張光耀，彭慧慧，張靜，王思花，戚明明，任志尚，賀壯壯，馬成業(yè),2*

（1.山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東淄博 255000）（2.山東省高校農(nóng)產(chǎn)品功能化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東淄博 255000）

隨著全球人口增長(zhǎng)，世界范圍內(nèi)對(duì)肉類需求增加，而盲目增加畜牧業(yè)會(huì)占用大量耕地和造成環(huán)境污染，且長(zhǎng)期食用動(dòng)物肉有誘發(fā)營(yíng)養(yǎng)相關(guān)疾病和食源性疾病的風(fēng)險(xiǎn)[1]。植物蛋白組織化產(chǎn)品作為肉類替代品，一定程度上滿足人類對(duì)蛋白質(zhì)的需要。豌豆蛋白作為一種優(yōu)質(zhì)蛋白，氨基酸組成較平衡，在人體內(nèi)含有的8種必須氨基酸中，除蛋氨酸外其他氨基酸均達(dá)到FAO/WHO 推薦值[2]。豌豆蛋白是生產(chǎn)豌豆淀粉的副產(chǎn)物，絕大部分用來加工飼料，造成很大的資源浪費(fèi)[3]。因此，對(duì)豌豆蛋白進(jìn)行擠壓改性用于食品加工，開發(fā)利用潛力還很大[4]。

高水分?jǐn)D壓組織化技術(shù)具有高效低成本等特點(diǎn)，在食品加工中應(yīng)用廣泛[5]。植物蛋白高水分?jǐn)D壓組織化產(chǎn)品也被越來越多的人接受[6-8]。我國(guó)豌豆資源豐富，作為無麩質(zhì)食品中一員，豌豆蛋白不會(huì)像大豆一樣會(huì)造成過敏，也無轉(zhuǎn)基因風(fēng)險(xiǎn)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[9-11]，有降低人體膽固醇水平和血壓、平衡血糖等功效[12-13]。近幾年來，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)豌豆蛋白研究不斷加深，其作為大豆或動(dòng)物蛋白的替代品已得到廣泛的功能性應(yīng)用[14]。Alonso 等[15]發(fā)現(xiàn)擠壓蒸煮導(dǎo)致豌豆蛋白結(jié)構(gòu)變化，形成具有較高持水性、較低持油性和溶解度的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。Osen 等[16]將豌豆蛋白通過擠壓形成類似肌肉質(zhì)地的纖維狀產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)其制品可以作為肉類的良好替代品。王旭等[17]、楊震等[18]研究了豌豆蛋白擠壓組織化工藝，并探究了其在肉制品中的應(yīng)用。對(duì)于豌豆蛋白高水分?jǐn)D壓組織化產(chǎn)品的評(píng)價(jià)，還需要建立一套更為科學(xué)的體系，對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法，還需要進(jìn)一步篩選和統(tǒng)一[19-20]。

本研究基于前人研究植物蛋白組織化技術(shù)上，對(duì)豌豆組織化蛋白進(jìn)行研究分析。對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)筒溫度、水分根據(jù)Box-Behnken 中心設(shè)計(jì)原理制定三因素三水平組合試驗(yàn)，對(duì)所得豌豆蛋白組織化產(chǎn)品進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。進(jìn)行相關(guān)分析，探究指標(biāo)間相互關(guān)系，尋找更好反映產(chǎn)品品質(zhì)的因子和指標(biāo)[21-22]。本研究可拓寬植物蛋白擠壓組織化技術(shù)研究范圍，豐富豌豆蛋白組織化技術(shù)研究?jī)?nèi)容，為完善豌豆蛋白組織化產(chǎn)品評(píng)價(jià)體系、豌豆蛋白組織化產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)測(cè)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 原料

豌豆蛋白粉，購(gòu)于山東健源生物科技有限公司，基本化學(xué)成分為蛋白質(zhì)75.49%、淀粉7.31%、脂肪0.87%、粗脂肪7.92%、水分4.67%、灰分3.74%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

工程食品雙螺桿擠壓平臺(tái)，UVTE36-24 型，長(zhǎng)沙創(chuàng)享食品科技有限公司；質(zhì)構(gòu)儀，F(xiàn)TA-3000M 型，美國(guó)Brookfield 公司；色差計(jì)，CM-3600A，日本柯尼卡美能達(dá)控股公司；凱氏定氮儀，ATN-300，上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司。

本試驗(yàn)中所用工程食品雙螺桿擠壓平臺(tái)，由動(dòng)力系統(tǒng)、擠壓?jiǎn)卧乜叵到y(tǒng)、成型單元及其他輔助單元構(gòu)成。采用模頭為15×45 mm（模孔）的圓形模頭，模頭連接成型模具：長(zhǎng)1000 mm，出料口截面尺寸長(zhǎng)170 mm，寬15 mm。

1.3 Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)Box-Behnken 中心設(shè)計(jì)原理對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)筒溫度、水分設(shè)計(jì)三因素三水平組合試驗(yàn)，進(jìn)行工藝優(yōu)化。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表1 所示。

表1 Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果Table 1 Box-Behnken experiments design and result

其中機(jī)筒溫度設(shè)置，套筒共有五個(gè)溫區(qū)，這里改變主溫區(qū)，即Ⅲ區(qū)。I 區(qū)40 ℃；Ⅱ區(qū)120 ℃；Ⅳ區(qū)145 ℃；Ⅴ區(qū)140 ℃在擠壓過程中保持不變。喂料速度為10 kg/h。原料從固體喂料器以額定速率出料，經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入擠壓機(jī)輸送模塊，向前輸送過程中，水由液體喂料器泵入擠壓機(jī)，混合物料在擠壓機(jī)嚙合模塊經(jīng)熔融、剪切、擠壓，后經(jīng)模頭進(jìn)入擠壓成型模塊，從出料口成型，定時(shí)稱取產(chǎn)品，保溫箱保存，備測(cè)。

1.4 評(píng)價(jià)方法

1.4.1 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

組織化度：取邊長(zhǎng)1 cm 的正方體樣品供測(cè)量，相鄰兩個(gè)樣品分別測(cè)量平行擠出方向和垂直擠出的剪切功。每個(gè)樣品測(cè)定6 組。用剪切力大小來表征剪切強(qiáng)度的大小，用橫切所做的功與縱切所做的功的比值定量表征組織化程度，即組織化度[10]。質(zhì)構(gòu)儀操作參數(shù)：探頭BSW，測(cè)試前速度1.0 mm/s，測(cè)試速度1.0 mm/s，測(cè)試后速度2.0 mm/s，剪切程度75%。

硬度、彈性、粘結(jié)性：垂直于擠出平面取直徑1 cm的圓柱形樣品用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定。質(zhì)構(gòu)儀操作參數(shù)：TPA模式，探頭P/36R，測(cè)試前速度2.0 mm/s，測(cè)試速度1.0 mm/s，測(cè)試后速度2.0 mm/s,下壓程度50%，間隔時(shí)間5 s，往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次。

吸水性：將樣品切碎成塊，60 ℃條件下在烘箱烘干4 h，用超微粉碎機(jī)粉碎，過80 目篩。取干燥樣品10 g（稱重后計(jì)為W1），60 ℃復(fù)水2 h，取出后置于陰涼處5 min 后稱重（重量計(jì)為W2）按下述公式計(jì)算：

持油性：稱取與吸水性測(cè)定相同的干燥樣品5 g，放入100 mL 離心管中并往其中加入30 mL 植物油，使用玻璃棒攪拌均勻，樣品靜置3 min 后，在離心機(jī)中以3500 ×g 的轉(zhuǎn)速離心15 min。移去離心液中上清液，使用濾紙將管壁內(nèi)殘油吸干，然后將離心管與沉淀同時(shí)稱重，持油性（OHC）按照以下公式進(jìn)行計(jì)算，每種樣品3 組平行試驗(yàn)求平均值：

式中：

M2——離心管與離心后沉淀；

M1——離心管與樣品重；

M——樣品重。

可溶性氮含量：將樣品在60 ℃條件下烘干4 h，取5 g 干燥樣品置于100 mL 蒸餾水中，在30 ℃下磁力攪拌器以120 r/min 攪拌1～2 h，過濾定容至100 mL，吸取0.5 mL 樣品溶液，0.5 mL 蒸餾水放入10 mL 具塞試管中，用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法測(cè)定氮含量，氮含量計(jì)為A[23]。總氮含量采用凱氏定氮法（GB 5009.5-2016）進(jìn)行測(cè)定計(jì)為B。

色差：用色差計(jì)測(cè)定，測(cè)定參數(shù)為L(zhǎng)*、a*、b*。每樣品重復(fù)測(cè)量五次取平均值，按下述公式計(jì)算色差值。

式中：

ΔE——樣品與白色板的色差，值越小表示顏色越接近白色板。

1.4.2 感官評(píng)價(jià)

豌豆組織化蛋白感官評(píng)價(jià)從顏色、組織化、質(zhì)構(gòu)性、味道四個(gè)方面進(jìn)行[18]，總分100 分，每項(xiàng)占25分。顏色：色澤呈褐色且發(fā)黑0～10 分，微黃且色澤不均10～18 分，黃色且色澤均勻18～25 分。組織化：存在粉狀、部分結(jié)為小塊0～10 分，過度蓬松且沒有粉狀以及塊狀10～18 分，略微蓬松且沒有粉狀以及塊狀18～25 分。質(zhì)構(gòu)性：較脆并且受力成渣0～10 分，彈性較好且受力呈現(xiàn)部分纖絲狀10～18 分，彈性較好且受力呈現(xiàn)纖絲狀18～25 分。味道：腥味嚴(yán)重0～10分，存在輕微腥味10～18 分，無腥味18～25 分。

1.4.3 數(shù)據(jù)處理

用SAS 9.3 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)量分析、相關(guān)性分析、因子分析，用Design-Expert 8.0.6 進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 描述統(tǒng)計(jì)量

不同擠壓樣品的硬度、彈性、粘結(jié)性、吸水性、吸油性等9 項(xiàng)指標(biāo)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、中位數(shù)和變異系數(shù)如表2 所示。變異系數(shù)消除了量綱影響和測(cè)量尺度，反映了指標(biāo)離散程度。由表2 可知，變異系數(shù)按從大至小順序排列，依次為硬度、組織化度、感官評(píng)價(jià)、可溶性氮、吸水性、持油性、ΔE、粘結(jié)性、彈性。

表2 樣品表述統(tǒng)計(jì)量Table 2 Descriptive statistics of the quality properties

2.3 相關(guān)性分析

豌豆組織化蛋白各指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果如表3所示。硬度與吸水性之間呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與ΔE之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明硬度小的擠壓產(chǎn)品具有更好的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有更好的保水性。吸水性與ΔE之間呈極顯負(fù)相關(guān)關(guān)系。這說明較高保水性的網(wǎng)狀需要與更多的水分反應(yīng)形成，顏色也偏淺，這與Alonso等[15]的研究結(jié)果一致。硬度較小時(shí)，水分含量較高，吸水性好。同時(shí)水分的高低影響ΔE，水分升高，ΔE變小，水分降低，ΔE變大。彈性與持油性之間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。粘結(jié)性與感官評(píng)價(jià)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與組織化度之間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。這說明粘結(jié)性大時(shí)，產(chǎn)品組織化度變小，感官評(píng)價(jià)低。組織化度高低，對(duì)產(chǎn)品口感影響較大，組織化度越大口感越好，因此感官評(píng)價(jià)與組織化度之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。

表3 豌豆蛋白組織化指標(biāo)相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of pea textured protein indexes

2.4 主因子分析

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行主因子分析，得出相關(guān)系數(shù)矩陣特征值及累計(jì)方差貢獻(xiàn)率。前4 個(gè)主因子累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)83.51%，說明前4 個(gè)因子的信息特征量占總體信息的83.51%，可反映9 個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的大部分信息。因此，前4 個(gè)因子被保留，得出因子載荷陣，將其進(jìn)行方差最大正交旋轉(zhuǎn)，使因子載荷陣結(jié)構(gòu)更加清晰，結(jié)果如表4 所示。

由表4 可知原始指標(biāo)與新構(gòu)造綜合因子的相關(guān)程度。各指標(biāo)在不同因子中載荷值的最大值將該指標(biāo)歸屬于不同因子，同一因子中各指標(biāo)間存在緊密聯(lián)系[24]。因子1 中，硬度、吸水性、ΔE載荷值較大，說明因子1 對(duì)這3 個(gè)因素起支配作用，主要反映產(chǎn)品的質(zhì)地和色澤。因子2 中，粘結(jié)性、感官評(píng)價(jià)、組織化度載荷值較大，說明因子2 對(duì)此三個(gè)因素起支配作用，主要反映產(chǎn)品感官品質(zhì)。因子3 中，彈性和吸油性載荷值較大，說明因子3 對(duì)此兩個(gè)因素起支配作用，主要反映產(chǎn)品彈性和吸附能力。因子4 中只有可溶性氮載荷值較大，說明可溶性氮指標(biāo)相對(duì)獨(dú)立，與其他指標(biāo)其他指標(biāo)相關(guān)性較低。

表4 特征值與方差最大正交旋轉(zhuǎn)后的因子載荷陣Table 4 The eigen value and the factor loading matrix after revolving counterchange

綜合考慮指標(biāo)間相互關(guān)系、該指標(biāo)變異系數(shù)大小和各指標(biāo)在其公共因子中載荷值大小，豌豆組織化蛋白的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重可暫定為硬度（25%）、組織化度（25%）、感官評(píng)價(jià)（25%）、吸水性（25%）。

2.5 響應(yīng)面法優(yōu)化制備工藝

根據(jù)分析結(jié)果，現(xiàn)將硬度、組織化度、感官評(píng)價(jià)作為主要指標(biāo)，進(jìn)行響應(yīng)面分析。

以螺桿轉(zhuǎn)速（x1）、機(jī)筒溫度（x2）、水分（x3）為自變量，以硬度（R1）、組織化度（R2）、感官評(píng)價(jià)（R3）、吸水性（R4）分別為響應(yīng)值，通過軟件Design-Expert進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立模型如下：

方差分析見表5。

表5 方差分析表Table 5 Variance analysis

2.5.1 硬度響應(yīng)面分析

由表5 可知，自變量與因變量之間回歸模型顯著（p＜0.05），失擬項(xiàng)不顯著（p＞0.05）。方差分析顯示，模型擬合度R2值為0.9847，校正擬合度Adj R2值為0.8827，回歸模型可信。響應(yīng)面分析表明（圖1a～c），當(dāng)機(jī)筒溫度一定時(shí)，產(chǎn)品硬度受螺桿轉(zhuǎn)速的總體影響不大，呈現(xiàn)先減小后增大的小范圍變化。較低螺桿轉(zhuǎn)速下，物料在擠壓機(jī)中滯留時(shí)間長(zhǎng)，受熱增加，產(chǎn)品硬度變大。而螺桿升高至適當(dāng)轉(zhuǎn)速時(shí)，擠壓模塊與成型模塊壓力、出料速度吻合，擠壓機(jī)狀態(tài)穩(wěn)定，壓力變小，產(chǎn)品硬度變小。而在較高的螺桿轉(zhuǎn)速下，物料在模頭處停留時(shí)間加長(zhǎng)，受到壓力增大，硬度增大。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速固定，隨著機(jī)筒溫度上升，產(chǎn)品硬度先減小后增大。較低的溫度下，物料和水在擠壓機(jī)中的熔融反應(yīng)不充分，擠壓出的產(chǎn)品有板結(jié)成塊的趨勢(shì)，組織化程度低，硬度大。隨著溫度升高，水和物料的熔融反應(yīng)逐漸充分，升溫給予水足夠能量且不至其過量蒸發(fā)，更多水分會(huì)被固定在產(chǎn)品中，產(chǎn)品硬度降低。當(dāng)溫度再升高時(shí)，水分蒸發(fā)作用明顯，產(chǎn)品顏色變深，有焦糊的趨勢(shì)，硬度變大。水分是影響硬度最大的因素，水分升高硬度降低，為負(fù)效應(yīng)，但水分過高，產(chǎn)品呈散碎狀而很難成型。較大水分和較高機(jī)筒溫度可降低產(chǎn)品硬度，這與康立寧等人對(duì)大豆蛋白研究結(jié)果一致[25]。螺桿轉(zhuǎn)速和機(jī)筒溫度對(duì)硬度的影響相對(duì)較小，與擠壓原料不同存在一定關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，硬度取最小值9231.54 g 的與最大值18354.1 g 的中間值13792.8 g 為目標(biāo)值，進(jìn)行工藝優(yōu)化。

圖1 擠壓參數(shù)交互作用結(jié)果圖Fig.1 Result graph of extrusion parameter interaction

由表5 中F 值大小可知，操作參數(shù)的影響大小為：C＞B＞A，即水分＞機(jī)筒溫度＞螺桿轉(zhuǎn)速。在目標(biāo)值下得到的最佳工藝參數(shù)為螺桿轉(zhuǎn)速148.32 r/min，機(jī)筒溫度169.73 ℃，水分55.79%。

2.5.2 組織化度響應(yīng)面分析

由表5 可知，自變量與因變量之間回歸模型顯著（p＜0.05），失擬項(xiàng)不顯著（p＞0.05）。方差分析顯示，模型擬合度R2值為0.9258，校正擬合度R2Adj值為0.8305，回歸模型可信。響應(yīng)面分析表明（圖1d～f），當(dāng)其中一個(gè)操作參數(shù)固定時(shí)，組織化度會(huì)隨著另外一個(gè)參數(shù)的升高先升高再降低。較低的水分會(huì)使得原料無法充分熔融，產(chǎn)品組織化程度低，水分過高會(huì)使產(chǎn)品呈散碎狀。較低的螺桿轉(zhuǎn)速使原料在擠壓機(jī)中停留時(shí)間過長(zhǎng)，產(chǎn)品成型過程中擠壓過程變長(zhǎng)，導(dǎo)致平行擠出方向與垂直擠出方向的纖維差別不明顯，組織化度變小，而較大的螺桿轉(zhuǎn)速，原料滯留時(shí)間短，在嚙合模塊成型不夠，同時(shí)受模頭壓力影響，物料在模具前端形成不規(guī)則的彎曲條紋，組織化度變小。當(dāng)機(jī)筒溫度較低時(shí)，蛋白質(zhì)不能充分熔融變性，導(dǎo)致組織化度較低，而溫度過高，水分蒸發(fā)快，易形成氣泡，產(chǎn)品成型變差，組織化度降低，顏色變深，溫度偏高或偏低都導(dǎo)致產(chǎn)品組織化度降低，這與孫志欣等人的研究結(jié)果是一致的[26]。

由表5 中F 值大小可知，操作參數(shù)的影響大小為：B＞A＞C，即機(jī)筒溫度＞螺桿轉(zhuǎn)速＞水分。以組織化度最大值為響應(yīng)值，預(yù)測(cè)值為1.75，通過響應(yīng)面分析，得到最佳參數(shù)為螺桿轉(zhuǎn)速151.71 r/min，機(jī)筒溫度167.34 ℃，水分54.93%。

2.5.3 感官評(píng)價(jià)響應(yīng)面分析

由表5 可知，自變量與因變量之間回歸模型顯著（p＜0.05），失擬項(xiàng)不顯著（p＞0.05）。方差分析顯示，模型擬合度R2值為0.9345，校正擬合度Adj R2值為0.8502，回歸模型可信。響應(yīng)面分析表明（圖1g-i），當(dāng)機(jī)筒溫度、水分分別固定時(shí)，感官評(píng)價(jià)隨著溫度的上升先增大后減小，較低溫度下，產(chǎn)品成型韌性差無光澤，組織化不明顯。當(dāng)溫度過高時(shí)，產(chǎn)品容易變硬發(fā)黑，口感差，此兩種情況感官評(píng)價(jià)低。溫度適當(dāng)時(shí)，產(chǎn)品色澤好，纖維狀明顯，產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)高。當(dāng)水分、溫度分別固定時(shí)，感官評(píng)價(jià)隨螺桿轉(zhuǎn)速的變大先增大后減小，與郎珊珊等[27]的研究結(jié)果一致。較高和較低的轉(zhuǎn)速都不能使物料充分熔融反應(yīng)，較低轉(zhuǎn)速下物料受熱過多壓力小，較高轉(zhuǎn)速下物料壓力大而受熱少，物料成型差，硬度大口感差，感官評(píng)價(jià)低。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速、機(jī)筒溫度固定時(shí)，感官評(píng)價(jià)隨水分增大先升高后降低，變化明顯。水分較低時(shí)，擠出產(chǎn)品表面粗糙不均勻，硬度大，色澤黯淡，咀嚼感差，感官評(píng)價(jià)低。水分增大，擠出產(chǎn)品品質(zhì)改善，色澤變淺，表面光滑，纖維狀明顯，感官評(píng)價(jià)高。當(dāng)水分較大時(shí)，擠出產(chǎn)品散碎，感官評(píng)價(jià)低?？傮w來說，水分是影響感官評(píng)價(jià)的主要因素，這與Lin 等[28]的研究結(jié)果是一致的。

由表5 中F 值大小可知，操作參數(shù)的影響大小為：C＞A＞B，即水分＞螺桿轉(zhuǎn)速＞機(jī)筒溫度。以感官評(píng)價(jià)最大值為響應(yīng)值，預(yù)測(cè)值為80 分，通過響應(yīng)面分析，得到最佳參數(shù)為螺桿轉(zhuǎn)速151.59 r/min，機(jī)筒溫度170.45 ℃，水分56.23%。

2.5.4 吸水性響應(yīng)面分析

由表5 可知，自變量與因變量之間回歸模型顯著（p＜0.05），失擬項(xiàng)不顯著（p＞0.05）。方差分析顯示，模型擬合度R2值為0.8313，回歸模型可信。響應(yīng)面分析表明（圖1j～l），當(dāng)溫度處于低水平時(shí)，吸水性與螺桿轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)正效應(yīng)。溫度處于高水平時(shí)，吸水性與螺桿轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)。由于在溫度和螺桿轉(zhuǎn)速都處于低水平情況下，產(chǎn)品的變性不充分，隨著螺桿轉(zhuǎn)速上升，物料受到的剪切力增大，壓力也增大，蛋白質(zhì)變性程度增加，因此吸水性與螺桿轉(zhuǎn)速之間呈現(xiàn)正效應(yīng)。當(dāng)機(jī)筒溫度處于高水平時(shí)，水受熱運(yùn)動(dòng)加快，壓力升高，而低螺桿轉(zhuǎn)速可減緩物料流動(dòng)速度，產(chǎn)品成型好，吸水性高。這與楊勇等[29]的研究結(jié)果不一致，楊勇等[29]認(rèn)為當(dāng)機(jī)筒溫度固定時(shí)，擠壓產(chǎn)品吸水性隨螺桿轉(zhuǎn)速增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速處于低水平時(shí)，產(chǎn)品吸水性與機(jī)筒溫度溫度之間呈正效應(yīng)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速處于高水平時(shí)，產(chǎn)品吸水性與機(jī)筒溫度之間呈負(fù)效應(yīng)。當(dāng)水分固定時(shí)，產(chǎn)品吸水性隨著螺桿轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，但總體變化幅度不大。而當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速固定時(shí)，產(chǎn)品吸水性隨著水分的增加呈上升趨勢(shì)。由二次回歸方程可知，水分因素對(duì)吸水性的影響顯著。

由表5 中F 值大小可知，操作參數(shù)的影響大小為：C＞A＞B，即水分＞螺桿轉(zhuǎn)速＞機(jī)筒溫度。結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際以及參考植物蛋白組織化產(chǎn)品的特點(diǎn)，以中間值153.9%作為目標(biāo)值，通過響應(yīng)面分析，得到最佳參數(shù)為螺桿轉(zhuǎn)速168.82 r/min，機(jī)筒溫度167.20 ℃，水分56.64%。

以硬度13792.8 g、組織化度和感官評(píng)價(jià)的最大值、吸水性153.9%作為目標(biāo)值，綜合響應(yīng)面分析結(jié)果和操作實(shí)際，經(jīng)優(yōu)化后的工藝參數(shù)為螺桿轉(zhuǎn)速153 r/min，機(jī)筒溫度170 ℃，水分56%。在此工藝條件下進(jìn)行三組平行試驗(yàn)，所得產(chǎn)品指標(biāo)硬度為13814.24 g，組織化度1.74，感官評(píng)價(jià)79，吸水性151.21%，工藝參數(shù)得到了優(yōu)化。這與王旭等[18]、楊震等[19]的研究結(jié)果有差異，可能與成型模塊結(jié)構(gòu)不同以及原料的差異有關(guān)。

3 結(jié)論

國(guó)內(nèi)外對(duì)豌豆組織化蛋白的評(píng)價(jià)主要集中在質(zhì)構(gòu)、色澤和感官評(píng)價(jià)等指標(biāo)上，不同工藝的組織化蛋白指標(biāo)分析中，硬度、組織化度、感官評(píng)價(jià)變異系數(shù)達(dá)40%以上，在反映產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)較為重要。通過對(duì)產(chǎn)品硬度、組織化度等指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析、因子分析。結(jié)果表明：硬度、組織化度、感官評(píng)價(jià)、可溶性氮、吸水性、持油性的變異系數(shù)較大。ΔE雖然變異系數(shù)不大，但在相關(guān)分析中，其與硬度和吸水性分別呈極顯著正、負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明ΔE為綜合指標(biāo)，可大體反映產(chǎn)品品質(zhì)。與9 項(xiàng)指標(biāo)可以歸結(jié)為4 個(gè)主要因子，因子1 對(duì)硬度、吸水性、ΔE起支配作用，因子2 對(duì)粘結(jié)性、感官評(píng)價(jià)、組織化度起支配作用，因子3 對(duì)彈性和吸油性起支配作用，因子4 只對(duì)可溶性氮起支配作用，可溶性氮與其他指標(biāo)聯(lián)系較少。豌豆組織化蛋白評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重為硬度（25%）、組織化度（25%）、感官評(píng)價(jià)（25%）、吸水性（25%）。對(duì)硬度、組織化度、感官評(píng)價(jià)、吸水性進(jìn)行響應(yīng)面分析，經(jīng)優(yōu)化后的工藝參數(shù)為螺桿轉(zhuǎn)速153 r/min，機(jī)筒溫度170 ℃，水分56%。本研究為豌豆組織化蛋白的評(píng)價(jià)提供了參考，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，為豌豆蛋白組織化技術(shù)的進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。但因?yàn)閿D壓機(jī)內(nèi)部為“黑箱”，物料在其中的化學(xué)變化難以描述和測(cè)定，還有待繼續(xù)研究。另外，如何開發(fā)更為優(yōu)質(zhì)的豌豆蛋白組織化產(chǎn)品，仍有著巨大的研究空間和市場(chǎng)價(jià)值。