調理食品高效油炸的研究進展

張 慜， 祝銀銀

（江南大學 食品學院，江蘇 無錫 214122）

調理食品（Prepared foods）又稱方便預制食品，是指以農、畜、水產品為原料，經過適當調理、妥善包裝，于冷凍（-18℃）、冷藏（7℃以下）或經氣調等處理可在常溫下貯藏、販賣，可直接食用或食用前經過簡單加工或熱處理即可食用的產品[1]。調理食品特指近20年來國際上迅速發展起來的由工業化生產的各種大眾化配方食品，其最大特點是具有一定的配方要求和工程程序的工業化生產，其加工、保存、運輸、銷售和食用等環節具有省事、省時、省原料、省燃料、體積小以及廢料可加工成飼料等優點。可以說調理食品是現代營養學、食品工藝學、食品冷藏學、現代包裝學等學科相互結合的產物[2]。調理食品其實質是一種方便食品，具有方便化、快捷化、美味花、營養化、安全化等特點。因其產品附加值較高，具有本土化口味的需求，被公認為國內食品行業具有發展潛力的產品之一。隨著工藝技術的創新、冷鏈流通體系的完善、包裝材料的更新和高效能解凍設備的開發，新型調理食品有著無限廣闊的市場前景。而油炸調理食品具有風味獨特、簡單調理即可食用，可以常溫貯存等優點，能夠被廣大消費者所接受。在當今快節奏的生活中，盡管人們對其褒貶不一，但有一點是毋庸置疑的，油炸方便面、油炸薯條與果蔬脆片等代表性的大宗油炸調味食品已經成為人們不可缺少的食物。

油炸技術可以分成常壓油炸、減壓油炸和高壓油炸三大類。常壓油炸的油釜內的壓力與環境大氣壓相同，通常為敞口，是最常見的油炸方式，適用面較廣，但食品在常壓油炸過程中營養素及天然色素損失較大，因此，常壓油炸比較適用于糧食類食品的油炸，如油炸糕點、油炸面包、油炸方便面的脫水等。低壓油炸又稱真空油炸，食品在食用油中進行油炸脫水干燥，使原料中的水分充分蒸發掉的過程。油炸釜內的油炸溫度一般在100℃以下，真空度為92～98.7 kPa。該方法可使產品保持良好的色澤、形狀和松脆性，其由于低氧環境，產品以及油脂劣變程度會相應降低，營養成分損失較少。高壓油炸即油炸釜內的壓力高于常壓的油炸方法。高壓油炸可解決因需要長時間油炸而影響食品品質的問題，此方法溫度高，水分和油的揮發損失少，產品外酥內嫩，最適合肉制品的油炸，如炸雞腿、炸牛排等[3]。

微波加熱與傳統加熱相比有顯著的差異，主要由于加熱形式、加熱速度的不同，造成食品熱能和水分的分布不同，從而影響了食品的內在品質。傳統加熱需要加熱環境和熱介質，要比較長的時間才能達到所需的加熱溫度，而微波加熱可使食品直接吸收微波并能立即加熱。微波加熱食品是通過微波的電場和磁場交替周期變化，使得食品中的偶極分子（如水、蛋白質等）隨著磁場變化不斷往返轉動，分子與分子之間的摩擦、碰撞、振動、擠壓等的作用產生熱能，使得食品被加熱，其加熱速度快，耗時短，所得產品品質高[4]。將微波和真空油炸相結合，不僅能在很短地時間內迅速脫水，而且在負壓條件下可以很好的保持產品的品質，從而實現調理食品的微波高效油炸。

1 常壓油炸調理食品

1.1 常壓油炸

常壓油炸作為食品加工手段可追溯到公元前1600年和古埃及時代。油炸真正作為食品加工手段的時間雖沒有明確記載，但是油炸一詞“frying”來源于拉丁語和希臘語的單詞炙烤“roasting”，這表明油炸可能由炙烤技術發展起來。常壓油炸由于其起源較早，國內外對該項油炸技術及設備的研究比較成熟，目前在國內外也比較普及[5]。

1.2 常壓油炸設備

常壓油炸設備主要有電加熱油炸設備、燃氣式油炸設備、連續式深層油炸鍋、油水混和式油炸設備、微波常壓油炸設備。

電加熱油炸設備在操作時將物料置于物料網籃中放入油中炸，炸好后連籃筐一起取出。此油炸方式有如下缺點：1）油炸過程中油處于高溫狀態，油很快氧化變質，粘度升高，重復使用幾次即變成黑褐色，不能食用。2）鍋底灰積存殘渣，隨著油炸時間的延長，油變得更加渾濁，而且殘渣附著在產品表面會加速食品的劣化，嚴重影響消費者的健康。3）高溫下長時間反復煎炸食品的油會生成多種形式的毒性不盡相同的油脂聚合物，這些物質會導致人神經麻痹、胃腫瘤甚至死亡。燃氣式油炸設備以燃氣為能源的一種油炸設備，設有自動點火和人工點火、火焰控制、油炸時間、溫度控制、氣壓調節等，使用安全、方便、衛生，是較為理想的油炸設備。連續式深層油炸鍋設備特點是無油炸籠，卻能使物料全部浸沒在油中連續進行油炸；油的加熱是在鍋外進行的；具有液壓裝置，能把整個輸送器框架及其附屬零件部件從油槽中升起或此案將，維修方便[3]。油水混合式油炸機徹底地改變了傳統的常壓油炸設備結構，科學地采用油水混合技術，通過運用新型的燃燒器，密封加熱，在升溫的過程有效地控制了下層油溫，減緩油炸的氧化，延長炸油的使用壽命，提高產品的品質，大大豐富和革新了油炸技術。S.D.Chen等[6]研究比較魚片的微波油炸和深層油炸中，使用的定制的微波油炸設備采用2 400 W的功率加熱油并用2 500 W的功率經行微波油炸，實驗表明常壓微波油炸技術是一種生產魚片的很有潛力的技術。立盈科技古人有限公司[7]（專利號：200420005515.2）公開了上掀式微波油炸機，其包含有一頂面具有開口的油炸爐，內部具有可提供油炸物放置的加熱室；可照射微波在油炸爐加熱室的微波產生裝置，其為一可蓋合在油炸爐頂面開口上的罩體，該裝置具有加速油炸的效果，改善油炸品質。

1.3 常壓油炸的研究進展

常壓下進行油炸加工，油溫在160℃以上，在高溫情況下，會產生特殊的香味。張喻等[8]以馬鈴薯為原料研究了切片厚度、坯料烘干時間（含水量）、被膜劑濃度、油炸時間、油炸溫度對常壓油炸馬鈴薯脆片品質的影響，確定了常壓油炸馬鈴薯脆片的加工工藝參數，即切片厚度為2.0 nm，油炸坯料于50℃下烘80 min，水分質量分數控制在60%左右，油炸前用0.8%的CMC-Na溶液被膜，在180℃下炸制2 min。Pedreschi等[9]研究了油炸土豆片中的油脂攝入以及質構變化情況，將在85℃熱水中熱燙3.5 min的土豆片和未處理的樣品在120、150、180℃的油溫下進行油炸。結果表明，油炸溫度以及預處理方法能夠顯著影響油炸土豆片最終的脂肪含量，溫度越高則土豆片所攝入的油脂越低，但是油炸溫度以及預處理方法對油炸土豆片最終質構沒有顯著影響。

近年來，利用微波加熱代替傳統方法油炸日益流行。曾敏等[10]研究了預干燥時間對微波低油薯片的影響，為了薯片具備油炸食品的風味，同時又避免常壓油炸的脂肪含量低，烘烤前在薯片表面用刷子涂上一層油，以使馬鈴薯片在微波處理過程中產生“油炸”環境。微波處理的目的在于干燥、熟化薯片，薯片涂油后放入微波爐中烘烤至熟化。結果表明，利用微波生產馬鈴薯片可使含油量降到20%以下。Mecit Halil Oztop等[11]研究了微波油炸薯片的優化條件，表明采用550 W的微波水平油炸2.5 min，在這種情況下油炸薯片的脂肪含量比普通油炸的脂肪含量低，因此微波油炸可以視為改善油炸產品品質的一種新型的、有發展前景的技術。Maryam Gharachorloo等[12]研究了微波油炸對煎炸油以及向日葵油的物理化學性質的影響，結果表明油脂很少退化，能夠降低油炸生產成本，可以將微波油炸視為合適的代替傳統油炸的一種方法。

1.4 常壓油炸存在的問題

常壓油炸因溫度很高會帶來很多問題，如食品的營養成分在高溫下受到破壞，色、香、味等受到影響。另外，高溫使油發煙、污染環境、增大油耗，同時高溫下反復使用油炸，會產生熱氧化反應，生成不飽和脂肪酸的過氧化物，它能直接妨礙機體對油脂和蛋白質的吸收，降低食品的營養價值。油中成分發生很多化學反應，導致炸油酸敗劣邊，油脂變稠、產生劣味，甚至會產生一些對人體有害甚至致癌的物質，影響消費者的健康，如丙烯酰胺等。常壓高溫油炸食品含油率都很高，使一些特殊人群（如肥胖者、心血管病人等）想吃而又不敢吃，使得常壓油炸食品加工范圍和銷售受到很大的限制。因此，降低常壓油炸產品的含油率也是亟待解決的問題。

2 真空油炸調理食品

隨著時代的發展，人們的消費觀念發生改變，營養知識的普及，千百年來所延用的開放式容器高溫油炸方式受到了挑戰。常壓油炸調理食品一系列問題的提出與發現，使得低溫真空油炸技術這一現有油炸技術進行全新突破，并代表21世紀發展方向的新型食品加工技術脫穎而出。真空油炸是在20世紀60年代末和70年代初發展起來的一項新型食品加工技術。該技術將脫水技術和油炸技術有機地結合起來，使得其具有許多獨到之處和對原料的廣適范應性。該技術在20世紀70～80年代的美國、歐洲和日本有了很大的發展，國際上已經研究了很多的真空油炸食品有水果類：蘋果脆片[13]、香蕉片[14]、芒果片[15]等；蔬菜類：胡蘿卜[16]，土豆[17]，四季豆、甘薯[18]等，肉食水產類：魚片[19]，牛肉類，蝦等。我國近年來先后開發了毛豆[20]、紅棗[21]、子芋[22]、蠶豆[23]、海蘆筍[24]等果蔬真空油炸產品，對真空油炸技術的研究不斷地深入。

2.1 真空油炸技術的原理

真空油炸其實質是在負壓條件下，食品在食用油中進行油炸脫水干燥。水在常壓下的沸點是100℃，真空系統相對于大氣壓而言是處于負壓狀態，隨著壓力的顯著降低，水的沸點也會相應的降低。在10～100 mm汞柱真空度下，水的沸點在10～55℃。在含水食品的氣化分離操作中，真空是與低溫緊密相聯系的。在真空下操作可以有效地避免高溫處理帶來的一系列問題，如炸油的聚合劣變、食品本身的褐變反應、營養成分的損失等[25]。

2.2 真空油炸工藝特點

2.2.1 膨化作用 采用真空油炸所制得的產品有顯著地膨化效果。這是因為在負壓狀態中，以油作為傳熱媒介，食品內部的水分（自由水分和部分結合水）會迅速蒸發而噴出，使組織形成疏松多孔的結構[26]。

2.2.2 保色保香 采用真空油炸，原料在低溫、低壓的油脂環境中進行加工。由于食物中的香料大多是水溶性的，在脫水過程后，這些香味成分進一步得到濃縮，因此可以很好地保存食物原有的香味。此外由于低氧環境，食物容易褐變和褪色，保持了原本的色澤。但是對于含有油溶性的色素，如葉綠素、類胡蘿卜素等，在油炸的過程中色素容易溶出，所以要進行預處理，以保證色素的穩定[27]。

2.2.3 產品含油率低 由于在負壓狀態下，油炸時，氣體很快擴散到食品孔隙中，阻礙油脂滲入產品的孔隙中，油炸結束后，產品仍然保持在真空條件下進行脫油，以防止當壓力從負壓恢復到常壓時，產品孔隙中的壓力迅速增加到常壓水平，產品表面的油脂滲入到孔隙中，所以產品的油脂含量較低[28]。

2.3 真空油炸設備的發展狀況

1972年美國專利（US3635722）是關于真空油炸專利文獻最早的報道，其提出了原始的封閉式油炸模式。1983年和1985年，日本專利（No.183048/1983和92718/1985）在真空油炸設備上做了很大的改進，原料在真空條件下油炸和脫油。1989年美國專利US4828859推出了使用預處理技術的真空油炸果蔬產品的方法和設備。隨后在1993年的專利US5182982中提出了連續真空油炸設備，簡化工序，防止殘渣沉積在油炸鍋底部，改進了產品質量，提高生產效率。我國臺灣在真空油炸技術上發展比較迅速，其技術以及設備在東南亞地區出現后，逐漸向世界各地推進，我國也對該技術進行了多方位的吸收和創新。在1995年我國成功研制了YZG-5型低溫真空加壓浸漬油炸機械，使得我國的果蔬脆片向著連續化、密封式、自動化、脂肪含量自動化監制的方向發展。同年，陳淑梅等[29]提出在真空狀態下進行油炸脫油的設備，該設備采用了在真空油炸鍋內直接脫油而不需要將加熱油排出真空室的真空油炸脫油技術。1996年，北京星印機械有限公司[30]提出了一項新型真空油炸機的發明專利（CN2223558Y），該設備提高了單機生產率，縮短了生產周期，能保持成品原有色澤、風味和營養。1999年，鄭曉等[31]在《回油式真空油炸脫油機設計》中介紹了一種回油式真空油炸脫油機及系統的結構、工作原理，并對主要設計參數進行了分析和計算。該設備實現同罐油炸和脫油的第二代機型中的一種，主要特征是油炸后炸罐內熱油放出至貯油罐，再進行離心脫油。2000年，夏德昭等[32]提出了以單片機為核心，PC機作監控的小型真空雙鍋油炸設備控制系統，詳細介紹了軟硬件的具體設計過程。新型芯片和典型抗干擾措施的使用提高了控制的性能，增強了系統的穩定性。東莞菇源堂生物科技有限公司[33]（專利號：201020657780.4）公開了全自動真空油炸機，該裝置設有兩個真空油炸室，即油預熱室和真空油炸室。油預熱室上設有多個電加熱管，該油預熱室與真空油炸室及設備冷卻裝置相連接，其中還設有熱電偶探頭。東莞愛尚菇食品科技有限公司[34]（專利號：201120044551.X）公開了三室真空低溫油炸機結構，設有兩個油炸室，每一個油炸室上都設有破真空裝置與離心脫油電機，兩個油炸室與真空系統、儲油室相連。其設備使用的食用油在加熱后，連續經行二次油炸工作，縮短了食用油的氧化過程，延長了食用油的使用壽命，兩個油炸室可以連續生產，提高了油炸機的工作效率。Rosana G.Moreira[35]研究了脫油裝置對高品質真空油炸土豆片的影響，發現脫油能顯著降低產品表面的脂肪含量。Ram Yamsaengsung[14]在研究真空油炸對香蕉結構變化的影響中，描述了真空油炸設備（Model ET32030，Nash，Trumbull，CT），該裝置包括控制箱、熱電偶、油炸鍋、冷凝器、液環真空泵，離心機等，離心機的轉速可以達到450 r/min，可以顯著地降低油脂含量。

2.4 真空油炸預處理研究進展

由于消費者對健康的關心，在油炸產品的加工過程中，脂肪含量成為一個很重要的控制指標。因此，許多專家學者致力于降低油炸產品的脂肪含量的研究。常常需要對樣品進行前期的預處理：如熱燙、浸漬、涂膜、預干燥。

肖功年等[17]研究了不同熱燙時間對真空油炸毛豆仁品質的影響，發現熱燙時間對含油率影響較大，得到最佳的熱燙時間為6 min。Shyu等[36]研究了預處理和加工條件對真空油炸蘋果脆片品質的影響，發現乳糖質量濃度對蘋果脆片的脂肪質量分數有顯著影響，并確定其最佳質量濃度是30～40 g/dL。范柳萍等[37]研究了預處理技術對真空油炸脆蠶豆品質的影響，表明預處理能顯著地影響蠶豆的水分質量分數和含油率，浸漬和熱風干燥預處理技術既可以顯著地降低產品的含油率，同時又不影響其脆度和色澤。Franco Pedreschi[38]研究了預干燥對薯片質構和含油率的影響，發現預干燥能顯著降低產品的含油率，同時提高產品的松脆性。宋聚賢等[39]為了得到低含油率并具有令人滿意品質的馬鈴薯脆片，采用真空微波-真空油炸-真空微波三階段聯合脫水工藝，并對三階段聯合脫水工藝進行優化，得出三階段聯合脫水工藝條件是：前期微波強度1.4 W/g在真空度為0.060 MPa下真空微波預干燥8 min，然后，在100℃和0.090 MPa條件下真空油炸15 min，最后在微波強度為2.4 W/g和真空度0.095 MPa條件下干燥4 min。Rungsinee Sothornvit[40]研究了可食用涂膜材料對真空油炸香蕉脆片品質的影響，結果表明，瓜兒豆膠或是黃原膠均能降低產品的含油率，同時保持產品的品質。

2.5 真空油炸技術的存在的問題

我國果蔬資源豐富，擴大果蔬脆片的生產具有很大的優勢，不僅方便攜帶，而且充分且合理地利用資源。真空油炸技術日趨成熟，加工的種類越來越多，產品的開發日新月異，但是還是存在一些問題：

2.5.1 產品脂肪含量高 市場上果蔬脆片產品的脂肪含量較高，過多的脂肪不僅增加了生產成本，而且縮短了產品的貯藏期，更主要的是對消費者的健康帶來一定的危害，如冠心病、心臟病[41]。因此降低油炸食品的脂肪含量應成為食品科研人員以及食品企業界力爭達到的目標。目前可行的簡易方案是增加固形物含量以及涂膜技術，但是對于涂膜技術來說，還是存在一些問題，因為可食用膠體能夠阻礙油的滲入的同時，對水分的蒸發也起到一定的阻礙，所以產品的最終水分含量會所有偏高。我們可以根據需要研究培育出高固形物含量的油炸專用品質，既可以降低產品的脂肪含量和生產成本，又可以提高貯藏穩定性。

2.5.2 缺乏某些產品的工藝研究 雖然目前很多果蔬已經應用到真空油炸技術上，而且建立了比較完善的工藝流程和工藝參數，但是有些新品種的果蔬原料，由于其獨特的物理化學成分，而不能使用普通的真空油炸工藝流程和參數進行加工。因此，為了促進真空油炸技術的全面發展應用和新產品的開發，對于特殊果蔬的真空油炸工藝的研究也是很重要的。

2.5.3 缺乏保持油炸產品品質在貯藏期穩定性和貨架期的工藝研究 真空油炸產品具有蓬松酥脆的結構，因為很容易吸潮，而且因為含有很多的脂肪，很容易發生酸敗和油脂氧化現象。真空油炸產品最重要的一個品質就是松脆性，而要保持這種狀態，其水分含量應該很好地控制在3%以下，因此在油炸產品的包裝上如何控制水分含量以及氧氣含量，避免吸潮和油脂氧化是研究的重點內容。

2.5.4 節約能源消耗 目前國內采用的真空油炸技術使用的加熱源一般是蒸汽能或是電能，能耗較大，生產成本較高。如何能夠使得真空油炸能高效的進行，急需開發新型技術，如采用微波源作為加熱源，將微波加熱與真空油炸技術相結合，提高生產效率，同時提高產品的品質。

3 展望

調理食品的油炸技術以及設備多種多樣，而且各種設備都有著各自的特點和適用范圍。但是每一個設備以及技術都或多多少的存在一些缺陷，所以人們在不斷的各種新技術、新方法，能夠生產出高品質、低脂肪的產品。采用微波真空技術與油炸技術以及一些預處理方法，可以使得產品在較短的時間內迅速脫水，降低公司生產成本，提高產品品質，達到高效節能的效果。

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