炸薯條等油炸食品因其質地酥脆、風味濃鬱而深受人們的喜愛。然而，它們在烹飪過程中會吸收大量的油。這導致脂肪和卡路里含量增加。經常食用高脂肪食物會導致肥胖和高血壓等健康問題。
伊利諾大學厄巴納-香檳分校的研究人員正在研究微波能是否有助於生產吸油量較少的薯條。不會像消費者期望的那樣失去品質。他們的研究結果表明，將微波油炸與傳統油炸相結合可以縮短烹飪時間。限制吸油量，同時仍能產生傳統油炸的酥脆外觀和令人滿意的質感。
在不犧牲風味的情況下製作健康的薯條。
「消費者想要健康的食品。但在購買時，慾望往往佔據主導地位。高油含量增強了味道。但它的能量和熱量很高。我的研究小組研究油炸，目標是實現低脂肪含量，但味道和質地沒有任何顯著差異，」首席研究員、食品工程教授 Pawan Singh Takhar 說。食品科學和人類營養系，隸屬於伊利諾大學農業、消費者與環境科學學院。
FSHN 博士生 Takhar 和 Yash Shah 在兩份新出版物中報告了研究結果，研究了用微波烹飪炸薯條時發生的物理變化。
第一項研究是伊利諾州的研究人員與華盛頓州立大學的科學家合作。他開發了一種特殊的微波爐油炸機，可以在 2.45 GHz（類似於普通微波爐）和 5.8 GHz 下運作。
千兆赫是用來描述電磁波頻率的單位。不同的微波頻率會影響穿過食物的能量以及烹調過程中水分子反應的速度。
關注炸薯條內部發生的事情。
研究人員將馬鈴薯清洗並去皮，然後切成條狀。然後將其汆燙、加鹽，並在加熱至攝氏180度的大豆油中油炸。
熱燙是將食物短暫暴露在熱水或蒸氣中。對於馬鈴薯 此步驟可以開始軟化組織並幫助為煎炸做好表面準備。
在烹飪期間和之後，團隊將測量溫度、內部壓力、體積、質地、濕度和油含量。這些測量有助於揭示有多少水從馬鈴薯中逸出。油是如何進入馬鈴薯留下的縫隙的？
Takhar 表示，油炸的主要挑戰之一是防止油在烹飪過程中和烹飪後立即遷移到食物中。
剛開始煎的時候，馬鈴薯內部的小孔還含有水分。這為石油留下了很小的空間。但是當馬鈴薯加熱時，水會變成蒸氣並蒸發。空曠的空間開始形成。負壓會把油吸進馬鈴薯裡。
「想像飲料中的吸管。如果你將空氣推入管子，它會產生正壓，任何液體都會被推出，但如果你通過吸管吸入，液體會向上移動。想像一下食品材料有許多小管。油仍然存在。但如果有負壓，油就會開始移動，」Takhar 解釋道。
為什麼壓力決定吸油量？
研究人員發現，高達 90% 的油炸過程是在食物處於負壓的情況下進行的。產生更持久的吸力效果，有助於油脂進入新開放的毛孔。
更有效率的油炸過程可以在更長的時間內保持馬鈴薯內部的正壓。並減少處於負壓狀態的時間。這可以限制進入食物的油量。
微波功率可能有助於加熱整個馬鈴薯的水。相反，它僅依賴從表面傳入的熱量。當水分子吸收微波能量時，它們會移動得更快並產生額外的蒸氣。蒸氣會增加食物內部的壓力，使油更難滲透。
「當我們在傳統烤箱中加熱東西時，熱量從外向內移動。但微波爐從內向外加熱。這是因為微波穿透材料中的每個點。微波振動水分子。導致更多蒸汽形成。從而使壓力分佈向正側移動。微波爐中較高的壓力會減少油的滲透，」Takhar 說。
微波油炸可減少烹調時間和吸油量。
除了實驗室測試之外，研究人員還使用數學模型來更詳細地檢查油炸過程。電腦模型幫助他們探索不同變數如何相互作用。他們如何互動？並預測在每個實驗中可能難以測量的變化。
研究團隊比較了 2.45 GHz、5.8 GHz 和正常條件下煎炸過程中的溫度、壓力、體積、質地、濕度和吸油量。
根據各種實驗和模擬，微波油炸可以更快地去除馬鈴薯中的水分。它還減少了總烹飪時間並減少了薯條中的油量。
然而，微波油炸本身並不能產生所需的質地。僅使用微波功率烹調的炸薯條往往會保持柔軟，而不是形成消費者期望的鬆脆質地。
「然而，如果你使用微波油炸，你會得到濕食物。為了獲得酥脆的質地和風味，你需要使用簡單的加熱。因此，我們建議將兩種方法合併為一個裝置。傳統的加熱將保持酥脆。同時，用微波爐加熱可以減少油的用量，」塔哈爾說。
混合炸鍋可以提供兩全其美的優點。
所提出的系統使用傳統的油炸方法將表面變成棕色並使其酥脆。同時，微波能量可加速水分的去除，並有助於防止多餘的油進入馬鈴薯中。
這種組合方法使製造商能夠使用更少的油來生產薯片。同時，它保持了油炸食品的風味和質地，使其令人胃口大開。更快的烹飪也可以提高生產效率。
研究人員指出，大型食品加工廠使用的連續油炸機可以改造，並添加微波產生器。這是因為這些組件廣泛可用且相對便宜。因此，該系統對於商業生產來說在經濟上是可行的。
第一篇文章《常規油炸和微波油炸對薯條品質特性的影響》發表於 食品科學雜誌。
第二份報告「透過基於混合理論和電磁方程式解決不飽和傳輸來預測食品生物聚合物微波煎炸過程中的質量變化」發表在 食品科學領域的研究現狀。
該研究由美國農業部國家食品和農業研究所資助（獎項 2020-67017-31194、ILLU-698-308 和 ILLU-698-926）。
