姚 凌，徐立榮，蔡志鵬，季 鑫，常佳睿，吳港城，王興國

(江南大學 食品學院，江蘇 無錫 214122)

煎炸是食品工業(yè)和餐飲行業(yè)中食品脫水和烹制的重要方法之一，在煎炸和隨后的冷卻過程中，油脂作為熱交換介質(zhì)，吸附在食物表面，進而滲入食物內(nèi)部，使食物獲得良好的風味及質(zhì)地。在煎炸過程中，煎炸油除了充當熱媒外，其對煎炸食品風味的形成及產(chǎn)品品質(zhì)還起著重要作用[1]。煎炸油的脂肪酸組成對煎炸食品的風味產(chǎn)生重要的影響。煎炸油中的不飽和脂肪酸，尤其是油酸和亞油酸，在高溫煎炸時通過發(fā)生氧化降解反應生成醛、酮、酸、醇等揮發(fā)性物質(zhì)，賦予煎炸食品特殊的香味[2-3]。

薯條是一種以馬鈴薯(土豆)為原料，切條后經(jīng)煎炸而成的食品，其因宜人的風味受到全世界消費者的喜愛。風味是人的感官對食品包含的香味和呈味物質(zhì)的總體感覺，研究風味物質(zhì)對食品加工、儲存等過程至關(guān)重要，目前對于馬鈴薯及其產(chǎn)品中揮發(fā)性風味物質(zhì)的研究主要集中在生的、蒸煮的及(微波)烘烤的馬鈴薯和馬鈴薯片[4-6]，對于薯條的揮發(fā)性物質(zhì)研究相對較少。本實驗的目的在于通過研究薯條的風味組成，選用合適的煎炸油提高薯條的風味質(zhì)量。考慮到煎炸油對薯條揮發(fā)性物質(zhì)的影響，實驗對選用的11種煎炸油的脂肪酸組成及部分理化指標進行分析，再采用SPME法提取薯條的揮發(fā)性成分進行測定。通過感官評價對薯條的顏色、外觀、風味、油膩感等8個方面進行評定，分析不同煎炸油煎炸薯條的風味物質(zhì)組成，為選用合適的煎炸油提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

高油酸葵花籽油，日清食品有限公司；葵花籽油、大豆油、米糠油、花生油、菜籽油，益海嘉里糧油有限公司；亞麻籽油，北京紅井源商貿(mào)有限公司；40℃棕櫚油、高油酸菜籽油(不添加抗氧化劑)，嘉吉投資(中國)有限公司；棉籽油，晨光科技有限公司；豬油，上海東利油脂食品有限公司；新鮮荷蘭大土豆，山東農(nóng)場；1，2，3-三氯丙烷標準品，美國Sigma公司；異辛烷、甲醇、正己烷，均為色譜純；其他試劑均為分析純。

煎炸鍋(2.5 L)，艾格麗公司；固相微萃取裝置、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，美國色譜科公司；Trace 1300 ISQ氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)，美國賽默飛世爾科技公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 煎炸油脂肪酸組成測定

脂肪酸甲酯的制備：取50.0 mg待測油樣于5 mL離心管中，加入1.0 mL正己烷使其溶解均勻；然后加入0.5 mL 2 mol/L的氫氧化鉀-甲醇溶液，并在旋渦振蕩儀上振蕩30 s；取上清液，轉(zhuǎn)移至另一離心管，加入少量無水硫酸鈉，離心后取上清液，過0.22 μm濾膜，待氣相色譜分析。

氣相色譜分析條件：進樣口溫度250℃；分流比100∶1；進樣量1 μL；載氣為高純氮氣(99.99%)；載氣流速20 mL/min，恒流模式；檢測器溫度250℃；升溫程序為60℃保持3 min，然后以5℃/min升溫至170℃，并保持15 min，最后以2℃/min升溫至220℃，并保持10 min。采用峰面積歸一化法定量。

1.2.2 煎炸油理化性質(zhì)的測定

極性組分含量(TPC)根據(jù)GB 5009.202—2016制備型快速柱層析法測定；過氧化值根據(jù)GB 5009.227—2016測定；碘值根據(jù)GB 5009.267—2016測定；酸值根據(jù)GB 5009.229—2016測定。

1.2.3 煎炸實驗

生土豆洗凈，去皮，然后用方形刀具模具切成條(10 mm×10 mm×50 mm)，清洗后再放入沸水中漂燙3 min(土豆條與沸水比例1∶8)，并用吸水紙吸去其表面過量的水。漂燙后的土豆條在煎炸油中170℃下煎炸3 min，取出，備用。

1.2.4 薯條揮發(fā)性物質(zhì)測定

揮發(fā)性成分的提取與分離參考Santos等[7]的方法，作部分修改。將(1.50±0.02)g薯條放入20 mL頂空瓶中，加入5 mL 15%的NaCl溶液和50 μL內(nèi)標溶液(59 μg/mL 1,2,3-三氯丙烷)，插入已老化萃取頭進行提取。提取條件為提取溫度60℃，平衡時間10 min，提取時間30 min。

采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對揮發(fā)性成分進行分離鑒定。分析條件：進樣口溫度250℃，解吸時間5 min；DB-WAX MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，升溫程序為初始溫度45℃，保持2 min，以3℃/min升至180℃，然后以10℃/min升至240℃，保持5 min；載氣為氦氣，流速1.0 mL/min；電子轟擊離子源(EI)，電子能量70 eV，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃；全掃描模式，質(zhì)量掃描范圍33～45。每個樣品平行檢測3次，取平均值，通過將揮發(fā)性化合物的保留指數(shù)(RI)和MS數(shù)據(jù)與標準品進行比較來確定揮發(fā)性化合物，并通過內(nèi)標法定量。

1.2.5 感官評定

將薯條置于聚四氟乙烯瓶中，蓋緊瓶蓋，在室溫下讓評價小組成員進行感官評價。小組由28人組成，均為江南大學風味分析研究方向的學生。分別從顏色、外觀、風味、油膩感、酥脆性、粉狀質(zhì)地、硬度、滋味8個方面對薯條進行評分。除此以外，評價人員還需打出整體喜好性分數(shù)。薯條感官評價細則見表1。

表1 薯條感官評價細則

1.2.6 數(shù)據(jù)分析

所有實驗至少重復3次，所得結(jié)果以平均值表示。運用IBM SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進行單因素方差(ANOVA)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 11種煎炸油的脂肪酸組成與部分理化指標

11種煎炸油的脂肪酸組成及含量、碘值、酸值、過氧化值和極性組分含量如表2所示。由表2可以看出，棕櫚油和豬油中的飽和脂肪酸含量最高，分別為44.67%和48.12%。高油酸菜籽油和高油酸葵花籽油中的油酸含量較高，分別為76.08%和82.77%。亞麻籽油中的亞麻酸含量最高，為49.12%，而在花生油中未檢出亞麻酸?？ㄗ延秃兔拮延椭械膩営退岷枯^高，分別為65.56%和65.96%。

表2 11種煎炸油的脂肪酸組成及含量、碘值、酸值、過氧化值和極性組分含量

碘值表示油脂的不飽度，碘值越大，油脂的不飽和度越高。11種煎炸油的不飽和度順序為豬油<棕櫚油<高油酸葵花籽油<高油酸菜籽油<花生油<米糠油<菜籽油<棉籽油<大豆油<葵花籽油<亞麻籽油。11種煎炸油過氧化值和酸值均滿足GB 2716—2018要求。11種煎炸油極性組分含量為1.00%～9.50%，遠低于國標限量27%。

2.2 11種煎炸油煎炸薯條的揮發(fā)性物質(zhì)組成

11種煎炸油煎炸薯條中揮發(fā)性物質(zhì)的組成及含量如表3所示。由表3可以看出，高油酸菜籽油煎炸薯條中鑒定出57種揮發(fā)性物質(zhì)，高油酸葵花籽油煎炸薯條中鑒定出57種揮發(fā)性物質(zhì)，棕櫚油煎炸薯條中鑒定出65種揮發(fā)性物質(zhì)，菜籽油煎炸薯條中鑒定出64種揮發(fā)性物質(zhì)，葵花籽油煎炸薯條中鑒定出61種揮發(fā)性物質(zhì)，豬油煎炸薯條中鑒定出63種揮發(fā)性物質(zhì)，米糠油煎炸薯條中鑒定出64種揮發(fā)性物質(zhì)，大豆油煎炸薯條中鑒定出43種揮發(fā)性物質(zhì)，花生油煎炸薯條中鑒定出43種揮發(fā)性物質(zhì)，棉籽油煎炸薯條中鑒定出42種揮發(fā)性物質(zhì)，亞麻籽油煎炸薯條中鑒定出38種揮發(fā)性物質(zhì)。對11種煎炸油煎炸薯條中鑒定的揮發(fā)性物質(zhì)進行比較發(fā)現(xiàn)，共同檢出的化合物有28種，其中包括醛類化合物17種，酮類化合物1種，含氧雜環(huán)類化合物1種，含氮雜環(huán)類化合物4種，醇類化合物2種，酸類化合物3種。

表3 11種煎炸油煎炸薯條中揮發(fā)性物質(zhì)組成及含量 μg/100 g

續(xù)表3μg/100 g

續(xù)表3μg/100 g

Dobarganes等[8]研究發(fā)現(xiàn)，油脂是煎炸食品風味的主要貢獻者，醛類化合物、酮類化合物、醇類化合物等揮發(fā)性風味物質(zhì)大多由油脂氫過氧化物的降解產(chǎn)生。11種煎炸油煎炸薯條共同鑒定出的揮發(fā)性物質(zhì)中種類最多的是醛類化合物，其次是含氮雜環(huán)類化合物、酸類化合物、醇類化合物，還有一些含量較少的物質(zhì)包括酮類化合物和含氧雜環(huán)類化合物；其中醛類化合物、含氧雜環(huán)類化合物和含氮雜環(huán)類化合物對煎炸薯條風味有較大貢獻。

2.2.1 醛類化合物

11種薯條中鑒定出的醛類物質(zhì)由飽和醛、單不飽和醛、多不飽和醛(二烯醛)和一些具有取代基的醛類組成，包括：戊醛、己醛、庚醛、辛醛、(Z)-2-庚烯醛、壬醛、(E)-2-辛烯醛、(E，E)-2，4-庚二烯醛、癸醛、苯甲醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、(Z)-2-癸烯醛、2,4-壬二烯醛、(E，E)-2，4-壬二烯醛、2-十一烯醛、(E,Z)-2,4-癸二烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、4-氧代壬醛、(Z)-4,5-環(huán)氧-(E)-2-癸烯醛、(E)-4,5-環(huán)氧-(E)-2-癸烯醛、(E,E)-2,4-十二烯醛,α-亞乙基-苯乙醛。

油脂中醛類物質(zhì)生成的主要途徑有兩個：一是通過Strecker降解，將Maillard初期產(chǎn)物氨基酸酮糖和氨基酸醛糖等非揮發(fā)性物質(zhì)降解為還原酮、還原葡萄糖醛酮和糠醛；二是通過油脂自氧化生成過氧化物，然后進一步裂解生成脂肪族醛、酮、醇等物質(zhì)。

2.2.1.1 飽和醛

己醛主要是亞油酸-13-COOH經(jīng)β-均裂裂解產(chǎn)生的分解產(chǎn)物，同時也可能是亞油酸-12-COOH經(jīng)β-均裂裂解產(chǎn)生的1-己烯基自由基與羥基自由基結(jié)合后的醛-烯醇互變異構(gòu)的產(chǎn)物[9]，其在煎炸油中呈現(xiàn)青香、葉香或木香味。亞麻籽油煎炸薯條中的己醛含量最高，為46.19 μg/100 g。庚醛不僅可以通過亞油酸的氧化產(chǎn)生，也可以來自于油酸的氧化。因此，富含油酸的高油酸葵花籽油煎炸的薯條中庚醛含量最高，為24.48 μg/100 g；而菜籽油煎炸薯條中的庚醛含量最低，為4.77 μg/100 g。壬醛主要是油酸-9-COOH經(jīng)β-均裂裂解產(chǎn)生的1-壬烯基自由基與羥基自由基結(jié)合后的醛-烯醇互變異構(gòu)的產(chǎn)物，同時也是油酸-10-COOH經(jīng)β-均裂裂解產(chǎn)生的分解產(chǎn)物，在煎炸油中主要呈現(xiàn)青香。壬醛在高油酸葵花籽油煎炸薯條中含量最高(336.69 μg/100 g)，在菜籽油與葵花籽油、棉籽油與亞麻籽油煎炸薯條中差異不大。

2.2.1.2 單不飽和醛

單不飽和醛以十碳及以下的反式醛為主。如(E)-2-辛烯醛、(E)-2-壬烯醛具有油脂香，(E)-2-癸烯醛具有青香、油脂香。其中：(E)-2-辛烯醛在葵花籽油煎炸薯條中含量最多，為52.59 μg/100 g；而(E)-2-壬烯醛和(E)-2-癸烯醛在高油酸葵花籽油煎炸薯條中含量最多，分別為61.80 μg/100 g和1 177.63 μg/100 g。順式單不飽和醛主要是(Z)-2-庚烯醛、(Z)-2-癸烯醛和2-十一烯醛。2-十一烯醛主要由油酸-8-COOH 經(jīng)β-均裂裂解產(chǎn)生[9]，具有青草香味。在三油酸甘油酯的加熱產(chǎn)物中，2-十一烯醛是含量最多的醛類物質(zhì)。因為含有較高含量的油酸，所以高油酸菜籽油煎炸薯條和高油酸葵花籽油煎炸薯條中2-十一烯醛的含量明顯高于其他幾種煎炸油煎炸薯條，含量分別為511.53 μg/100 g和1 355.63 μg/100 g。

2.2.1.3 多不飽和醛

(E，E)-2，4-庚二烯醛含量在11種煎炸油煎炸薯條中差別較大，其在煎炸油中主要呈現(xiàn)油膩味、脂肪味，來源主要是亞麻酸，所以富含亞麻酸的亞麻籽油煎炸薯條中的(E，E)-2,4-庚二烯醛含量最高，為509.96 μg/100 g，花生油煎炸薯條中其含量最低，為9.94 μg/100 g。(E，E)-2，4-壬二烯醛主要是亞油酸裂解反應的產(chǎn)物[10]，呈強烈的花果香和油脂香，其在葵花籽油煎炸薯條中的含量最高，為45.90 μg/100 g。(E，E)-2，4-癸二烯醛是煎炸薯條中重要的風味活性化合物，呈現(xiàn)油脂香，主要來自于亞油酸的氧化反應，其中亞油酸含量較高的葵花籽油煎炸薯條中(E，E)-2，4-癸二烯醛的含量較其他幾種薯條高，為5 741.48 μg/100 g。同時，(E，E)-2，4-癸二烯醛的順反異構(gòu)體(E，Z)-2，4-癸二烯醛在葵花籽油煎炸薯條中的含量也最高，為1 381.97 μg/100 g。

2.2.1.4 取代基醛

苯甲醛具有扁桃仁味和燒焦味，它的出現(xiàn)往往伴隨著2,4-癸二烯醛的出現(xiàn)，并且在2,4-癸二烯醛的氧化分解產(chǎn)物中也檢測出苯甲醛的存在，另外在模擬的煎炸條件下[11]，三亞油酸甘油酯所產(chǎn)生的揮發(fā)性成分中苯甲醛的含量比三油酸甘油酯、玉米油和氫化棉籽油所產(chǎn)生的苯甲醛的含量高，所以苯甲醛也是亞油酸的氧化分解物。在高油酸菜籽油和高油酸葵花籽油煎炸薯條中未檢測到苯甲醛。4-氧代壬醛被認為是食物長時間煎炸后所生成的具有潛在毒性和致病性的物質(zhì)，實驗僅在5種煎炸油煎炸薯條中檢測到4-氧代壬醛，其中葵花籽油煎炸薯條中的含量最高，為13.02 μg/100 g。

2.2.2 含氮雜環(huán)類化合物

11種煎炸油煎炸薯條中鑒定出的含氮雜環(huán)類化合物主要是吡嗪，包括乙基吡嗪、2，5-二甲基吡嗪、2，6-二甲基吡嗪、6-甲基-2-乙基吡嗪、2-乙烯基-6-甲基吡嗪、3-甲基-2-乙基吡嗪、2,5-二甲基-3-(2-甲基丙基)吡嗪、2-乙基-3，5-二甲基吡嗪、2,5-二甲基-3-乙基吡嗪、2-異戊二烯-6-甲基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、2-異丁基-3-甲基吡嗪、2-丁基-3-甲基吡嗪、2,5-二甲基-3-(3-甲基丁基)吡嗪。

吡嗪類物質(zhì)被認為是以氨基酸和游離糖為風味前體物質(zhì)通過Maillard反應產(chǎn)生的，這類化合物具有黑面包香氣，是所有焙烤食品、烤面包或類似的加熱食品中的重要風味化合物，形成的最直接途徑是α-羰基化合物與氨基酸的氨基縮合，發(fā)生Strecker降解反應[12]。11種煎炸油煎炸薯條中均檢出2,5-二甲基吡嗪、6-甲基-2-乙基吡嗪和2-乙基-5-甲基吡嗪，且都在棉籽油煎炸薯條中含量最高。

除吡嗪外，吡啶類含氮化合物也在11種煎炸油煎炸薯條中被檢出。吡啶的香氣通常受其種類和濃度的影響，低濃度通常有非常愉悅的香氣，如青草香；濃度高時，香氣常會變得粗糙和刺鼻，如2-乙?；拎び袩煵菹鉡13]。

2.2.3 含氧雜環(huán)類化合物

11種煎炸油煎炸薯條中檢出的含氧雜環(huán)類化合物主要是呋喃和呋喃酮，其中2-戊基呋喃為共同檢出的化合物?？ㄗ延图逭ㄊ項l的2-戊基呋喃含量最高，為70.58 μg/100 g。2-戊基呋喃的來源是脂質(zhì)的氧化降解，經(jīng)常出現(xiàn)在油脂加熱過程中，是油脂呈味的主要揮發(fā)性物質(zhì)之一，具有果香、青香、豆香、泥土及類似蔬菜的香味。2-戊基呋喃的主要生成機理是亞油酸-9-COOH經(jīng)β-均裂裂解產(chǎn)生的1,3-壬二烯基自由基再發(fā)生氫過氧化反應，生成1,3-壬二烯-1-COOH，失去羥基自由基后，發(fā)生烯醇環(huán)化反應，形成2-氧雜-3-戊基環(huán)戊烯，再失去1個氫自由基，從而形成穩(wěn)定的2-戊基呋喃。呋喃酮來源于Maillard反應中糖的環(huán)化、烯醇化反應，其具有焦糖甜香，對面包、牛肉的香氣有較大貢獻[14]。實驗檢出的2種呋喃酮均在高油酸葵花籽油煎炸薯條中含量最高。

2.2.4 酮類化合物

酮類化合物也是油脂在高溫下的主要產(chǎn)物，對加熱油脂或煎炸食物的香氣具有一定的影響。但是，大多數(shù)實驗結(jié)果認為酮類揮發(fā)性物質(zhì)的出現(xiàn)會對人體健康產(chǎn)生負面影響。11種煎炸油煎炸薯條中共同檢出的酮類揮發(fā)性物質(zhì)僅有1種，為1-(1H-吡咯-2-基)-乙酮，其在棉籽油煎炸薯條中含量最多(12.99 μg/100 g)。

2.2.5 其他

除上述幾類物質(zhì)外，共同檢出的揮發(fā)性物質(zhì)還有酸類化合物和醇類化合物。研究表明，醇類和酸類化合物在煎炸薯條中的相對含量隨時間的變化不明顯，大多在某一含量水平上波動，不能夠作為煎炸薯條風味的主要貢獻物[15]。另外，11種煎炸油煎炸薯條中還檢出少量的烴類、含硫化合物和酯類化合物。

2.3 11種煎炸油煎炸薯條的感官評價

11種煎炸油煎炸薯條的感官評分如表4所示。

從表4可以看出，除豬油煎炸薯條的顏色和外觀稍差，其他煎炸油煎炸薯條的顏色和外觀屬性差異不顯著，棕櫚油煎炸薯條風味最佳，有煎炸薯條香味，而豬油煎炸薯條風味最差，香味不明顯。大豆油、豬油和米糠油煎炸薯條有明顯的油膩感。高油酸菜籽油煎炸薯條的酥脆性最佳，豬油煎炸薯條的酥脆性最差。豬油煎炸薯條的粉狀質(zhì)地最差，高油酸菜籽油煎炸薯條的粉狀質(zhì)地最佳。另外，高油酸菜籽油煎炸薯條在硬度和滋味方面也優(yōu)于其他幾種煎炸油煎炸薯條?？傮w來說，豬油煎炸薯條整體喜好性最差，次于亞麻籽油煎炸薯條，而棕櫚油煎炸薯條的整體喜好性最佳。

表4 11種煎炸油煎炸薯條的感官評分

3 結(jié) 論

對11種煎炸油煎炸薯條的揮發(fā)性化合物的組成進行研究。結(jié)果表明，11種煎炸油煎炸薯條的揮發(fā)性成分包括醛類、酮類、含氧雜環(huán)類、含氮雜環(huán)類、烴類、醇類、酸類、含硫化合物和酯類化合物，其中醛類化合物是煎炸薯條中主要的揮發(fā)性化合物。棕櫚油煎炸薯條中揮發(fā)性物質(zhì)種類最多，亞麻籽油煎炸薯條中的最少。葵花籽油和棉籽油煎炸薯條中多不飽和醛含量較高，其中(E，E)-2，4-癸二烯醛含量最高，被認為是煎炸薯條中重要的風味活性化合物，呈現(xiàn)油脂香；高油酸菜籽油和高油酸葵花籽油煎炸薯條中單不飽和醛含量較高，其中高油酸葵花籽油中2-十一烯醛含量最高；亞麻籽油煎炸薯條中的(E，E)-2，4-庚二烯醛含量最高，會呈現(xiàn)出消費者不期望的脂肪味和油膩味。感觀評定結(jié)果顯示，棕櫚油煎炸薯條感官評分最高，而豬油和亞麻籽油煎炸薯條感官評分最低。