油炸食品的介电特性与品质变化相关性研究

油炸食品作为一种方便快捷的加工食品,因其金黄的外观及酥脆的口感而受到越来越多消费者的喜爱。但在食品高温油炸的过程中,会发生一系列复杂的物理及化学变化,这些变化不仅使油炸食品的风味物质发生改变,口感变差,更会形成一些有毒有害的物质。水分是食品的重要组成部分,在食品储藏及运输的过程中,水分含量、水分活度、平衡相对湿度等对研究食品的储藏稳定性具有重要意义,是研究中的常用指标。本研究基于介电特性及电导率的检测方法,探讨LCR阻抗测试仪在低频率下检测油脂的最佳条件。对油脂及油炸食品的品质指标进行研究,并与其相对应的介电特性和电导率进行拟合,以期开发出在线实时快速检测的技术;并研究了油炸食品在不同温度、水分活度条件下平衡含水率的变化规律,根据目前常用的四种等温吸附模型方程对平衡含水率实验进行了模拟比较,为建立适宜的油炸食品储藏条件提供了参考依据。研究首先应用LCR阻抗测试仪及平行平板电容器,测定了在低频率下（100-100 000 Hz）大豆油的9个电学物理量的变化,得出电容、电感、阻抗、导纳均与频率呈一定的线性相关。通过改变频率及温度,对大豆油进行多次重复测量,比较电学物理量的平均偏差、标准偏差和变异系数,统计分析确定了100000 Hz为最佳的测定频率点,且温度变化会对电学物理量产生一定的影响,最适宜的测量温度为20℃。其次对大豆油进行连续4日共12次油炸后,测量其酸值、碘值、羰基价、极性组分等品质指标的变化,并与相对介电常数、相对介电损耗及电导率进行拟合。研究得知,随着油炸次数的增加,大豆油的酸值、羰基价、极性组分升高,碘值下降,相对介电常数、电导率及相对介电损耗均升高,且与品质指标呈良好的相关性;其中相对介电常数与品质指标的相关性最佳,拟合方程的回归系数R2均大于0.98。在本实验条件下,可以通过测定大豆油的相对介电常数,对油炸过程中大豆油的品质指标进行推算和评价。再次,研究了草鱼肉块在不同油炸时间时的品质变化,及其与电导率的相关性。随着油炸时间的增加,草鱼肉块的含水率下降,含油率上升,硬度和咀嚼性均呈现不断上升的趋势,颜色不断加深。鱼肉块中隔膜的存在对电导率的测量具有一定的影响,通过改变电流测量方向可得出,电流方向与膜平行时的电导率大于电流方向与膜交叉时的电导率,且随着油炸时间的增加,草鱼肉块的电导率减小。将电导率与品质指标的数据进行拟合,得知草鱼肉块的电导率与含水率、含油率、L*值、a*值、b*值、硬度、咀嚼性均呈一定的相关性,相关方程的回归系数R2均大于0.95,可采用电导率测量法对草鱼肉块油炸后的品质指标进行检测。最后,本研究采用静态法测定了油炸草鱼肉块在25、35、45、55℃和11%-85%6个相对湿度范围内的吸湿和解吸平衡含水率,分析温度和水分活度对油炸草鱼肉块平衡含水率的影响。以相关系数R2和残差平方和（RSS）作为评价指标,将Smith模型、Peleg模型、Oswin模型和Henderson模型与平衡含水率曲线进行拟合,比较上述平衡含水率模型对实验数据的拟合精度。研究发现,温度一致时,油炸草鱼肉块的吸湿和解吸平衡含水率均随水分活度的增加而增大;水分活度一致时,草鱼肉块的吸湿和解吸平衡含水率都随温度的上升而下降。相较于温度而言,水分活度对草鱼肉块平衡含水率的影响较大。比较了油炸草鱼肉块最适宜的4种数学模型,在吸湿平衡的过程中,最适宜拟合其吸湿平衡含水率的模型为Smith模型;在解吸平衡的过程中,最适宜的模型为Oswin模型。