所以有时用这种方法监测油脂自动氧化过程中二烯酸含量下降的趋势。根据碘值的大小可以把油脂分为：干性油（碘值在180～190），半干性油（碘值在100～120），不干性油（碘值小于100）。由于碘与脂肪酸中双键的加成反应速度慢，所以常用氯化碘或溴化碘的冰醋酸溶液代替碘，因为氯原子或溴原子能使碘活化以加快反应速度。

过量的IBr在KI存在下，析出I₂，再用Na₂S₂O₃溶液滴定，即可求得碘值。碘值是油脂性质的重要参数，也是油脂分析的重要指标。

IBr +KI→I₂+KBr

I₂+2Na₂S₂O₃→2NaI +Na₂S₄O₆

（3）酸价 酸价表示油脂中游离脂肪酸的数量。中和1 g油脂中游离脂肪酸所需的氢氧化钾毫克数称为酸价。新鲜油脂的酸价很小，随着贮存期的延长和油脂酸败情况恶化，其酸价随之增大。油脂中游离脂肪酸含量增加，可直接说明油脂的新鲜度和质量的下降，所以酸价是检验油脂质量的重要指标。根据我国食品卫生的国家标准规定，食用植物油的酸价不得超过5。

（4）过氧化值 过氧化值是指1 kg油脂中所含氢过氧化物的毫摩尔数，氢过氧化物是油脂化的主要初级产物，在油脂氧化初期，过氧化值随着氧化程度加深而增高。而当油脂深度氧化时，氢过氧化物的分解速度超过了氢过氧化物的生成速度，这时过氧值会降低，所以过氧化值宜用于衡量油脂氧化初期的氧化程度，过氧化值常用碘法测定：ROOH+2KI→ROH+I₂+K₂O，生成的碘再用Na₂S₂O₃溶液滴定I₂+2Na₂S₂O₃→2NaI+Na₂S₄O₆，即可定量确定氢过氧化物的含量。

小资料

怎样炒菜？快炒、控好油温是关键

炒菜是以油脂传热为主、锅体直接传热为辅的加热方法。它的烹调速度较快，溶水损失较少，食材中水溶性维生素的损失通常少于炖煮方法，但多放油会大幅度增加菜品的脂肪含量，同时造成类胡萝卜素的损失。

烹饪建议：炒菜讲究快速，最好用质地脆嫩容易熟的食材。如果食材质地老硬，可以先将其切成薄片或小块，或者预先焯烫一下。

控制油温也很重要，等油烧到要冒烟但还没冒出来的时候放菜最好。检验油温的方法：把葱花先放进去，当其还没有变色，周围冒出较多的小气泡时，说明油温合适。