油炸红薯中丙烯酰胺的形成:不同传热系统的不同空气炸锅型号的影响

《Food Control》:Acrylamide formation in fried sweet potatoes: impact of different air-fryer models with different heat transfer systems

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月13日 来源:Food Control 7.0

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  空气炸制(Air-frying)作为传统油炸的更健康替代品而日益流行;然而,富含碳水化合物的食品中丙烯酰胺(acrylamide)的形成仍然是一个安全问题。本研究评估了两种家用空气炸锅配置(旋转篮和静态篮系统)对红薯(Ipomoea batatas L.)热性

  
空气炸制(Air-frying)作为传统油炸的更健康替代品而日益流行;然而,富含碳水化合物的食品中丙烯酰胺(acrylamide)的形成仍然是一个安全问题。本研究评估了两种家用空气炸锅配置(旋转篮和静态篮系统)对红薯(Ipomoea batatas L.)热性能和丙烯酰胺形成的影响。在空载和食品负载条件下表征了热分布,并在可比热条件下将红薯条空气炸制5–30分钟。使用液相色谱-电喷雾电离-串联质谱法(LC-ESI-MS/MS)测定丙烯酰胺,同时评估水分、水分活度、重量损失和颜色。在两种设备中,丙烯酰胺的形成均随油炸时间逐渐增加,但两种系统之间观察到显著差异。在旋转篮空气炸锅中,丙烯酰胺水平从5分钟时的不可检测值升至30分钟后的1854 μg/kg。相比之下,静态篮空气炸锅产生的浓度显著更高,从5分钟时的40 μg/kg升至30分钟时的9087 μg/kg。静态篮系统在15分钟后超过了欧洲炸薯条基准值(500 μg/kg)(683 μg/kg),而旋转篮设备在20分钟时仍低于该值,表明需要更长的油炸时间才能达到该值。静态篮空气炸锅中观察到的较高丙烯酰胺水平可能与较高的热负荷、更稳定的对流换热和更快的表面脱水有关。这些发现表明,空气炸锅设计显著影响丙烯酰胺的形成,在制定更安全的红薯家庭烹饪实践时应予以考虑。
热加工能提高食品安全性和保质期,但高温低水分条件如油炸可能促进化学污染物形成。丙烯酰胺(acrylamide)是还原糖与天冬酰胺在120°C以上经美拉德反应生成的副产物,具有神经毒性、遗传毒性、生殖毒性和潜在致癌性。红薯(Ipomoea batatas L.)富含还原糖和游离天冬酰胺,油炸或烘焙时易产生高浓度丙烯酰胺。近年来,空气炸锅作为传统油炸的健康替代品进入家庭,但不同型号在加热系统、气流模式、温度控制等方面存在差异,可能影响传热及污染物生成。然而,针对家用空气炸锅设计差异对丙烯酰胺形成影响的研究仍有限。本研究旨在比较两种不同传热系统(旋转篮与静态篮)的空气炸锅在可控家庭烹饪条件下对红薯丙烯酰胺形成的影响,为减少风险提供依据。该论文发表于《Food Control》。

研究人员从西班牙马德里当地零售商处获取新鲜红薯(品种Beauregard)和马铃薯(品种Monalisa)。使用两种商用空气炸锅:Tefal ActiFry Express Snacking FZ7510(旋转篮,1400W)和Moulinex EZ401D10 Easy Fry Deluxe(静态篮,1500W)。采用K型热电偶数据记录器在空载和食品负载条件下记录20分钟温度曲线,并计算热负荷指数(TLI)。红薯条(1×1×6 cm)在可比热条件下空气炸制5–30分钟。丙烯酰胺采用液相色谱-电喷雾电离-串联质谱法(LC-ESI-MS/MS)测定;还原糖采用高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测(HPAEC-PAD);游离氨基酸采用反相高效液相色谱-二极管阵列检测(RP-HPLC-DAD);同时测定水分、水分活度、重量损失及CIELAB颜色参数。统计采用非参数检验和Spearman相关分析。

3.1 空气炸锅设备热特性表征:通过空载和食品负载下的温度曲线与热负荷指数发现,旋转篮系统热循环周期短(约1.0 min),温度波动较大(食品负载下138–177°C),TLI较低;静态篮系统热循环周期较长(约1.8–2.0 min),温度波动较小(175°C时151–174°C),TLI较高。静态篮在175°C时的TLI与旋转篮接近,因此选择该温度进行后续实验。

3.2 红薯中丙烯酰胺形成及空气炸锅的影响:原料红薯中总还原糖为37.9 mg/g(葡萄糖22.0,果糖15.9),总游离氨基酸3.89 mg/g,其中天冬酰胺占57.95%(2.26 mg/g)。两种设备中丙烯酰胺均随油炸
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