贵州健康职业学院基于响应面法优化黄精脆片冻干加工工艺

黄精脆片冻干最优条件成品多糖高、酥脆适口。

作者｜李松豪 运营｜王 蕊 图片｜网 络 来源｜FFL未来食品实验室

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来自贵州健康职业学院的研究团队以鲜黄精为原料，考察蒸制时间、切片厚度、预冻时间和冷冻干燥时间对黄精多糖、硬度、脆度、咀嚼性和色差的影响，并以熵值法构建综合评分，结合响应面法优化工艺。最优参数为蒸制3 h、切片2 mm、预冻6 h、冷冻干燥20 h，验证综合评分为0.854。成品黄精多糖含量9.97%，脆度3.129 N，咀嚼性280.13 mJ，色差L*=89.64。研究为黄精从药材向即食脆片开发提供了工艺参考。

▲图源：网络

黄精是传统药食同源原料，目前市场上已有黄精茶、黄精枸杞红枣软糖、黄精酒和九蒸九晒黄精等产品。黄精多糖是其重要活性成分，相关研究显示其具有抗氧化、调节免疫和改善糖脂代谢等作用。不过，现有黄精产品以饮品和药材加工品为主，适合日常即食的休闲食品仍较少。该研究以鲜黄精为基础，尝试制备具有脆度和咀嚼感的黄精脆片。

加工时选取直径约4 cm的鲜黄精，清洗、去须根和去皮后切成大小相近的样品，放入沸腾蒸锅中蒸制。样品冷却后置于-20 ℃冰箱预冻，再转入预冷的冷冻干燥机处理，得到黄精脆片。试验将蒸制时间、切片厚度、预冻时间和冷冻干燥时间作为主要工艺变量，分别考察其对活性成分、质构和色泽的影响。

研究使用质构仪测定硬度、脆度和咀嚼性，采用蒽酮-硫酸法测定黄精多糖含量，并以色差仪测定L*值。为把不同量纲的指标合并，研究采用熵值法建立综合评价：黄精多糖、硬度、脆度、咀嚼性和色差的权重分别为0.25、0.18、0.14、0.28和0.15。综合评分同时考虑活性成分和食用品质，避免只追求某一个质构指标。

质构测定采用P/2探头，测试前速度100 mm/s、测试速度100 mm/s、测试后速度500 mm/s，压缩程度30%，触发力5 g，进行两次压缩。研究将脆度定义为样品爆裂时的力与时间比值，数值越小表示酥脆性越好。这样的指标设置把仪器数据与实际咀嚼感受联系起来。

单因素试验中，蒸制时间设置为0至5 h，切片厚度设置为1至4 mm，预冻时间设置为3至7 h，冷冻干燥时间设置为11至23 h。蒸制3 h时黄精多糖含量较高，硬度较低；切片厚度2 mm时咀嚼性较好；预冻时间6 h时脆度较小，酥脆性较好；冷冻干燥20 h时咀嚼性达到较高水平。根据单因素结果，研究分别选取各因素的3个较优水平进入响应面试验。

▲图1：冷冻干燥时间对黄精脆片品质指标的影响

响应面试验采用四因素三水平Box-Behnken设计，以黄精多糖含量、硬度、脆度、咀嚼性和色差计算出的综合评分为响应值，共设置29组试验。中心点重复试验的综合评分较高，说明因素水平设置基本合理。回归模型达到极显著水平，失拟项不显著，决定系数R²为0.9241，说明模型与试验结果拟合较好，能够用于预测黄精脆片的加工条件。模型分析显示，各因素对综合评分的影响顺序为预冻时间、蒸制时间、切片厚度和冷冻干燥时间。

各交互响应面均呈现先升高后下降的趋势。预冻时间偏低时，综合评分较低；蒸制时间、切片厚度和冷冻干燥时间需要配合调整，单独延长或增加并不能持续改善品质。响应面图中间区域的评分较高，说明黄精脆片存在相对稳定的工艺窗口，而不是只有一个孤立的操作点。

▲ 图2：各交互因素对黄精脆片综合评分的影响

根据模型预测，最优参数为蒸制2.928 h、切片厚度1.926 mm、预冻6.154 h、冷冻干燥20.078 h，预测综合评分为0.859。考虑到实际设备和生产操作，研究将参数调整为蒸制3 h、切片2 mm、预冻6 h、冷冻干燥20 h，并进行3次平行验证。验证样品的黄精多糖含量为9.97%，硬度为52.615 N，脆度为3.129 N，咀嚼性为280.13 mJ，色差L*为89.64，综合评分为0.854，与模型预测接近。

综上所述，响应面法筛选出的黄精脆片工艺兼顾了多糖保留、质构和色泽。蒸制3 h、切片2 mm、预冻6 h、冷冻干燥20 h时，产品具有较高的黄精多糖含量、较好的脆度和咀嚼性。后续还需要开展包装阻湿、货架期、不同原料批次和实际消费接受度研究，进一步判断其作为药食同源休闲食品的应用价值，也为同类根茎类脆片的评价思路和工艺优化路径提供参考。

参考文献： [1] 唐萍, 朱艳, 冯祝婷, 等. 响应面优化黄精脆片的加工工艺[J]. 粮食与食品工业, 2026, 33(2): 38-45.