油炸是利用油脂作為熱交換介質之一種簡單製程，在油炸過程中油分會被食物吸收，而食物內所含的水分將經由加熱過程中轉變成蒸氣，並溶解食物內的油分；此外，食物內的主要成分如蛋白質、碳水化合物、脂肪及一些微量物質會因為加熱的關係而產生特殊風味的物質，也因為油炸可獲得所需的食品組織及香味，因此廣被速食業或食品製造業常作為調理食物的方法。本文將對油炸油加熱根據的理論基礎、油炸油加熱變化及方式、油炸油安定性不佳之因素、配料對油品質之影響、防止油炸油變質、油炸油品質分析、油炸油的選用及低油煙油品等作概要說明。
油炸理論基礎
有關油炸的理論曾被幾位學者提出：White (1991)將油炸時所產生的副產物分成兩大類，分別為具揮發性分解物(VDPs， Volatile Decomposition Products)及非揮發性分解物(NVDPs，Nonvolatile Decomposition Products)。其中VDPs包括碳氫化合物、酮類、醛類及酸類等，部分VDPs可提供油炸食品的風味，但部分VDPs卻對油品有不良影響；而NVDPs包括聚合物、脂肪酸、甘油酯和褐變產物等，這些反應產物將持續加速油脂之劣變並影響油炸食品的風味安定性。此外，界面油性物質與油炸相關性理論亦被提出(Blumenthal，1991)，此理論主要是說明油炸過程中所使用的油脂因受熱、水解、氧氣及食物的影響改變了油脂之組成，亦即由單純的三甘油酯轉換成許多具有降低油脂與食物間表面張力的物質。這些物質包括皂質、單及雙甘油酯、磷脂質、非有機鹽類、低極性熱聚合物及高極性氧化聚合物等，其含量多寡不僅影響熱穿透力、食物品質，並且影響油脂劣變的速率。當界面活性物質含量低時，食物的吸油量不大而且對食物的內外熟度不具影響；當界面活性物質達到適量時，將對食物產生適當的吸油量及熟度；若當界面活性物質含量過高，油炸物質將有過多吸油量、表面顏色過深及外熟內不熟等現象，而且油劣解的速率亦愈快。
油炸油加熱變化
Blumenthal(1991)指出油炸油在使用時經過五個階段，包括(1)起始期─被油炸食物表面仍維持白色，無脆度感，吸油量低，食物中心的澱粉仍未糊化。(2)新鮮期─被油炸食物表面的外圍有些褐變，中心部分糊化，食物表面有脆度並有些許吸油量。(3)最適期─被油炸食物為金黃色，良好脆度、風味，食物表面及內部達到適當的硬度及吸油量。(4)劣變期－油及被油炸食物顏色變深、吸油量過多、食物變為鬆軟及表面有變硬現象。(5)丟棄期－被油炸食物顏色變為深黑，表面變硬但中心未完全煮熟，有不良氣味。在油已達劣變期時，若仍反覆使用，油將會極易冒煙，起泡性及粘度會提高，顏色變深及有不良風味等。
White(1991)對這些油脂因長時間受熱而產生的劣變現象歸諸於三種反應即：1.油脂經由水解產生游離脂肪酸及單雙甘油酯。2.油脂經由氧化產生過氧化物、共軛式酸、環氧物、氫氧化合物及酮類等。這些化合物可經由裂解產生小分子之化合物，進而形成雙元體或聚合體之物質。3.油脂中的碳鏈可在無氧的狀況下重新組合形成新的碳鏈。若碳鏈之重新形成是發生在同一脂肪酸時將會形成環狀脂肪酸；若發生在不同脂肪酸時將會發生雙元體或者因交鏈而形成高分子量之聚合物。
油炸油安定性不佳之因素
油炸鍋中油炸油安定性不佳的原因非常複雜，其因子可包括：
1.熱氧化重合物的生成－此與油炸油和傳熱面積及空氣接觸面積大小有關。
2.抗氧化劑的損失－此損失起因於熱氧化、蒸發及被油炸食物吸附而造成的。
3.游離脂肪酸的增加－此與油炸油和水接觸而造成水解的情形有關。游離脂肪酸的增加會造成油炸油安定性不佳，但脂肪酸組成是其中重要因素，愈不飽和的脂肪酸其氧化安定性愈差。
4.油炸鍋材質的影響─在各種微量金屬中以銅及鐵對促進油脂氧化最顯著，其中又以銅的影響最大，因此，材質中應避免含有這兩種金屬。
5.油炸食物內溶出物的影響─油炸食物內溶出物會影響油炸油的安定性。若食物內含有高度不飽和酸，則會降低油炸油的安定性；若食物內因含有胺基酸、胜肽類及還原糖之釋出而產生梅納反應之物質，則將會提高油炸油安定性；若食物內含有磷脂質，則會使油色變深及油炸油有起泡現象。
油炸時食品配料對油品質之影響
曾有研究探討大豆油在四天油炸(4h/日)內含水分之棉花球以及油炸麵糰時，糖或鹽之配料對油炸油品質之影響。其中在油炸含水之棉花球方面(225mL水分/18g棉花球/h)，其油品之酸價、羰基價、介電常數、Fritest、茴香價、總極性物質和聚合物含量均較其他油炸麵糰或單一大豆油加熱為高，亦即水分導致油品的劣敗速度較快。在油炸麵糰方面，含糖或含鹽的麵糰，均較單一麵糰者更加速油脂的劣敗，而鹽的影響最大(Chu和 Luo，1994)。
防止油炸油變質的方法
1.提高油脂周轉使用率(Fat turnover rate)或稱之新油添加率：當新油添加率在 12.5%/h 以上時油炸油的變質不大，但新油添加率在 1.5至7%/h 時油炸油的變質將非常顯著。
下列有四種方法可提高油脂周轉率即：(1)吸油量提高，(2)縮短油炸時間，如在170-180℃，短時間內油炸大量食物可提高新油添加率，(3)油炸操作良好，(4)有效利用油炸裝置內的油，即油層是否完全充滿被油炸的食物。
2.防止熱氧化─有關防止油炸油熱氧化法，在物理方面是阻斷油炸油表面的空氣，如使用抽風櫃或置於油炸器皿上的金屬浮蓋；在化學方面，則是可使用熱劣化防止劑，如矽油及抗氧化劑等。此外，尚要注意的是避免傳熱面過熱，即要有適當的加熱過程及方法且傳熱面要時常作清理。
油炸油品質分析方法
油脂長時間加熱後所產生的物質中，雖然部分揮發性裂解物可提供食品的香味，但有部分是具有毒性。非揮發性裂解物有加速油脂變劣，而且其存在及累積於油炸油中，在物理方面將導致油品粘度、顏色及起泡性增加；在化學方面將導致游離脂肪酸、羰基價、氫氧化合物和皂化價的增加、不飽和鏈的減少及高分子量化合物的增加等 (Perkins，1967)。針對這些油脂加熱變化，一些分析方法也就被用來作為測定油脂劣變的程度。如：總極性物質含量─已被 AOAC (1984)和IUPAC (1984) 認定為標準方法，且為國際間普遍接受的方法。當油中極性物質含量達到 24% 時被認定為油品已遭受熱裂解，而達27%時，油品將被認定需耍丟棄 (Paradis and Nawar， 1981)，此法雖然準確及再現性良好，但其缺點為耗費時間。
為適用於業務用途之測試，一些快速方法應運而生，雖不是準確評估，但仍必需由各方法中尋找能與總極性物質限值相對應之測定值。這些方法諸如：1.介電常數－主要是根據油脂劣變時極性物質的增加導致介電常數的增加；2.酸價測試─游離脂肪酸的累積；3. Oxifrit Test－油脂氧化物的測試；4.Fritest─此試劑對含有羰基的化合物具靈敏性。
油炸油的選用
油炸製程都是在高溫下進行，其油品的種類以選擇具有耐高溫的油品為主，如飽和度較高的棕櫚油是較為常用的油炸油，一般不飽和度較高的植物油，如大豆油或葵花油之類的油品並不適合作為長時間的深油炸用，其中的不飽和脂肪酸極易受高熱氧化而產生劣敗物質。另外，油品使用前的新鮮度非常重要，此乃因油品的品質隨著貯放時間的增加而降低，因此，開封前要注意檢測油品品質，開封後要貯放在陰涼之處並儘快使用完畢。
低油煙油品
一般家庭所使用之烹調油，油煙始終是相當令人困擾的問題，不僅會造成難以清洗的油污外，更對肺部健康有極大的影響。消費者較為期待的是低油煙的油品。然而造成油煙量的產生，若僅以油品作考量，主要是因為精製不完善以及油品中多元不飽和酸含量較多的關係。若油脂精煉完善且又能將油品中的多元不飽和酸降至合理的程度時，將可有效的降低油煙的產生量；因而有關低油煙油品的製造技術包括：良好的油脂精製技術、油脂調合與添加劑之調配技術及油煙的定量技術。
目前家庭所使用的油品為顧及營養性，多以不飽和酸較多的植物油為主，如大豆油、葵花油、玉米油及一些調合油，這些油脂使用於短時間如30分鐘至一小時內的煎、炒、煮及淺炸等處理並不會對食品的品質或對人體的健康有不良的影響。目前市面上的各式油品其油煙量多半在 100mg/Kg oil 以上，而品質良好的油品其油煙量可降低至 70mg/Kg oil，因此，對於多元不飽和酸含量豐富的植物油，仍然可以利用完善的精煉製程來降低油品的油煙量。
本文作者【食品工業發展研究所資深研究員 朱燕華】
油炸理論基礎
有關油炸的理論曾被幾位學者提出：White (1991)將油炸時所產生的副產物分成兩大類，分別為具揮發性分解物(VDPs， Volatile Decomposition Products)及非揮發性分解物(NVDPs，Nonvolatile Decomposition Products)。其中VDPs包括碳氫化合物、酮類、醛類及酸類等，部分VDPs可提供油炸食品的風味，但部分VDPs卻對油品有不良影響；而NVDPs包括聚合物、脂肪酸、甘油酯和褐變產物等，這些反應產物將持續加速油脂之劣變並影響油炸食品的風味安定性。此外，界面油性物質與油炸相關性理論亦被提出(Blumenthal，1991)，此理論主要是說明油炸過程中所使用的油脂因受熱、水解、氧氣及食物的影響改變了油脂之組成，亦即由單純的三甘油酯轉換成許多具有降低油脂與食物間表面張力的物質。這些物質包括皂質、單及雙甘油酯、磷脂質、非有機鹽類、低極性熱聚合物及高極性氧化聚合物等，其含量多寡不僅影響熱穿透力、食物品質，並且影響油脂劣變的速率。當界面活性物質含量低時，食物的吸油量不大而且對食物的內外熟度不具影響；當界面活性物質達到適量時，將對食物產生適當的吸油量及熟度；若當界面活性物質含量過高，油炸物質將有過多吸油量、表面顏色過深及外熟內不熟等現象，而且油劣解的速率亦愈快。
油炸油加熱變化
Blumenthal(1991)指出油炸油在使用時經過五個階段，包括(1)起始期─被油炸食物表面仍維持白色，無脆度感，吸油量低，食物中心的澱粉仍未糊化。(2)新鮮期─被油炸食物表面的外圍有些褐變，中心部分糊化，食物表面有脆度並有些許吸油量。(3)最適期─被油炸食物為金黃色，良好脆度、風味，食物表面及內部達到適當的硬度及吸油量。(4)劣變期－油及被油炸食物顏色變深、吸油量過多、食物變為鬆軟及表面有變硬現象。(5)丟棄期－被油炸食物顏色變為深黑，表面變硬但中心未完全煮熟，有不良氣味。在油已達劣變期時，若仍反覆使用，油將會極易冒煙，起泡性及粘度會提高，顏色變深及有不良風味等。
White(1991)對這些油脂因長時間受熱而產生的劣變現象歸諸於三種反應即：1.油脂經由水解產生游離脂肪酸及單雙甘油酯。2.油脂經由氧化產生過氧化物、共軛式酸、環氧物、氫氧化合物及酮類等。這些化合物可經由裂解產生小分子之化合物，進而形成雙元體或聚合體之物質。3.油脂中的碳鏈可在無氧的狀況下重新組合形成新的碳鏈。若碳鏈之重新形成是發生在同一脂肪酸時將會形成環狀脂肪酸；若發生在不同脂肪酸時將會發生雙元體或者因交鏈而形成高分子量之聚合物。
油炸油安定性不佳之因素
油炸鍋中油炸油安定性不佳的原因非常複雜，其因子可包括：
1.熱氧化重合物的生成－此與油炸油和傳熱面積及空氣接觸面積大小有關。
2.抗氧化劑的損失－此損失起因於熱氧化、蒸發及被油炸食物吸附而造成的。
3.游離脂肪酸的增加－此與油炸油和水接觸而造成水解的情形有關。游離脂肪酸的增加會造成油炸油安定性不佳，但脂肪酸組成是其中重要因素，愈不飽和的脂肪酸其氧化安定性愈差。
4.油炸鍋材質的影響─在各種微量金屬中以銅及鐵對促進油脂氧化最顯著，其中又以銅的影響最大，因此，材質中應避免含有這兩種金屬。
5.油炸食物內溶出物的影響─油炸食物內溶出物會影響油炸油的安定性。若食物內含有高度不飽和酸，則會降低油炸油的安定性；若食物內因含有胺基酸、胜肽類及還原糖之釋出而產生梅納反應之物質，則將會提高油炸油安定性；若食物內含有磷脂質，則會使油色變深及油炸油有起泡現象。
油炸時食品配料對油品質之影響
曾有研究探討大豆油在四天油炸(4h/日)內含水分之棉花球以及油炸麵糰時，糖或鹽之配料對油炸油品質之影響。其中在油炸含水之棉花球方面(225mL水分/18g棉花球/h)，其油品之酸價、羰基價、介電常數、Fritest、茴香價、總極性物質和聚合物含量均較其他油炸麵糰或單一大豆油加熱為高，亦即水分導致油品的劣敗速度較快。在油炸麵糰方面，含糖或含鹽的麵糰，均較單一麵糰者更加速油脂的劣敗，而鹽的影響最大(Chu和 Luo，1994)。
防止油炸油變質的方法
1.提高油脂周轉使用率(Fat turnover rate)或稱之新油添加率：當新油添加率在 12.5%/h 以上時油炸油的變質不大，但新油添加率在 1.5至7%/h 時油炸油的變質將非常顯著。
下列有四種方法可提高油脂周轉率即：(1)吸油量提高，(2)縮短油炸時間，如在170-180℃，短時間內油炸大量食物可提高新油添加率，(3)油炸操作良好，(4)有效利用油炸裝置內的油，即油層是否完全充滿被油炸的食物。
2.防止熱氧化─有關防止油炸油熱氧化法，在物理方面是阻斷油炸油表面的空氣，如使用抽風櫃或置於油炸器皿上的金屬浮蓋；在化學方面，則是可使用熱劣化防止劑，如矽油及抗氧化劑等。此外，尚要注意的是避免傳熱面過熱，即要有適當的加熱過程及方法且傳熱面要時常作清理。
油炸油品質分析方法
油脂長時間加熱後所產生的物質中，雖然部分揮發性裂解物可提供食品的香味，但有部分是具有毒性。非揮發性裂解物有加速油脂變劣，而且其存在及累積於油炸油中，在物理方面將導致油品粘度、顏色及起泡性增加；在化學方面將導致游離脂肪酸、羰基價、氫氧化合物和皂化價的增加、不飽和鏈的減少及高分子量化合物的增加等 (Perkins，1967)。針對這些油脂加熱變化，一些分析方法也就被用來作為測定油脂劣變的程度。如：總極性物質含量─已被 AOAC (1984)和IUPAC (1984) 認定為標準方法，且為國際間普遍接受的方法。當油中極性物質含量達到 24% 時被認定為油品已遭受熱裂解，而達27%時，油品將被認定需耍丟棄 (Paradis and Nawar， 1981)，此法雖然準確及再現性良好，但其缺點為耗費時間。
為適用於業務用途之測試，一些快速方法應運而生，雖不是準確評估，但仍必需由各方法中尋找能與總極性物質限值相對應之測定值。這些方法諸如：1.介電常數－主要是根據油脂劣變時極性物質的增加導致介電常數的增加；2.酸價測試─游離脂肪酸的累積；3. Oxifrit Test－油脂氧化物的測試；4.Fritest─此試劑對含有羰基的化合物具靈敏性。
油炸油的選用
油炸製程都是在高溫下進行，其油品的種類以選擇具有耐高溫的油品為主，如飽和度較高的棕櫚油是較為常用的油炸油，一般不飽和度較高的植物油，如大豆油或葵花油之類的油品並不適合作為長時間的深油炸用，其中的不飽和脂肪酸極易受高熱氧化而產生劣敗物質。另外，油品使用前的新鮮度非常重要，此乃因油品的品質隨著貯放時間的增加而降低，因此，開封前要注意檢測油品品質，開封後要貯放在陰涼之處並儘快使用完畢。
低油煙油品
一般家庭所使用之烹調油，油煙始終是相當令人困擾的問題，不僅會造成難以清洗的油污外，更對肺部健康有極大的影響。消費者較為期待的是低油煙的油品。然而造成油煙量的產生，若僅以油品作考量，主要是因為精製不完善以及油品中多元不飽和酸含量較多的關係。若油脂精煉完善且又能將油品中的多元不飽和酸降至合理的程度時，將可有效的降低油煙的產生量；因而有關低油煙油品的製造技術包括：良好的油脂精製技術、油脂調合與添加劑之調配技術及油煙的定量技術。
目前家庭所使用的油品為顧及營養性，多以不飽和酸較多的植物油為主，如大豆油、葵花油、玉米油及一些調合油，這些油脂使用於短時間如30分鐘至一小時內的煎、炒、煮及淺炸等處理並不會對食品的品質或對人體的健康有不良的影響。目前市面上的各式油品其油煙量多半在 100mg/Kg oil 以上，而品質良好的油品其油煙量可降低至 70mg/Kg oil，因此，對於多元不飽和酸含量豐富的植物油，仍然可以利用完善的精煉製程來降低油品的油煙量。
本文作者【食品工業發展研究所資深研究員 朱燕華】
