Trong quá trình chiên, nhiệt đƣợc truyền từ dầu vào sản phẩm, trong khi đó nƣớc bốc hơi, dầu đƣợc hấp thụ vào bên trong thực phẩm và bám một lớp trên bề mặt, dầu chiên bị biến đổi đáng kể làm chất lƣợng của nó giảm dần.
Các quá trình biến đổi của dầu trong quá trình chiên: - Quá trình thủy phân:
Khi nguyên liệu chiên trong dầu, quá trình thủy phân xảy ra nhanh trong điều kiện nhiệt độ cao và thời gian dài với sự có mặt của nƣớc trong nguyên liệu khuếch tán vào trong dầu. Khi trong dầu có sự góp mặt của nƣớc với một lƣợng đáng kể, tại nhiệt độ thƣờng tốc độ phản ứng thủy phân rất chậm và tốc độ phản ứng sẽ tăng lên khi nhiệt độ tăng.
CH2 – OH CH– OH CH2 – OH R1 – COOH R2 – COOH R3 – COOH O CH2 – O – C – R1 CH– O – CO – R2 CH2 – O –C – R3 O + 3H2O +
Dầu bị thủy phân nên tạo thành glycerine và các acid béo làm độ acid của dầu tăng lên. Glycerine vừa tạo thành sau phản ứng thủy phân cũng có thể bị phân hủy bởi nhiệt tạo thành acrylic aldehyt và nƣớc. Acrylic aldehyt (CH2 = CH – CHO) là chất lỏng, độc dễ bay hơi cho mùi khó chịu và làm chảy nƣớc mắt.
Quá trình thủy phân làm giảm chất lƣợng của dầu mỡ. Trong quá trình chế biến và bảo quản dầu mỡ cần hạn chế phản ứng thủy phân xảy ra.
- Quá trình oxy hóa:
Là quá trình xảy ra với sự có mặt của O2 không khí. Nhiệt độ càng cao quá trình xảy ra càng 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. Quá trình oxy hoá gồm: tự oxy hóa, oxy hóa nhiệt, quá trình trùng hợp nhiệt.
Quá trình tự oxy hóa là quá trình xảy ra ở dầu mỡ ngay cả nhiệt độ thƣờng khi có mặt của O2 không khí. Tốc độ phản ứng ngày càng tăng do hiện tƣợng tự xúc tác của quá trình. Phản ứng tự oxy hóa xảy ra với các lọai dầu có chỉ số axít đáng kể. Trong dầu mà hàm lƣợng acid thấp (dầu mới) phản ứng tự oxy hóa khó xảy ra hơn, bởi thế chúng dễ bảo quản hơn. Sản phẩm cuối cùng hoặc trung gian tạo thành từ phản ứng tự oxy hóa gồm rƣợu, hợp chất eposide, aldehyde, ketone...Những chất này là 1 trong những yếu tố ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng sản phẩm và dầu.
Quá trình oxy hóa nhiệt xảy ra ở nhiệt độ cao hơn 200oC với sự tham gia của oxy không khí, tốc độ phản ứng rất lớn. Quá trình này luôn xảy ra khi chiên vì nhiệt độ chiên rất thích hợp cho phản ứng xảy ra. Kết quả là chỉ số I2 của dầu giảm do mức độ không no giảm, chỉ số acid tăng do một số acid đƣợc giải phóng. Một số phức hợp dễ 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 hình thành vị và giá trị dinh dƣỡng của sản phẩm. Quá trình oxy hóa nhiệt là nguyên nhân cơ bản dẫn đến sự thay đổi thành phần, cấu trúc dầu mỡ, làm chất lƣợng dầu chiên giảm khá rõ rệt, ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng sản phẩm.
Quá trình trùng hợp nhiệt xảy ra trong dầu mỡ khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong môi trƣờng không có không khí. Trong điều kiện không có không khí và có
nhiệt độ cao, các glyceride trùng hợp với nhau tạo thành các polyme, làm giảm chất lƣợng của dầu và thời gian sử dụng của dầu.
Cơ chế của quá trình oxy hóa lipid:
Cơ chế phản ứng oxy hóa lipid xảy ra phức tạp, có thể chia thành 3 giai đoạn là: khởi mào, lan truyền – tạo các sản phẩm trung gian và kết thúc phản ứng.
Giai đoạn khởi mào: đầu tiên phản ứng đƣợc khởi mào bởi một vài phân tử lipid (RH) bị oxy hóa tạo thành gốc tự do.
RH Ro + Ho
Để tạo thành gốc tự do, nghĩa là để đứt liên kết C-H trong phản ứng này cần một năng lƣợng từ 70-100 kcal/mol. Tuy nhiên khi có oxi hòa tan thì tƣơng tác giữa RH ban đầu với oxi sẽ xảy ra mạnh mẽ hơn vì sự tạo thành gốc tự do theo phản ứng lƣỡng phân tử chỉ cần 47 kcal/mol.
RH + O2 ROo
+ OHo Khi nồng độ RH cao sẽ xảy ra phản ứng tam phân:
RH + O2 + R1H Ro + H2O2 + R1o Phản ứng này cần một năng lƣợng còn bé hơn cả phản ứng lƣỡng phân.
Giai đoạn lan truyền – tạo các sản phẩm trung gian:
Gốc tự do Ro hoặc ROo tạo thành do phản ứng khơi mào sẽ bắt đầu chuỗi chuyển hóa oxy hóa:
Ro + O2 ROOo ROOo + RH ROOH + Ro ROo + RH ROH + Ro Giai đoạn kết thúc: Ro + Ro R-R Ro + ROOo ROOR
ROOo + ROOo ROOR + O2
Những phản ứng này xúc tác cho các phản ứng khác. Khi các gốc tự do phản ứng với nhau, các sản phẩm không gốc tự do sẽ tạo thành và phản ứng kết thúc.