德图TESTO带您一起探秘极性组分｜煎炸油中的化学变化

从化学上来讲，油脂是什么？

所有的油脂，无论是动物油还是植物油，无论液态还是固态，都是有着类似的结构，一个甘油分子（丙三醇）作为油脂分子的估价，三个脂肪酸分别接到甘油分子上，形成甘油三酸酯。甘油三酸脂是油脂的最基本的结构，不同的油脂，最主要的区别在于脂肪酸分子的不同。

与甘油分子连接的脂肪酸分子，根据其碳链的结构不同，可以分成饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸。其中不饱和脂肪酸又分为单不饱和脂肪酸以及多不饱和脂肪酸。碳链上不含有双键，连接了最大数量的氢原子，这样的饱和脂肪酸其性质稳定，比较能耐高温，油炸工艺通常会采用饱和脂肪酸含量高的油脂。不饱和脂肪酸含有双键，根据双键的数量分为单不饱和脂肪酸以及多不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸反应活性强，不稳定，然而其对人体有特殊的作用，人体需要它们来构筑细胞结构，通常我们所说的植物油含有大量的不饱和脂肪酸。

什么是反式脂肪酸？

反式脂肪酸是不饱和脂肪酸的一种，它具有特殊的结构。反式脂肪酸与饱和脂肪酸一样能够增加血液中胆固醇的水平，并有增加心血管疾病的风险。通常烘焙和油炸的过程会产生一定量的反式脂肪酸，加热的时间越久，产生的反式脂肪酸含量越高。

在常见的这些油脂中，单不饱和脂肪酸含量较高的通常来说对人的健康比较好。它可以可降低血液中的LDL胆固醇水平。这有助于降低冠状动脉疾病和中风的风险。单不饱和脂肪还具有较高的维生素E含量，并有助于维持或发育人体细胞。

“根据油行业的汇总数据显示，近年我国人均植物油消费量约30千克/年，其中大部分（70%以上）被作为家庭烹饪用油和餐饮业用油被居民直接用掉了，人均吃油量超过20千克/年，人均吃油55克/日以上，远超膳食指南推荐的25-30克/日。”--《少吃油，吃好油》王兴国编著

在油炸时会发生什么？

食品油炸的过程是一个脱水的过程，水分和水溶性的物质在高温下被提取出来，进入到油脂中，同时食物吸收油脂。高温下释放的水分不会立刻进入到食用油中，因此会在食物的表面形成一层水蒸气“外壳”，这层水蒸气可以避免食物焦化。食物表面会形成一些多孔的结构，当大部分水分挥发后，油脂由这些空洞进入食品。随着食品温度的升高，食物内部发生美拉德反应，使得食物具有诱人的香味和色泽。

油脂的寿命周期？

油脂在食物煎炸过程中是不断变化的过程，不断发生化学反应。油脂的反应主要包含以下：

01

氧化反应

油脂会与空气中的氧气发生氧化反应，造成油脂的劣化。油脂的氧化不仅仅在煎炸的高温下发生，在常温下已经在发生了。温度每升高10℃，氧化反应的速率加倍。随着氧化反应产物的不断增加，油脂老化的速率加快。对于一些双键含量较高的油脂，越容易发生氧化反应。这就直接导致这样的油脂不耐煎炸，并且常温下的保质期也较短。

氧化反应的过程由以下几个阶段组成

诱导期：在光、加热或者金属（铜铁）等的作用下发生氧化反应，产生了自由基(R*,R=脂肪酸基团)，自由基与空气中的氧气发生反应，行程ROO*基团。ROO*从另一个脂肪酸分子出获得一个氢原子H,变成过氧化脂肪酸分子**ROOH。失去氢原子的脂肪酸分子继续与氧气发生反应。

链增长-支化反应-终止反应期：过氧化脂肪酸分子（ROOH）非常不稳定，反应生成不同的产物，如RO*和*OH，与存在的氧气反应，或者与周围的脂肪酸分子发生反应（链支化反应）。形成的基团越多，基团之间相互碰撞的概率越高。当两基团相碰撞时，两个自由基团形成化学键，发生终止反应。此时的基团被捕获，不会再捕捉氢原子。一些抗氧化剂如维生素E,可以捕捉基团，防止或者延迟链反应的发生，起到抗氧化的作用。

02

聚合反应

在不饱和脂肪酸组成的食用油中，由于加热，金属催化（如铜、铁等）以及光的影响下，分子中的双键断裂，形成二聚物，然后形成多聚物，随着分子聚合反应的发生，油脂变得粘稠，在煎炸过程中，水很难挥发，热量不能很好的进入食物内部，美拉德反应不充分，食物变干并且卷缩。此时的油脂更容易粘附在食物上，造成油脂的流失浪费。

03

水解反应

油脂的水解反应主要是由于食物中的水分渗透而引发的。水分会从油脂中萃取出一些挥发性的分解产物，如短链脂肪酸或者醇类。在水解反应中，甘油和脂肪酸之间的化学键被水分子破坏，断裂成两部分，水分子的氢原子连接到甘油基团上，剩下的羟基连接在脂肪酸基团上，这就导致了油脂口感发生变化。

以上各种化学反应产生的具有分子极性的产物我们统称为“总极性物质”或“极性组分”。总极性物质不仅仅影响油脂的稳定性、外观和风味，还影响油炸产物的品质。在劣化的油脂中油炸的产品很快形成一个深色的硬壳，同时会吸收大量的油脂。在高极性组分的油脂中，水分更容易逸出，产品很快变干。由于水分的快速挥发，会导致食物与油脂快速接触，导致食物变成棕褐色，出品变差。据相关科学研究表明，含有大量极性物质的油脂在食用后，有一定的风险引起胃部不适和消化问题。

在我国的法规中，为了保障消费者的身体健康，法规明确规定了煎炸油极性组分的含量不可以超过27%，从而控制煎炸油的化学变化给食品安全带来的化学危害。