鄧 峰

（深圳市育新學(xué)校，廣東深圳 518107）

油炸薯片以新鮮的馬鈴薯為原料經(jīng)過蒸煮、攪拌、切片以及油炸等多道工序制備而成，松脆爽口、營(yíng)養(yǎng)豐富且價(jià)格低廉，深受廣大消費(fèi)者的喜愛。許多商家為迎合顧客消費(fèi)心理打出“非油炸”的廣告，但人們只是關(guān)注了油炸的過程，而忽略了是否進(jìn)行高溫油炸的過程。當(dāng)薯片經(jīng)過高溫工藝加工后，其營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)遭到不同程度的破壞，如維生素C、蛋白質(zhì)[1]等，還會(huì)產(chǎn)生危害身體健康的丙烯酰胺、亞硝胺等致癌物質(zhì)，當(dāng)這些有損健康的物質(zhì)進(jìn)入人體，可引起體內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，產(chǎn)生大量的自由基，造成人體氧化損害，加速細(xì)胞衰老，導(dǎo)致人們出現(xiàn)抵抗力下降、器官衰竭等嚴(yán)重后果。

近年來，隨著“地溝油”“合成肉”無良廠商與不規(guī)范的加工工藝的相繼曝光，人們?cè)絹碓街匾暿称返臓I(yíng)養(yǎng)健康和安全衛(wèi)生問題。薯片因其高鹽、高油、高溫的制作工藝，一度被認(rèn)為是“垃圾食品”之首，但是油炸薯片由來已久，其制作的主要原材料也是常見的食材——馬鈴薯，其對(duì)人體的健康真的只有不良的影響嗎？還是不同的加工工藝的薯片之間成分含量相差甚遠(yuǎn)？本文采用USB2000微型光譜儀[2-3]光柵式光譜測(cè)量方法，探究不同溫度油炸的薯片的光譜曲線，光柵式光譜測(cè)量方法可快速采集樣品的光譜特征曲線，波長(zhǎng)分辨率為0.3～10 nm，積分時(shí)間1～65 000 ms，DH2000氘鎢燈光源，每秒可存儲(chǔ)1 000幅光譜圖，利用鎢燈光照射的環(huán)境中波段與反射率形成曲線的機(jī)理，判斷不同加工方式的薯片在光譜圖像上的區(qū)別，并尋找其特征峰，由此可進(jìn)一步區(qū)別判斷常壓高溫油炸薯片與真空低溫油炸薯片是否存在成分上的顯著差異。

1 試驗(yàn)材料與測(cè)定原理

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料

馬鈴薯（市售），植物油（廣州辰帝化工有限公司），玉米淀粉（山東瑞澤化工科技有限公司），紅薯淀粉（山東瑞澤化工科技有限公司），面粉（蘇州市汐信化工科技有限公司），食鹽（市售），蔗糖（市售），檸檬酸（嘉興科尼化工有限公司），碳酸氫銨（山東鑫茂源化工有限公司）。

1.1.2 試驗(yàn)儀器

全自動(dòng)切片機(jī)（麗水絲毫精密機(jī)械有限公司），油浴鍋（上海秋佐科學(xué)儀器有限公司），減壓裝置（實(shí)驗(yàn)自制），真空低溫油浴鍋（蘇州威爾實(shí)驗(yàn)用品有限公司），分析天平（紹興市景邁儀器設(shè)備有限公司），冰箱（海爾集團(tuán)），物性測(cè)定儀（洛陽泰納克高溫儀器設(shè)備有限公司），USB2000微型光譜儀（杭州譜鐳光電技術(shù)有限公司）。

1.2 測(cè)定原理

試驗(yàn)共選取28種薯片，其中14種為自制的常壓高溫油炸薯片，14種為自制的真空低溫90 ℃油炸薯片。分別將28種薯片進(jìn)行DH2000氘鎢燈照射，利用環(huán)境中波段與反射率形成的曲線作為判斷依據(jù)，并以此對(duì)常壓高溫油炸與真空低溫油炸兩種薯片的光譜特性進(jìn)行區(qū)別，并分別在兩種曲線上尋找特征峰[4-6]。本文采用USB2000微型光譜儀光柵式光譜測(cè)量方法，探究不同溫度油炸的薯片的光譜曲線，依據(jù)光柵和狹縫而定論波長(zhǎng)分辨率約為0.3～10 nm，USB2000微型光譜儀利用高強(qiáng)度脈沖發(fā)射激光束，聚集在樣品表面某一特定的點(diǎn)，誘導(dǎo)擊穿產(chǎn)生等離子體，當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)等離子出現(xiàn)衰減、冷卻后，樣品中的元素與等離子體發(fā)生具有差異波長(zhǎng)的光，此時(shí)，光譜儀中的探頭捕捉這一光線并記錄光譜，利用相關(guān)測(cè)試軟件數(shù)據(jù)庫[7]對(duì)所測(cè)得的光譜進(jìn)行分析比對(duì)，從而分析識(shí)別該波長(zhǎng)光線所屬元素。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析參數(shù)及模型建立

2.1.1 薯片成分參數(shù)

試驗(yàn)以100 g薯片為測(cè)試對(duì)象，分別對(duì)其進(jìn)行水分、淀粉、維生素C、蛋白質(zhì)以及可溶性固形物的含量分析，薯片中各成分及含量參數(shù)范圍指標(biāo)見表1。薯片各成分以及含量的詳細(xì)參數(shù)，為后續(xù)光譜測(cè)試鎖定分析范圍提供了依據(jù)。

表1 薯片中各成分及含量參數(shù)范圍指標(biāo)

2.1.2 光譜分析模型建立

利用28種薯片的營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)量值與近紅外光譜信息分別建立水分、還原糖、淀粉、蛋白質(zhì)4個(gè)指標(biāo)的預(yù)測(cè)模型，薯片光譜分析模型建立如表2所示。將光譜分析記錄光譜進(jìn)行波峰分析，對(duì)28種薯片的來源以及成分含量模型分析，并選擇相同品種的馬鈴薯進(jìn)行薯片加工工藝比較試驗(yàn)，排除影響因素干擾。

表2 薯片光譜分析模型建立

2.2 不同加工條件的油炸薯片光譜特性分析

常壓高溫油炸薯片加工工藝為：壓力0.101 3 MPa，油炸溫度為160 ℃，油炸時(shí)間范圍為15～85 s。利用測(cè)試軟件獲得分析光譜圖像，將光譜圖像經(jīng)過MAT-LAB的函數(shù)分析[8]，以曲線的形式表達(dá)出來，常壓高溫油炸型薯片的光譜曲線如圖1所示。真空低溫油炸薯片加工工藝為：壓力 0.08 MPa，油炸溫度為90 ℃，油炸時(shí)間范圍為30～200 s。真空低溫油炸薯片的光譜曲線如圖2所示。

圖1 常壓高溫油炸型薯片光譜曲線

圖2 真空低溫油炸薯片光譜曲線

由圖1可知，常壓高溫油炸型薯片光譜曲線位于700～650 cm-1波段處，存在一個(gè)較小的波谷，此處的光波反射率降低，說明此處有一定程度的能量損失。圖2為真空低溫油炸薯片的光譜曲線，該曲線呈現(xiàn)平滑狀態(tài)分布，并未出現(xiàn)光波反射率降低的波谷，由此可以說明高溫油炸工藝對(duì)薯片的成分含量具有一定的影響，但對(duì)于具體元素的影響還需進(jìn)一步分析。

3 結(jié)論

馬鈴薯是一種耐貯存、淀粉含量較高且營(yíng)養(yǎng)成分齊全的食材之一，需進(jìn)行烹飪獲得極佳的口感，將其制成薯片并且經(jīng)過一定溫度的油炸后，其含有的元素從成分到含量都會(huì)有不同程度的改變。本文通過USB2000微型光譜儀光譜技術(shù)對(duì)常壓高溫油炸與真空低溫油炸兩種薯片進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果表明：高溫油炸加工工藝會(huì)對(duì)馬鈴薯加工成薯片的過程存在一定的影響，其光譜曲線表現(xiàn)為700～650 cm-1波段處反射率降低，即存在相關(guān)元素的分解或其他物質(zhì)的生成。試驗(yàn)從本質(zhì)上探究高溫對(duì)薯片的成分含量變化具有一定的影響，但影響作用較小。本試驗(yàn)不僅驗(yàn)證了高溫油炸食品具有潛在不確定的健康影響，且為高溫油炸類食品的成分變化提供數(shù)據(jù)支持。