王小玉，王亚兰
(郑州工商学院，郑州 451400)
豌豆又被称为荷兰豆、寒豆、麦豆、国豆等，属于一年生草本植物，主要分布于亚洲、地中海等地区[1-2]。我国的豌豆栽培历史悠久，豌豆的种植区域主要为我国的云南、贵州、四川和东三省地区[3]。
豌豆中含有丰富的蛋白质、膳食纤维和碳水化合物，含有较低的脂肪。品质较好的蛋白质(220 g/kg)能够增强人体的免疫能力[4-5]。豌豆中也富含矿物质元素和维生素C，能够补充人体所需的微量元素。豌豆皮由多糖、果胶类物质、纤维素、糖蛋白等组成，这些物质具有促进人体的胃肠道消化吸收、降血糖、降血脂等多种生物活性功效[6]。豌豆也是人们喜爱的一种蔬菜，它具有独特的色泽和香味，能够促进食物消化和吸收[7]。我国虽然有悠久的豌豆种植历史，但是豌豆的工业化发展仍然处于起步阶段，目前国内较为常见的豌豆是青豌豆和食荚豌豆[8-9]。
新鲜的豌豆采摘之后，在储藏过程中失水会较为严重，且豌豆的细胞膜通透性的变化幅度较大，会发生皱缩现象，从而失去食用价值，所以豌豆的保鲜和加工技术非常重要[10]。李子晗等[11]研究了豌豆的速冻加工工艺，以增强豌豆的储藏时间，从而减少损失。
油炸食品曾深受消费者的喜爱[12]，但随着相关营养知识的普及、人们消费观点的改变，高温(160 ℃以上)食品越来越不受人们的欢迎[13]。常压高温条件下的豌豆营养物质受到了破坏，并产生一些致癌物质[14]，从而影响消费者的身体健康。本研究基于此，利用模糊数学的方法，采用高压低温对豌豆油炸工艺进行研究和优化。
1.1 试验材料与试剂
干豌豆、菜籽油、新鲜豌豆、碳酸氢钠、石油醚、食盐、芥末粉。
1.2 试验设备与仪器
真空油炸机、微波干燥机、电热恒温干燥箱、自动测色色差计、旋转蒸发仪、质构仪、电子天平、冰箱。
1.3 油炸脆豌豆的感官评价
根据先前的研究结果制定油炸豌豆的感官评价标准，邀请8名经过专业训练的感官评定人员对油炸豌豆进行感官评价[15-16]。对油炸豌豆的组织形态、颜色、滋味和口感进行综合评分，具体的感官评价标准见表1。
表1 油炸脆豌豆感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standards of fried crispy peas
1.4 单因素试验
采用单因素试验对油炸豌豆的加工工艺进行研究和分析，控制其他所有的影响因素不变。料油比例为1∶30 (g/L)，油炸压强为0.06 MPa，油炸温度为105 ℃。
当研究料油比例对油炸豌豆脂肪含量或者水分含量的影响时，控制其他影响因素不变，改变料油比例为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50 (g/L)。当研究油炸压强对油炸豌豆脂肪含量的影响时，改变油炸压强为0.04，0.06，0.08 MPa；
当研究油炸温度对豌豆脂肪含量的影响时，改变油炸温度为95，105，115 ℃。
1.5 模糊数学正交试验
利用模糊数学感官评价指标，对影响油炸豌豆变量的因素料油比例、油炸压强和油炸温度进行研究。先通过单因素试验，对油炸豌豆的加工工艺进行初步的研究，再利用模糊数学对油炸豌豆加工工艺进行优化[17-18]。模糊数学正交试验因素水平表见表2。
显然,损失函数的值越小,表明模型的预测结果越准确。我们利用梯度下降法迭代地寻找损失函数的最小值,每一步迭代后通过反向传播更新网络中的权值ω,使得模型不断优化。损失函数的梯度L可以表示为:
表2 模糊数学正交试验因素水平Table 2 Factors and levels of fuzzy mathematics orthogonal test
2.1 单因素试验
2.1.1 新鲜豌豆和复水干豌豆真空油炸产品品质比较
新鲜豌豆和复水干豌豆的感官评价结果见表3。
表3 两种豌豆产品的感官评价Table 3 Sensory evaluation of two pea products
由表3可知，复水干豌豆和新鲜豌豆在色度、脆感和风味方面具有显著性差异(P<0.05)，在外观、消费者喜好度和油腻感3个方面的差异不明显。这主要是因为新鲜豌豆和经过复水的干豌豆只在营养物质方面存在一定的差异，在口感方面并没有明显的差异。所以通过利用干豌豆来生产油炸豌豆，能够解决豌豆大量库存的问题。
2.1.2 料油比例对油炸豌豆水分含量的影响
在油炸豌豆的过程中，豌豆水分蒸发和油脂吸收与料油比例有着明显的关系。不同的料油比例对油炸豌豆中含水量的影响见图1。
图1 料油比例对油炸豌豆水分含量的影响Fig.1 Effect of material-oil ratio on the moisture content of fried peas
由图1可知，随着料油比例的增加，同一油炸时间下，豌豆中的含水量呈现增加的趋势。这是由于随着料油比例的增加，物料吸收的热量增加，而热传导反而降低，水分蒸发的速率也降低[19]。
2.1.3 料油比例对油炸豌豆脂肪含量的影响
由图2可知，料油比例不同，油炸豌豆中脂肪含量变化也不同。无论料油比例多大，随着油炸时间的增加，豌豆中油脂都呈现增加的趋势。当油炸时间小于10 min时，豌豆中的油脂随着油炸时间的增加呈现快速增加的趋势。当油炸豌豆时间大于10 min时，豌豆中的脂肪含量随着油炸时间的增加而缓慢增加。尤其是当料油比例为1∶30 (g/L)时，豌豆中的油脂含量在油炸时间为16～18 min时呈现小幅度的降低。随着料油比例由1∶10 (g/L)增加到1∶50 (g/L)，相同的油炸时间下，豌豆中的脂肪含量随着料油比例的增加而逐渐降低。为了满足消费者的需求，豌豆不能过于油腻，也不宜油炸过干，所以使用1∶30 (g/L)作为最佳的料油比例。
图2 料油比例对油炸豌豆脂肪含量的影响Fig.2 Effect of material-oil ratio on the fat content of fried peas
2.1.4 油炸压强对油炸豌豆脂肪含量的影响
由图3可知，油炸压强不同，豌豆中的脂肪含量也不同。随着油炸压强的增大，豌豆中的脂肪含量呈现增加的趋势。当油炸压强为0.04 MPa、油炸时间为20 min时，豌豆中的脂肪含量为28.8%。当油炸压强为0.06 MPa、油炸时间为20 min时，豌豆中的脂肪含量为31.4%。当油炸压强为0.08 MPa、油炸时间为20 min时，豌豆中的脂肪含量为32.7%。随着油炸时间的增加，豌豆中的脂肪含量也呈现缓慢增加的趋势。为了避免豌豆中含有过高的脂肪，选用0.06 MPa作为最佳的油炸压强。
图3 油炸压强对油炸豌豆脂肪含量的影响Fig.3 Effect of frying pressure intensity on the fat content of fried peas
2.1.5 油炸温度对油炸豌豆中脂肪含量的影响
由图4可知，不同的油炸温度对豌豆中脂肪含量的影响也不同。随着油炸温度的升高，豌豆中的脂肪含量呈现增加的趋势。随着油炸时间的增加，豌豆中的脂肪含量也呈现增加的趋势。当油炸时间小于10 min时，豌豆中的脂肪含量随着油炸时间的增加呈现快速增加的趋势。当油炸时间大于10 min时，豌豆中的脂肪含量随着油炸时间呈现缓慢增加的趋势。由于豌豆中的最佳油脂含量为29%～31%，所以选用105 ℃作为最佳的油炸温度。
图4 油炸温度对油炸豌豆脂肪含量的影响Fig.4 Effect of frying temperature on the fat content of fried peas
2.2 模糊数学感官评价分析
根据单因素试验，将油炸温度(A)、油炸压强(B)和料油比例(C)作为变量因子，以感官评分作为指标(Xn)，利用模糊数学方法，对豌豆的最佳加工工艺进行优化分析。3个变量因子对油炸脆豌豆的感官评价结果见表4。
表4 油炸脆豌豆模糊数学感官评价结果Table 4 Fuzzy mathematics sensory evaluation results of fried crispy peas
根据表4中的油炸温度(A)、油炸压强(B)和料油比例(C)3个变量因子，对油炸脆豌豆进行加权分析，获得模糊数学矩阵：
根据模糊数学理论，对油炸豌豆的模糊矩阵进行计算分析，获得9组模糊数据：
Y1=[0.3,0.3,0.4]×X1[80,87,88]=85.3，
Y2=[0.3,0.3,0.4]×X2[81,78,74]=81.3，
Y3=[0.3,0.3,0.4]×X3[70,71,81]=74.7，
Y4=[0.3,0.3,0.4]×X4[81,78,61]=72.1，
Y5=[0.3,0.3,0.4]×X5[65,68,83]=73.1，
Y6=[0.3,0.3,0.4]×X6[80,86,71]=78.2，
Y7=[0.3,0.3,0.4]×X7[81,77,78]=78.6，
Y8=[0.3,0.3,0.4]×X8[71,84,87]=81.3，
Y9=[0.3,0.3,0.4]×X9[81,78,78]=78.9。
油炸脆豌豆的加工工艺受油炸温度、油炸压强和料油比例3个变量因子的影响，根据模糊数学原理，对3个变量因子分别进行加权计算，获得9组数据。即Y1=85.3，Y2=81.3，Y3=74.7，Y4=72.1，Y5=73.1，Y6=78.2，Y7=78.6，Y8=81.3和Y9=78.9。以上9组模糊数据中，感官评分最低的为Y4=72.1，即料油比例为1∶20 (g/L)，油炸压强为0.06 MPa和油炸温度为95 ℃。感官评分最高的为Y1=85.3，即料油比例为1∶20 (g/L)，油炸压强为0.04 MPa和油炸温度为105 ℃。
新鲜的豌豆在集中采收的季节会出现一时供大于求的情况，而销售不完的豌豆如果不及时处理，将会出现失水皱缩和木质化现象，另外，豌豆容易受到微生物的侵染而产生褐变，引发褐斑病，不易储藏[20]。而将豌豆干燥之后，容易储藏，也容易将豌豆运送到其他的地区进行销售。以豌豆作为主要原材料的油炸豌豆膨化食品深受消费者的喜爱。本研究基于此，对干豌豆进行复水之后，采用高压低温进行油炸，获得油炸豌豆，解决了豌豆供应过剩的问题。结果表明，即食油炸豌豆的最佳加工工艺为料油比例1∶20 (g/L)、油炸压强0.04 MPa、油炸温度105 ℃。
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