响应面法优化油炸豌豆饼的加工工艺

2021-01-20张文莉陈瑞苗敬芝

中国调味品 2021年1期

张文莉，陈瑞，苗敬芝*

(1.徐州工程学院食品(生物)工程学院，江苏徐州 221018；2.徐州工程学院江苏省食品资源开发与质量安全重点建设实验室，江苏徐州 221018)

豌豆(PisumsativumL.)，又名青豆，麦豌豆、荷兰豆等，在豆科一年内攀援草本，在我国的种植较为广泛，尤以陕南山区盛产。豌豆中含有丰富的优质蛋白质以及人体所必需的氨基酸、矿物质和维生素等，营养价值丰富[1-3]。据中医学记载[4]：“豌豆味甘，性平，无毒，具有益气、通乳、利小便等功效”。

豌豆饼是一道传统名点，色泽金黄，酥脆可口，味道清香，深受各地区各类人群的欢迎，特别适合老人、小孩及糖尿病患者食用。本研究以豌豆饼的质构、感官评价为指标[5-10]，分别考察了豌豆饼胚厚度、油炸温度、油炸时间对油炸豌豆饼品质的影响，再利用响应面分析法对其工艺进行优化[11-13]，这将进一步促进传统油炸小食品的研究与开发以及工业化的进程。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豌豆、糯米、鸡蛋、菜籽油：均购于昆仑农贸市场；花椒粉、盐：均购于大润发超市。

石油醚、苯、2,4-二硝基苯肼、乙醇、氢氧化钾：均购于国药集团化学试剂有限公司；三氯乙酸、硫代硫酸钠等：均购于阿拉丁试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

FA2004电子天平上海舜宇恒平科学仪器有限公司；丸美MHGF-23F油炸锅广州市白云区财智厨房设备制造厂；TMS-PRO质构仪美国FTC公司。

1.3 方法

1.3.1 基本配方

豌豆1200 g，糯米350 g，盐30 g，花椒粉2 g，菜籽油2300 g。

1.3.2 工艺流程

1.3.3 操作要点1.3.3.1 豌豆的预处理

精心挑选颗粒饱满、大小均匀、无虫粒、秕粒、霉粒的干豌豆粒，用清水洗去表面的灰尘和杂质，用凉水浸泡24 h至涨发，取出沥干表面水分。

1.3.3.2 米浆的制作

将糯米清洗干净，用温水浸泡4 h，放入豆浆机中，按料水比1∶4打成米浆，备用。

1.3.3.3 混料

将预处理好的豌豆粒加入到米浆，向其中加入称好的盐、花椒粉、馅料混合均匀。

1.3.3.4 制胚、油炸

向锅中加菜籽油，油面波动，气泡较多时，将调好的馅料添加到12 cm的平底铁勺内，然后用铲子压平到一定厚度，放入油中烫5 s后，成胚，然后将饼胚放入已设定温度的油锅中翻炸至熟。

1.3.3.5 冷却、检测

将豌豆饼捞出，沥油，冷却5 min，测定各项指标。

1.3.4 单因素试验设计

1.3.4.1 豌豆饼胚厚度对成品品质的影响

试验过程中，分别制备厚度为5，6，7，8，9 mm的豌豆饼胚，在165 ℃油温中翻炸，时间为3 min，比较不同厚度产品对成品品质的影响。

1.3.4.2 油炸温度对成品品质的影响

试验过程中，制备6 mm的豌豆饼胚，分别在155，160，165，170，175 ℃油温中翻炸，时间为3 min，比较不同温度对成品品质的影响。

1.3.4.3 油炸时间对成品品质的影响

试验过程中，制备6 mm的豌豆饼胚，在165 ℃油温中翻炸，翻炸时间分别为2，2.5，3，3.5，4 min，比较不同时间对成品品质的影响。

1.3.5 Box-Benhnken响应面试验设计

以豌豆饼胚厚度、油炸温度、油炸时间为自变量，以产品质构和感官评分为指标，设计响应面试验，因素与水平见表1。

表1 响应面试验因素水平表Table 1 The factors and levels of response surface test

1.3.6 豌豆饼指标的测定

1.3.6.1 感官评定

参照陈美花等[14]的方法制定油炸豌豆饼的感官评定标准(见表2)。由10位经过训练的食品专业学生组成感官评定小组，对产品的形态组织、颜色、滋味和口感进行综合评分，结果取平均值[15]。产品的具体感官评分标准见表2。

表2 豌豆饼的评分标准Table 2 The sensory evaluation standard of fried pea cake

1.3.6.2 油炸豌豆饼质构的测定

采用TMS-PRO物性分析仪测定油炸豌豆饼的硬度、脆性和咀嚼性，TPA测试选取P/0.5为平底圆柱形探头，设置条件为：起始0.3 N；测试速度3 mm/s；形变量为10%；探头回升到样品表面上的高度为15 mm；力量感应元量程为250 N。每组试验重复3次，取平均值。

1.3.6.3 油炸豌豆饼理化和微生物指标的检测

酸价：参照GB 5009.229-2016中的冷溶剂自动电位滴定法。过氧化值：参照GB 5009.227-2016中的滴定法。羰基值：参照GB 5009.230-2016中羰基价的测定方法。

1.3.7 数据处理

使用Excel 2010 软件对数据进行统计分析并绘制图表，用Design-Expert 8.0.6进行响应面分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 豌豆饼胚厚度对豌豆饼品质的影响

表3 豌豆饼胚厚度对豌豆饼品质的影响Table 3 The effect of the thickness of pea cake embryo on the quality of pea cake

由表3可知，随着豌豆饼胚厚度的增加，豌豆饼的硬度和脆性呈现下降的趋势，咀嚼性呈现先增大后减小的趋势，这可能是由于在相同时间和温度下，饼胚太薄或太厚会导致糊化程度的过快或过慢，未达到理想的组织形态，吸油程度也会有所差异，当饼胚厚度为6 mm时，豌豆饼的感官评分最高，为85.5分。

2.1.2 油炸温度对豌豆饼品质的影响

表4 油炸温度对豌豆饼品质的影响Table 4 The effect of the frying temperature on the quality of pea cake

由表4可知，随着油炸温度的增加，豌豆饼的硬度和脆性呈现逐渐增大的趋势，咀嚼性先上升后下降的趋势，这可能是由于油炸温度越高，油炸后的豌豆饼更容易焦枯[16-17]，没有良好的质地，品质较差，当油炸温度在165 ℃时，感官评分最高，为87.7分。

2.1.3 油炸时间对豌豆饼品质的影响

表5 油炸时间对豌豆饼品质的影响Table 5 The effect of the frying temperature on the quality of pea cake

由表5可知，随着油炸时间的增加，豌豆饼的硬度和脆性逐渐增大，咀嚼性呈现上升趋势，这可能是由于油炸时间过短或过长，豌豆饼未完全熟透或产品的吸油程度较大，导致其表层过软或过硬。当油炸时间为3 min时，豌豆饼的感官评分最高，为86.6分。

2.2 响应面试验结果分析

2.2.1 响应面试验结果

在单因素试验基础上，根据Box-Benhnken中心组合设计了表1中3因素3水平的响应面试验，试验结果见表6。

表6 Box-Benhnken试验设计与结果Table 6 Box-Benhnken experimental design and results

使用Design-Expert 8.0.6软件对表6中试验数据进行多元回归拟合，各试验因子对感官评价可用如下函数表示。感官评分Y=88.42-0.70A-0.55B-1.50C+0.40AB-0.40AC+0.45BC-3.04A2-3.59B2-4.18C2。

表7 回归模型方差分析Table 7 Analysis of variance of regression model

由表7可知，F值为16.90，模型的P值小于0.01，表示该模型具有极显著性。失拟项F值为3.82，且P值为0.1142(P>0.05)，即失拟项差异不显著。同时，模型的相关系数R2=0.9560，说明模型符合试验结果，回归方程有效。此外，由F值大小可知，各因素对响应值的影响强弱顺序为：油炸时间>饼胚厚度>油炸温度。C、A2、B2、C2对响应值的影响极显著，其余均不显著。

2.2.2 响应面交互作用分析

为了进一步考察影响豌豆饼感官评分的各因素之间的交互性，采用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行处理，得到回归方程的响应面图，见图1。在控制其他因素不变的条件下，分析其余两因素对感官评分的影响。

图1 各因素交互作用的响应面图Fig.1 Response surface diagrams of the interaction of various factors

由图1可知，所有响应面均呈凸起状，各响应面的响应值随其对应的各因素值的增大而呈现先增加到极值而后减小或保持平衡；该模型有稳定点，即最大值[18]。由图1可知，各因素之间有一定的交互作用，交互不显著。运用回归方程对油炸豌豆饼的工艺条件进行优化，预测最佳工艺条件为：豌豆饼胚厚度为5.89 mm，油炸温度为164.53 ℃，油炸时间为2.91 min。在此条件下，油炸豌豆饼的感官评分的理论值为88.6。根据实际制作的情况，对最优工艺条件调整为豌豆饼胚厚度6 mm，油炸温度165 ℃，油炸时间3 min。

2.2.3 验证试验

为验证响应面的可行性，采用上述调整后的工艺条件进行油炸豌豆饼的验证性试验，并通过3组平行试验，油炸豌豆饼的感官评分分别为88.3，88.5，88.4分，平均感官评分为88.4分，与理论计算值的误差为0.23%，表明该模型拟合度好，有一定的参考价值。