微波加熱過程中油脂升溫特性的研究

齊力娜，陸青青，程裕東，金銀哲

（上海海洋大學食品學院，上海201306）

微波加熱過程中油脂升溫特性的研究

齊力娜，陸青青，程裕東*，金銀哲*

（上海海洋大學食品學院，上海201306）

利用微波工作站實時測定微波加熱時油脂升溫情況以及不同凍藏時間的油脂經微波復熱時的溫度變化情況，考察了微波復熱過程中油脂的種類和凍藏條件對油脂溫度變化的影響。結果表明，大豆油、葵花籽油、花生油等6種植物油微波升溫特性有差別：葵花籽油因不飽和脂肪酸含量較高，升溫較快；花生油的不飽和脂肪酸含量較低，升溫較慢。置于-20℃凍藏1d后，6種油脂微波復熱曲線均會呈現S型，而且凝固點高的花生油復熱最慢，到達0℃所需時間最長。將大豆油分別置于-20℃和-30℃連續凍藏一個月，凍藏溫度越低對油脂微波復熱溫度變化影響越小，復熱曲線越穩定；在同一凍藏溫度下，凍藏時間越長對油脂復熱影響越小。

油脂，微波加熱，不飽和脂肪酸，凍藏，升溫特性

油炸食品因其獨特的酥脆口感和誘人的風味、色澤，日益受到消費者的喜愛，特別是炸牛排、炸薯條、炸魚丸等休閑食品是青少年每日首選的食品種類。但油炸食品制備過程繁瑣，產生大量油煙，而且制備出的油炸食品的含油量較高引起人們對健康的擔憂。研究證實可從油的種類，裹層配方，油料比，預處理方式等方面進行控制［1-4］，從而降低油炸食品含油量。

微波預油炸食品，為消費者提供了方便制備油炸食品的選擇，不僅保存了油炸食品的口感和質構，還縮短了制作時間［5-7］。油炸過程中，特別是油炸結束后從油鍋中取出食物時，由于壓力差會導致大量油脂被吸附在食物表面成為表皮成分之一［8］，而在微波復熱階段，油脂隨溫度的升高會對食品進行二次短時油炸，因此油脂表現出的升溫特性是油炸食品經微波復熱后表層品質形成的重要影響因素［9］。為更好了解微波加熱條件下凍藏油脂的升溫特性，本研究利用微波工作站，選取我國消費較多的6種植物油［10］，對其常溫以及凍藏狀態下的微波升溫特性進行研究，分析影響凍藏油脂升溫特性的因素。

1　材料與方法

1.1材料與設備

5L金龍魚大豆油、1.018L融氏玉米胚芽油、1.8L金龍魚花生油、900mL金龍魚調和油、1.8L金龍魚菜籽油、1.8L多力葵花籽油均購于上海臨港古棕路農工商超市。

實驗型微波工作站配有FISO Microwave Workstation Commander軟件，加拿大FISO公司；NNGD568 2450Hz型松下微波爐上海松下微波爐有限公司；BCD-168K型電冰箱東芝冰箱西安有限公司；N5230C 85070E型PNA-L網絡分析儀安捷倫科技有限公司；TA-XT plus物性測定儀型英國stable micro systems公司。

1.2實驗方法

1.2.1利用微波工作站測定油脂升溫曲線［11］FISO微波工作站，采用轉盤裝置，具有8通道，配有溫度傳感光纖（Model：FOT-L-SD-C1-F1-M2-R1-ST），通過電腦Microwave Workstation Commander軟件的控制，可以在線實時監測微波爐中樣品溫度變化。每次實驗前進行儀器校正，并將光纖固定于燒杯內同一位置。

取80mL油于80mL燒杯中并將光纖浸入液體，放入工作站的微波爐內（500W）加熱一定時間，微波爐開始工作即啟動FISO Microwave Workstation Commander軟件進行溫度監測。分別測定6種植物油的升溫曲線，重復實驗三次。

1.2.2脂肪酸檢測方法脂肪酸含量的測定由中國商業聯合會食品質量監督檢測中心根據《GB/T 17376-2008（動植物油脂）脂肪酸甲酯制備》、《GB/T 17377-2008（動植物油脂）脂肪酸甲酯的氣相色譜分析》測定6種植物油的脂肪酸含量。

1.2.3介電特性檢測方法E5071C矢量網絡分析儀、85070B末端開路的同軸探針、安捷倫85070測試軟件和計算機組成測試系統。測定前，開機預熱1h，采用開路、短路以及25℃去離子水校正儀器。選擇測量頻率范圍為300～4000MHz，線性采樣點為741個。測定時，將裝有植物油的燒杯置于探針下，讓探針充分進入油樣，并確保探針的端面無氣泡存留，測定數據。通過測試軟件計算節電參數和頻率，以介電常數和介電損失率表示植物油的介電特性。測定的環境溫度控制在25℃，每一樣品重復測定三次。

1.2.4硬度的檢測方法采用TA-XT2i型質構儀，P/5圓柱形探頭。測定條件如下：測前速度3mm/s；測試速度1mm/s；測后速度3mm/s；壓縮距離4mm；停留時間間隔5s；負重5g。測定前進行高度校準，每次測定三組平行樣品，取平均值。

2　結果與分析

2.1油脂升溫特性的分析

2.1.1幾種油脂的升溫特性在500W的微波功率下，花生油、調和油與其他四種油脂的升溫速率存在明顯差異。由圖1和表1，可以看出葵花籽油、菜籽油、大豆油和玉米胚芽油的升溫速度快于花生油和調和油。

2.1.2脂肪酸組成對油脂升溫特性的影響表2中列出的是6種植物油的脂肪酸測定結果。油脂類是脂肪和類脂的總稱，脂肪是由一分子甘油和三分子脂肪酸組成，又稱甘油三酯，其基本組成單位是脂肪酸，是食用油的基本組成單位。而在脂肪酸中，不飽和脂肪酸所占比例較大，因此微波加熱不同油脂產生的微弱差別與油脂的不同脂肪酸含量有關。從表2中可以看到，葵花籽油的油酸和亞油酸含量占總脂肪酸的87.1%，為6種油中最高，而其微波升溫速率也為6者中最快。花生油的油酸和亞油酸含量占總脂肪酸的78.4%為6者中最低，其升溫速率最慢。

圖1　微波加熱條件（功率為500W）下油脂的溫度變化Fig.1　Temperature-raising characteristics of oil at microwave power of 500W

表1　微波加熱條件（功率為500W）下油脂升溫曲線的擬合方程Table 1　Regression result of temperature-raising curves of oil at microwave power of 500W

表2　六種油脂的脂肪酸含量Table 2　The fatty acid content of 6 kinds of oil

油脂的介電性與水相比很低（表3），對微波能的吸收很弱，因此也有學者得出各種植物油的升溫曲線無差別的結論［11-12］。

2.2凍藏條件與油脂復熱特性的關系

2.2.1冷凍油的微波復熱特性在-20℃條件下凍藏24h的6種植物油，取出經微波（500W）復熱時均會經歷三個階段：0～80s階段油脂開始逐漸升溫，此時升溫速度相對較慢；80～120s階段油脂的升溫速度明顯增大；120s后油脂的升溫速度相對減慢。這是因為，剛取出階段，油脂呈凍冰的狀態而油脂和冰對微波能的透過性好，吸收少，因此升溫很慢；而第二階段當油脂中的水溶化后，吸收微波能變大，升溫速度上升；隨著溫度的上升，導致水分和易揮發物質減少，微波吸收減弱，又產生了第三階段油脂的升溫速度相對減慢。6種植物油在復熱過程中到達0℃所用時間不同，原因是凍藏相同時間，6種植物油的凍結程度不同，表4列出6種植物油的凝固點和到達0℃所用時間。由于花生油凝固點高，復熱速率慢，到達0℃用時最長，而菜籽油等油凝固點較低，在微波復熱時到達0℃用時較短。

表3　六種油脂的介電常數和介電損失率（25℃，2450MHz）Table 3　The dielectric constant and dielectric loss of oil under 25℃at 2450MHz

圖2　冷凍油（-20℃）的微波復熱特性Fig.2　Microwave reheating characteristics of frozen oil（-20℃）

表4　六種油脂的凝固點及-20℃升溫至0℃所需時間Table 4　Freezing point of oil and the time to heating up from -20℃to 0℃

2.2.2冷凍時間對油微波復熱特性的影響消費者所購買的可微波預油炸食品所經歷的冷凍貯存時間是不同的，應考察冷凍貯存天數是否會對油脂微波復熱升溫速度產生影響。將大豆油置于（-20+2）℃冰箱中貯存1～6d，每天取出測定500W功率下的升溫曲線，貯存9～23d每隔2d取出測定，并測定凍藏1～5d的大豆油的硬度。

由圖3結果可以發現，貯存1～6d內的油脂升溫“S”曲線較分散，主要是因為食品冷凍的第一周，冰箱內的溫度不穩定，油脂凍結的程度不一致。圖4中，可以看到隨著凍藏時間的延長，油脂硬度逐漸升高。冰凍狀態對微波的透過性比較大，使得物料對微波吸收不同，同時油脂也在吸收環境中的水分，均會影響微波復熱特性。9～23d的實驗結果表明，隨著凍藏時間的延長，凍藏時間對油脂的升溫速度影響很小。雖然終溫無明顯差異，但過程中油脂的升溫情況會影響水分的蒸發，從而會影響最終吸油量和脆度。

圖3　-20℃條件下貯存不同天數的大豆油的微波升溫特性Fig.3　Microwave heating characteristic of soybean oil frozen for several days under-20℃

圖4　凍藏不同天數大豆油的硬度Fig.4　Hardness of soybean oil after frozen for several days

2.2.3凍藏溫度對油微波復熱特性的影響不同食品對凍藏的溫度要求是不同的，因此需考察不同冷凍溫度對油微波復熱特性的影響。取與2.2.2同樣的樣品，置于（-30+2）℃冰箱中貯存一周，連續測定分別貯存1、2、3、4、5、6、7d后冷凍油在500W條件下的微波復熱曲線，結果見圖5。

圖5　-30℃條件下貯存不同天數的大豆油的微波升溫特性Fig.5　Microwave heating characteristic of soybean oil frozen for several days under-30℃

圖5中可以看出，-30℃條件下貯存一周，貯存天數對油的復熱無影響，陳衛學者［9］在其研究中得出凍藏溫度越低，脆性越大、吸水越少的結論，由本實驗結果可以看出，凍藏溫度越低，吸水現象不明顯，從而油脂微波復熱特性更加穩定。與-20℃貯藏油升溫特性相比，-30℃條件下，樣品復熱所需的時間延長；-30℃條件下，不同貯藏天數的樣品復熱特性相似（除第1d），使得在復熱過程中水分蒸發情況相似，貯藏天數對樣品微波復熱速率的影響不明顯。而針對圖5中第1d升溫曲線，可能是因為凍藏第1d，冰箱內溫度不穩定，油脂內部的水分未來得及完全凍結，因此油脂達到0℃所用時間較短。綜上，凍藏溫度越低，食品微波復熱特性越穩定。短時間凍藏可微波預油炸食品時，選擇較低溫度可獲得較穩定的復熱效果。

3　結論

對室溫條件下（25℃）和冷凍條件下（-20、-30℃）貯存的6種常見植物油的微波升溫特性進行了研究。微波加熱過程中，室溫貯藏下的葵花籽油、菜籽油、大豆油和玉米胚芽油的升溫速度快于花生油和調和油，且油中不飽和脂肪酸含量會影響其升溫速度，油酸和亞油酸含量占總脂肪酸的比例越高，其升溫速度越快，反之越慢。-20℃條件下凍藏的植物油，經微波復熱時的升溫曲線呈“S”型，由于冰凍狀態的油脂對微波的透過性好，導致冰凍油脂在微波復熱的前0～80s的升溫速率較慢；80～120s油脂升溫速率明顯增大；而120s后速率逐漸減慢。不同植物油的凝固點不同導致凍結程度不同，花生油凝固點高，復熱速率慢，到達0℃用時較長；菜籽油凝固點低，用時較短。-20℃連續凍藏的油脂，因凍藏的初期冰箱內溫度不穩定，油脂冰凍程度不同，使得油脂升溫速率差異較大，但凍藏時間越長差異越小。隨著凍藏溫度越低（-30℃），吸水現象不明顯，油脂微波復熱特性更加穩定。通過對油脂微波升溫特性的研究，為改善微波預油炸食品表皮升溫特性提供基礎數據。

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Study on the temperature-raising characteristics of oil during microwave heating

QI Li-na，LU Qing-qing，CHENG Yu-dong*，JIN Yin-zhe*
（College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

The change of temperature in oil and frozen oil during microwave reheating was determined by microwave workstation.The effects of different freezing conditions on temperature changing of oil and frozen oil during microwave reheating were investigated.Results showed that there were differences between heating characteristics of 6 kinds of oil，heating rate of the sunflower oil was higher since it contained more unsaturated fatty acid，but the peanut oil was on the contrary.Frozen for 1 day under-20℃，reheating curves of the 6 kinds of oil were all presented the“S”pattern，but the heating rate of peanut oil was lowest，because its freezing point was the highest，which means it need more time to reach 0℃.The soybean oil was stored at-20℃ and -30℃ respectively for a month，and reheated regularly，finally found the lower frozen temperature the smaller impact on the temperature change of oil after microwave heating，when under the same freezing temperature，impact decreased with freezing time increased.

oil；microwave heating；unsaturated fatty acid；freezing；temperature-rising characteristics

TS217.1

A

1002-0306（2015）10-0139-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.10.020

2014－08－18

齊力娜（1989-），女，碩士研究生，研究方向：食品熱加工。

金銀哲（1977-），男，博士，副教授，研究方向：食品熱加工。程裕東（1961-），男，博士，教授，研究方向：食品熱加工。

上海市科委部分地方院校能力建設項目（12290502200）；上海高校知識服務平臺-上海海洋大學水產動物遺傳育種中心（ZF1206）。