当对食品进行油炸处理后，食品的微观结构出现了怎样的变化，不论从科学方法角度还是从数学模型角度上讲，都是一个非常复杂的问题。消费者希望产品既酥脆又美味。因此，食品科学家们试图更进一步了解食品在油炸过程中所发生的变化，从而提高产品的质量。

Pawan Takhar是美国伊利诺伊州大学的一名食品科学家，对于食品在油炸过程中油的浸入，以及油在食品内部的分布非常感兴趣。“通过传统的实验技术，我们可以检测出食品中油的含量，但是我们无法得知油在食品中的分布情况。”他说。

为了更好地弄清这个问题，Takhar和他的实验团队近期采用了微计算X射线断层摄影技术（micro-CT），从而获得不同油炸时间条件下的薯片微结构的3D影像。

Takhar在接受FoodIngredientsFirs网站采访时表示：“这篇论文可以帮助我们了解食品在油炸过程中气孔的结构，以及气孔通道内的波浪（弯曲度）情况。油炸的过程是十分复杂的。”

“气孔的结构对于影响油的渗透和质构形成十分重要。气孔是水分、蒸汽、油的通道。气泡将会影响口感。这篇论文只是提高我们相关认知的第一步。”Takhar说。

在对食物进行深度油炸的过程中，食物会完全浸在油里，内部的水分迅速蒸发，并形成蒸汽压。这种压力将会影响食品的微结构，包括气孔的数量和大小，以及气孔间通道的弯曲程度。这也将决定有多少油，以什么样的方式浸入到食品中。

本实验中，选取褐色土豆，切成直径45毫米，厚度1.65毫米的薄片，在190℃下分别油炸20、40、60、80秒，冻干后进行扫描。

Takhar表示，这种方法也可以用于其他类型的食物。“唯一的要求就是食物需要是干燥的。潮湿的食物在扫描过程中会出现变形，那么获得的图像就会模糊。”他解释说，“所以，这也给潮湿食物样品的检测带来了挑战。我们在进行micro-CT实验前，会对食品进行冻干操作。本实验中，需要尝试各种方法，用于稳定食物样品，最后我们选取了冻干的方法，这种方法对于食物中气孔结构和油的分布的影响最小。”

Takhar说，实验中，首先手机986张马铃薯样品的2D照片，然后合成为3D照片。使用3D技术后，我们能够获得更多的有关气孔和气孔网络的信息。

该研究发现，随着油炸时间的延长，气孔的也会变大，从而让更多的油浸入。研究也发现了不同油炸时间下，油含量和气孔通道网络的变化的关系。这些通道起到了食物中水分、蒸汽，以及油的通道作用。

“当你对食物材料进行油炸的时候，你可以看到这些气孔结构是如何形成的，”Takhar说，“我们发现，在油炸的初始阶段，气孔网络，以及通道内的波浪曲折度都是非常复杂的，因此，这个时候，油很难渗透进入食物内部。但是随着油炸过程的进行，这些通道开始变得简单，气孔也开始打开，外部的油可以更容易地进入到食物内部。”

Takhar还解释说，油在整层马铃薯片内部都有分布。研究发现，一些更厚的食材（例如鸡块和法式炸薯条），油会集中在表层附近，并且出现急速持续的蒸发，这也让外部油的浸入变得困难。

“生产一种不含油，同时又能给消费者带来所喜欢的口味和质构的食品并不容易。人们喜欢烧烤食品的风味和质构，喜欢外面酥脆，里面柔软的口感。与此同时，人们又希望减少食品中油脂的含量，让食品更加的健康。”

Takhar和他的实验团队已经用数学建模的方法模拟了食品在油炸过程中的变化-前期的论文中有油炸过程相关的100个数学方程-他认为，这项研究从实验的角度证实了油炸过程中，食物内部所发生的反应。

“我只能说，我们只掌握了油炸过程中食物内部发生的变化的10%的信息。”Takhar说。他和他的实验团队从事油炸对食品的影响的研究已经超过十年时间。“作为食品工程师或者科学家，这将是我们的终极问题，因为这个问题实在是太复杂了。”

“我们的终极目标，是获得更多的基础信息，用于帮助食品工业减少油炸食物中的油脂含量，同时保持应有的口味和质构。”