Các biến đổi của dầu xảy ra đồng thời với các những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình chiên. Dầu bị biến đổi là do dầu bị đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài cùng với sự tiếp xúc của dầu với thiết bị chiên và giỏ chiên. Ngoài sự thoát hơi ẩm từ nguyên liệu vào dầu, các vụn nguyên liệu bị cháy cũng nhƣ sự hòa lẫn của glucid, protit, các chất tan có trong nguyên liệu vào trong dầu là nguyên nhân làm dầu bị biến đổi giảm chất lƣợng trong quá trình chiên.
Nếu sử dụng dầu chƣa tinh chế thì có hiện tƣợng tạo màng khi chiên. Đó là do trong dầu này vẫn còn một lƣợng nƣớc, khi đun nóng dầu lƣợng nƣớc này bốc hơi và tạo thành một lớp màng trên bề mặt dầu. Nếu dầu chƣa đƣợc tách hết các tạp chất nhƣ protit, phosphatid… các chất này sẽ tạo thành lớp màng bền vững ngăn chặn sự thoát hơi ẩm của dầu và ngăn chặn quá trình chiên. Do đó cần sử dụng dầu tinh luyện để chiên nhằm giảm thiểu tối đa hàm lƣợng các tạp chất có thể tạo màng gây cản trở quá trình chiên. Ngoài ra trong quá trình chiên, các thành phần protit, glucid, lipid… có trong nguyên liệu cũng dịch chuyển vào sâu làm tăng độ nhớt của dầu, tăng độ bền vững của màng và quá trình chiên không xảy ra nữa khi lƣợng nƣớc trong nguyên liệu không thoát đƣợc ra bên ngoài.
Trong quá trình chiên dầu bị biến đổi đáng kể làm chất lƣợng của nó giảm dần. Đó là những biến đổi hóa học nhƣ: thủy phân, sự oxy hóa, và sự biến đổi do các yếu tố sinh hóa.
Thủy phân: quá trình này xảy ra nhanh trong điều kiện áp suất và nhiệt
độ cao với sự có mặt của hơi nƣớc. Phƣơng trình phản ứng của quá trình nhƣ sau:
CH2COOR1 CH2OH R1COOH
T0
CHCOOR2 + 3H2O CHOH + R2COOH
CH2COOR3 CH2OH R3COOH
Glixerin vừa tạo thành sau phản ứng thủy phân lại tiếp tục bị nhiệt phân hủy cho ta chất acrolein và nƣớc. Acrolein làm cho dầu đắng, sôi ở nhiệt độ thấp nên dễ bay hơi cho mùi khó chịu và làm chảy nƣớc mắt.
CH2OH
CHOH CH2=CH-CHO + 2 H2O
CH2OH
Glixerin Acrolein
Oxy hóa: đây là quá trình xảy ra dƣới sự có mặt của oxy không khí. Nhiệt
độ càng cao quá trình xảy ra cành nhanh. Các sản phẩm đƣợc tạo thành do quá trình oxy hóa sẽ làm giảm chất lƣợng của dầu và của sản phẩm, làm giảm khả năng bảo quản chúng. Quá trình oxy hóa dầu gồm: quá trình tự oxy hóa, oxy hóa nhiệt, quá trình trùng hợp nhiệt.
Quá trình tự oxy hóa: đây là quá trình xảy ra trong dầu ngay cả ở nhiệt độ bình thƣờng, khi có mặt của oxy không khí. Tốc độ phản ứng ngày càng tự tăng do hiện tƣợng xúc tác của quá trình. Phản ứng tự oxy hóa dễ xảy ra trong các loại dầu có chỉ số acid đáng kể. Trong dầu mà chỉ số acid không đáng kể phản ứng tự oxy hóa khó xảy ra hơn, bởi thế chúng dễ bảo quản hơn. Thành phần và cấu trúc phân tử của dầu ảnh hƣởng nhiều đến tốc độ phản ứng tự oxy hóa: phân tử dầu càng nhiều nối đôi thì khả năng tự oxy hóa càng lớn và ngƣợc lại, nếu dầu đƣợc cấu tạo bởi các acid có nhiều cacbon thì khó tự oxy hóa hơn. Phản ứng này đƣợc xúc tác bởi một số kim loại nhƣ Fe, muối của một số kim loại có hóa trị không ổn định. Sản phẩm cuối cùng hoặc trung gian tạo thành từ phản ứng tự oxy hóa bao gồm các alcohol, hợp chất epoxit, Các aldehyt, keton, các acid, các este và nhiều hợp chất khác. Những chất này là một trong những yếu tố gây ảnh hƣởng xấu đến sản phẩm và dầu.
Quá trình oxy hóa nhiệt: Đây là quá trình xảy ra ở nhiệt độ cao với sự tham gia của oxy không khí. Do phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao nên tốc độ phản ứng rất lớn. Kết quả của phản ứng oxy hóa nhiệt là chỉ số iot của dầu giảm do độ không no
giảm, chỉ số acid tăng do một số acid đƣợc giải phóng khỏi phân tử glixerin. Một số phức hợp dể bay hơi đƣợc tạo thành đồng thời với sự tạo thành phần lớn các polime không bay hơi. Các phức hợp này tham gia vào sự hình thành vị hoặc làm thay đổi giá trị dinh dƣỡng của sản phẩm. Thực nghiệm cho thấy quá trình gia nhiệt càng gián đoạn thì khả năng tạo polime hay là khả năng oxy hóa càng lớn. Sự có mặt của nƣớc trong dầu cũng là yếu tố xúc tiến quá trình oxy hóa. Oxy hóa nhiệt là nguyên nhân cơ bản dẫn đén sự thay đổi thành phần,cấu trúc của dầu làm cho chất lƣợng dầu đã chiến giảm khá rõ rệt, ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng sản phẩm.
Quá trình trùng hợp nhiệt: quá tình xảy ra trong dầu khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong môi trƣờng không có không khí. Khi đó glixerin trùng hợp với nhau tạo thành các polime. Sự tạo thành polime đã làm chỉ số iot giảm. Không làm cho vị giảm đi, trái lại còn làm tốt lên và bền oxy hơn
Biến đổi sinh hóa-vi sinh: chất lƣợng của dầu có thể bị biến đổi do tác
động của một số yếu tố sinh hóa. Khi có sự tiếp xúc giứa dầu và nƣớc trong thiết bị chiên, sẽ tạo ra một lớp huyền phù dầu-nƣớc. Lớp này rất dễ bị tác động hóa học và vi sinh vật dễ hoạt động. Sự phát triển của một số vi sinh vật chịu nhiệt là rất có thể. Chúng ta biết rằng trong dầu có chứa các loại enzyme lipo-oxidaza và lipaza. Loại enzyme thứ nhất xúc tiến quá trình oxy hóa các gốc acid và các acid trong dầu. loại enzyme thứ hai xúc tiến quá trình oxy hóa các glycerin, làm cho thành phần của dầu bị thay đổi dẫn đến hƣ hỏng về chất lƣợng.
Trong thời gian chiên và sau khi chiên màu sắc của dầu trở nên tối, trạng thái sánh đặc hơn,mùi vị giảm hẳn, giá trị dinh dƣỡng giảm đi đáng kể, xuất hiện một số hợp chất độc hại. Chất lƣợng chung của dầu giảm dần. Mặt khác trong quá trình rán do các phân tử có chứa đƣờng, tinh bột …từ sản phẩm rơi bám vào thành thiết bị truyền nhiệt tiếp xúc với nhiệt độ cao, bị cháy tạo thành mùi khét và màu sẩm trong dầu nhiều khí làm dầu vẫn đục.
Để góp phần vào đánh giá chất lƣợng của chất béo ngƣời ta dựa vào các chỉ số của chất béo.
Chỉ số acid (Xa): Là số mg KOH dùng để trung hòa hết acid béo tự do có trong 1g chất béo. Chất béo trong quá trình chế biến và bảo quản ít nhiều cũng bị
thủy phân thành acid béo tự do, thời gian bảo quản càng dài thì Xa càng tăng, chất
béo có độ tƣơi giảm. Chất béo trong thực phẩm thì Xa < 3.5.
Chỉ số este (Xe): Là số mg KOH dùng để trung hòa acid béo trong các liên
kết của glyceride của 1g chất béo. Thời gian bảo quản càng dài thì Xa càng tăng và
Xe càng giảm.
Chỉ số xà phòng hóa (Xx): Là số mg KOH dùng để trung hòa acid béo tự do
và acid béo có trong liên kết glyceride của 1g chất béo.
Chỉ số iod: Là số gam I2 cộng vào các liên kết không no của 100 gam chất béo.
Chỉ số này cho biết độ no, đói của chất béo. Chỉ số này càng cao, chất béo càng không no, càng dễ bị oxy hóa (ôi hóa) sinh ra các sản phẩm độc do đó phải hạn chế chúng bị oxy hóa.
Chỉ số peroxyt: Là số gam I2 giải phóng ra bởi peroxyt có trong 100g chất béo
(trong thực phẩm chỉ số peroxyt không đƣợc vƣợt quá 10 meq/kg).