[发明专利]油炸技术的改良

说明书

技术领域

本发明涉及与处理食用油和脂肪的方法相关的技术的改良。虽然不是专用，但其尤其适合用于较大型油炸设备(超过30升容量)中。

解释

在本专利说明书中，对油的提及应解释为是对动物、植物、坚果或合成油和脂肪(其一般在室温下是固体)的提及。本文中对油炸机的提及应该视为包括任何油炸设备、箱、平底锅、罐、商业、家庭或工业油炸机。

背景技术

深度油炸已经成为全世界家庭、餐馆和工业机构中最普遍的烹饪方法之一。因为涉及到高温(通常160到200℃)，所以其相对较快，烹饪食物一直到中间，在食物上产生独特的外皮，并且可能最重要的是，产生浓郁且复杂的香味和食物质地，这些都十分吸引消费者。

然而，油炸无论是在油中还是在脂肪中进行，都具有许多众所周知的缺点。

食用油是昂贵的：每升高端橄榄油比石油或柴油更贵，并且即使低端食用油的价格也与石油或柴油相当。食用油必须时常更换，因为在烹饪过程期间油降解，如下文中更充分地解释。食用油(和其分解产物)也会被其中所烹饪的食物吸收，因此油炸机的操作人员需要通过添加额外的食用油或脂肪来定期保持油或脂肪加满。因此，与在水中煮沸或在空气中焙烤相比，在油中烹饪的价格相对较高。

在厨房、餐馆和制造食品的工业场所中食用油的频繁改变也是一项劳动密集型和费力的任务，成本高并且增加设备的停机时间。

不幸的是，不可能仅仅通过滤出时常累积在其中的食物残渣粒子就可延长食用油和脂肪的使用寿命。在使用期间，食用油和脂肪不是保持不变，而是开始化学分解。食用油和脂肪通常被称为三酸甘油酯，但实际上为三酰甘油：即丙三醇(1,2,3丙三醇，其通常被称为甘油)与三个脂肪酸的三酯。脂肪酸不需要是相同类型，并且时常不是相同类型。如通过气体液相色谱法测定，脂肪酸常见的链长是12到24个碳原子，其中尤其偏好16和18个。此类三酸甘油酯的分解是复杂的，取决于许多因素，并经受许多反馈效应，但涉及三个非常了解的基本机制：氧化、聚合和水解。

氧化

当空气与油炸用油接触时发生氧化(参见例如Josephson和Lindsey 1987,《食品科学杂志(Journal of Food Sciences)》,52,328以及Fischer和Muller 1991,《马铃薯研究(Potato Research)》,34,159)。来自空气的氧与双键处的两个不饱和碳经由自由基起始反应进行反应。氧化反应被高烹饪温度(通常190℃和更高)、金属(尤其包括铜和铁)的存在和大表面积的油呈现于空气以及暴露于促进自由基形成的UV光所推动。最初产生氢过氧化物，但这些物质不稳定，并且在油炸温度下，其迅速分解(例如经由分裂、脱水和形成自由基)，产生大量的二级氧化产物，包括聚合物、酸、醇、酯、醛、甲基酮、内酯、烃链、芳香族化合物和其它烃(参见Belitz和Grosch 1999,《食品化学(Food Chemistry)》,第2版,Springer-Verlag,Berlin,第211页)。

这些二级氧化产物中的一些产物是挥发性的，并产生令人愉快的浓郁香味，但一些也引起腐臭和令人不快的味道。例如仅仅0.08ppm戊烷就足够可靠地产生腐臭(Warner等人(1974)《食品科学杂志》,39,761)。例如核心醛等非挥发性化合物保留在油中并被食物吸收。

聚合

当食用油分解时，所得到的产物形成挥发性的低沸点化合物与非挥发性的较高沸点化合物。非挥发性的较高沸点化合物保留在油炸用油内并容易在超过190℃的油炸温度下或在油炸机内的分离热点中聚合。接着此类聚合产物可以一起键结形成更大簇，其可以在油表面上累积成不溶层，因此阻止水蒸气从油中烹饪的食物蒸发，从油表面逸出，从而产生危险的起泡，此可能引起火灾和厨房工作人员的人身伤害。

不可渗透的聚合物层的存在又促进更多的水解，此可变成一个跑道反馈驱动过程。聚合还会使油的粘度增加，降低油进行热传递的能力，而促进更多的聚合。粘度的增加也增加进行烹饪所需的能量，因此增加能量花费。

水解

水解是由水(弱亲核试剂)与三酰甘油分子中的酯键反应所引起，最初产生二酸甘油酯和游离脂肪酸，接着进一步分解，产生包括内酯在内的各种化合物，或仅仅煮掉，取决于链长、饱和度和其它因素。游离脂肪酸的存在时常引起特征性的腐臭或酸味。

另外，食用油中游离脂肪酸的产生出于一些原因而成问题。