摘 要：本研究选取真空冷冻干燥对多花黄精厚片进行干燥处理，并以新鲜黄精厚片为对照，选择真空冷冻的干燥方式，通过单因素结合响应面分析优化真空冷冻干燥工艺，为实际生产获得高品质的黄精制品提供一定的理论基础及科学指导。单因素试验结合响应面试验分析表明，干燥时间、加热板温度及干燥室真空度对色差值均呈现显著影响，加热板温度对色差值的影响较其他因素显著。

关键词：多花黄精;真空冷冻干燥;工艺优化

黄精，属百合科，又名鸡头黄精，是多年生根茎横走的草本植物，根部入药，含有多种有食同源的功能性成分。黄精中含有丰富的多酚，多糖及甾醇类生物活性物质。多花黄精是黄精中上属品种，具有补气强身，滋阴养精，利肾健脾及润肺护肝等多种药效，已被国家列为药食两用的中药，被广泛应用于功能性食品及滋补药品的开发研制。黄精根部主要的炮制方式为厚片干燥，不同干燥工艺条件对药效的影响差异显著。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

试验材料：

选取3年生成熟新鲜多花黄精，黄精表面无虫害，无机械损伤，块状整齐，大小均一。于2018年3月15日采自朝阳市湾甸子镇黄精种植基地，用瓦楞纸壳箱盛放，于常温转运回实验室，放置阴凉处贮藏，备用。

试验设备：

超声辅助清洗器：SK5210H;恒温干燥箱：DHG-9123A;真空冷冻干燥机：LG0.2;旋转蒸发仪器：RE-52AA;冷冻离心机：5804R;酶标仪：Eon;质构仪：CT3等。

1.2 方法

干燥后多花黄精水分含量的测定：

黄精厚片中水分含量参考《GB5009.3-2016食品中水分的测定》方法测定。

干燥后多花黄精酥脆度的测定：

质构仪参数如下：模式：TPA-二次循环;测试前速度：2毫米/秒;测试速度：1毫米/秒;测试后速度：2毫米/秒;测试距离：5 毫米;负载：0.03牛;探头：TA3/100;夹具：TA-RT-KI。

干燥后多花黄精色泽的测定：

利用色差仪对经过5种干燥方式处理的黄精厚片进行色泽测定，测定结果用色差值ΔE和色相h°表示。将色差仪开机预热半小时后，用白色标板进行色泽校正。取未经干燥处理的鲜黄精厚片作为对照，干燥后的黄精厚片为结果。将两组黄精厚片分别放置在色泽仪的测量容器中，开始测量后盖住透光孔，记录测量数据。色差值表示经过干燥处理后黄精厚片色泽差异的大小，色差值公式如下：

ΔE=

色相值表示黄精厚片经过干燥处理后的颜色变化，色相值公式如下：

多花黄精干燥工艺优化：

精确称取黄精厚片5克，以干燥时间（3小时、3.5小时、4小时、4.5小时、5小时），加热板温度（60℃、70℃、80℃、90℃、100℃）及干燥室真空度（20帕、40帕、60帕、80帕、100帕）为影响因素，设计单因素试验，分析3种因素对色泽和水分含量的影响。

响应面试验以单因素实验结果为基础，以干燥时间，加热板温度及干燥室真空度为自变量，以色差值Y1为响应值通过Design-Expert8.6设计响应面试验，因素水平如表1。以上述4个因素作为自变量，根据Box-Behnken建议回归方程，将分析结果作为最优工艺，进行重复试验，验证优化结果的可行性。

2 结果与分析

2.1 真空冷冻干燥多花黄精的工艺优化

干燥时间对多花黄精品质的影响：

由图1所示，黄精厚片经过真空冷冻干燥处理后，酥脆度随干燥时间的延长呈现先上升后下降的变化趋势，在干燥时间为4小时时达到最高值;色差值随干燥时间的延长呈现先下降后上升的变化趋势，在干燥时间为4小时时色差变化最小，色差值显著（p<0.05）低于其他干燥时间;水分含量虽加热时间的延长呈现整体下降的变化趋势，在4.5小时后水分含量的下降速度变缓慢。因此，选取干燥时间3.5小时、4小时及4.5小时作响应面分析。

加热板温度对多花黄精品质的影响：

由图2所示，黄精厚片经过真空冷冻干燥处理后，酥脆度随加热板温度升高呈现先上升后下降的变化趋势，在加热板温度为70℃时达到最高值;色差值随加热板温度升高呈现先下降后上升的变化趋势，在加热板温度为70℃时色差变化最小;水分含量随加热板温度升高呈现整体下降的变化趋势，在70℃后水分含量的下降速度变缓慢。因此，选取加热板温度60℃、70℃及80℃作响应面分析。

干燥室真空度对多花黄精品质的影响：

由图3所示，黄精厚片经过真空冷冻干燥处理后，酥脆度随干燥室真空度的增加呈现先上升后下降的变化趋势，在干燥室真空度为60帕时达到最高值;色差值随干燥室真空度的增加呈现整体上升的变化趋势，在干燥室真空度为60帕时色差变化最小;水分含量随干燥室真空度的增加呈现整体缓慢下降的变化趋势。因此，选取干燥室真空度60帕、70帕及80帕作响应面分析。

2.2 Box-Behnken试验设计及结果

以色差值为响应值对表中数据进行非线性回归二项式拟合，得回方程：Y=0.075136-0.013267X1-0.005647X2-0.003241X3-0.020642X12+0.002265X1X2+0.006754X1X3-0.04123X22+0.000654X2X3-0.02653X32。由表2可知，通过失拟项和方程相关系数判断该方程模型显著且具有良好拟合度。由方差分析可知，干燥时间、加热板温度、干燥室真空度对色差影响显著，不同因素对色差影响由高至低顺序为加热板温度>干燥时间>干燥室真空度。

通过对响应面分析可知，3个因素对色差值均呈现显著影响，当干燥时间延长，加热板温度升高，干燥室真空度增加时，色差值均呈现先平缓升高后迅速升高的变化趋势，并在因素选定范围内达到极值。交互作用对色差值的显著程度与响应面图中等高线的形状相关。由此可知加热板温度对色差值的影响较其他作用显著。响应面优化工艺及验证试验利用响应面优化得到的最佳工艺条件为：干燥时间为4.11小时，加热板温度为72.23℃，干燥室真空度60.76帕，色差值为3.76。在實际的操作中，根据仪器设备所能达到的要求，选定干燥时间为4小时，加热板温度为72℃，干燥室真空度60帕，在该条件下进行验证实验，得出色差值为3.51。

3 结论

干燥时间、加热板温度及干燥室真空度对色差值均呈现显著影响，加热板温度对色差值的影响较其他因素显著。真空冷冻干燥最佳提取工艺条件为，干燥时间为4.11小时，加热板温度为72.23℃，干燥室真空度60.76帕，色差值为3.76。在实际的操作中，根据仪器设备所能达到的要求，选定干燥时间为4小时，加热板温度为72℃，干燥室真空度60帕为最佳真空冷冻干燥条件。

作者简介：黄夏（1978-），女，本科，工程师。主要从事森林培育研究。E-mail：aial1978@sina.com