响应面法优化玉米须提取物压片糖制作配方研究

玉米须是玉米的副产品，常被视作农业废弃物，实则含有众多生物活性成分，如黄酮类、有机酸、甾醇等，这些成分在中医药理论中具有利水、消肿、降压和降糖等功效。随着现代社会对健康食品的关注度日益提升，如何将玉米须的这些药用价值转化为便于日常食用的健康产品成为了研究焦点。

压片糖作为一种广受欢迎的健康食品，因其携带方便、服用简单而广受消费者青睐。将玉米须提取物融入压片糖中，不仅能有效传递玉米须的保健成分，还能满足公众对健康食品多样化的市场需求。然而，此过程的制作配方与工艺条件至关重要，它们直接影响到产品的口感、品质以及活性成分的保留。

为寻求最佳的制作方案，本研究采用了响应面法这一优化工具。该方法能通过建立数学模型，准确描述各制作因素与产品品质之间的关系，进而确定最佳工艺参数。本研究旨在利用此方法，系统分析并优化玉米须提取物压片糖的制作配方与工艺，以期为这一健康食品的开发提供科学的理论依据和实践指导。通过此项研究，有望为公众提供一种新型、高效且口感上乘的玉米须提取物压片糖，同时也为中药材资源的深入开发与利用开辟新路径。

1.材料与方法

1.1 材料与设备

玉米须水提提取物，自制；木糖醇，河南千成食品添加剂有限公司；柠檬酸，苏州腾豪化工科技有限公司；麦芽糊精，秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司；硬脂酸镁，高密市新伟助剂有限公司。

压片机，上海绿翊机械制造有限公司；混合机，青岛森泰科机电科技有限公司；干燥箱，上海姚氏仪器设备厂；CP513型电子分析天平，上海微川仪器有限公司；旋转蒸发仪SENCO-GG17，上海申生科技有限公司。

1.2 制作工艺

玉米须水提提取物→减压浓缩→配方设计→混合制粒→干燥→灭菌→压片成型。

玉米须水提提取物经减压浓缩至固形物50%-55%，根据配方设计，添加其他辅料，混合均匀后进行制粒，制粒后进行烘干和灭菌，最后经压片机压片成型。

1.3 试验设计

1.3.1 单因素试验

为了探究各辅料添加量对压片糖品质的影响，分别进行玉米须水提提取物浓缩液、木糖醇、柠檬酸的单因素试验。在保持其他条件不变的情况下，改变某一辅料的添加量，观察并记录压片糖品质的变化。

固定木糖醇480g、柠檬酸15g、麦芽糊精225g、硬脂酸镁10g，分别选取玉米须水提提取物浓缩液添加量200g、250g、300g、350g、400g，对压片糖品质的影响，进行感官评分。

固定玉米须水提提取物浓缩液300g、柠檬酸15g、麦芽糊精225g、硬脂酸镁10g，分别选取木糖醇添加量420g、440g、460g、480g、500g，对压片糖品质的影响，进行感官评分。

固定玉米须水提提取物浓缩液300g，木糖醇480g，麦芽糊精225g，硬脂酸镁10g，分别选取柠檬酸添加量10g、15g、20g、25g、30g，对压片糖品质的影响，进行感官评分。

1.3.2 响应面试验

在单因素试验的基础上，选取对压片糖品质影响显著的因素进行响应面试验设计。采用Box-Behnken设计，以玉米须水提提取物浓缩液、木糖醇、柠檬酸的添加量为自变量，以压片糖的感官评分为响应值进行试验。通过Design-Expert软件对试验数据进行分析，建立数学模型并优化制作配方。响应面分析因子及水平表见表1。

1.4 感官评分方法

随机选取5位经过适当培训的评价员对压片糖进行评分，进行感官评分前，对评价员进行严格要求，排除外界因素干扰和个人情绪干扰，在同一环境中进行感官评分，从压片糖外观、口感两个维度进行综合评价，最终取平均分得感官评分。

2.结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

由图1可以看出，随着玉米须提取物（浓缩液）添加量增加，感官评分越高，但是当超过300g后，感官评分开始下降，分析原因：玉米须提取物（浓缩液）添加量超过300g后，玉米须风味比较明显和突出，感官评分就偏低。由图2可以看出，随着木糖醇添加量增加，感官评分越高，但是当超过480g后，感官评分开始下降，分析原因：木糖醇添加量超过480g后，甜感较强，导致整体口感不够协调，感官评分就偏低。由图3可以看出，柠檬酸添加量一旦超过15g后，酸感突出，导致整体口感不够协调，感官评分就偏低。

2.2 响应面试验设计与结果分析

由表3回归模型方差分析可知：模型项p=0.0003（p＜0.01），失拟度p=0.2984>0.1，说明模型显著高，可信度高；同时R2=0.9655，R2adj=0.9210，说明模型拟合程度较好，模型变异系数CV%为1.59。单因素相关性分析数据可知：玉米须提取物（浓缩液）添加量（A），F值1.83，p=0.2181（p＞0.05），无明显相关性；木糖醇添加量（B），F值38.73，p=0.0004（p＜0.01），有极显著相关性；柠檬酸添加量（C），F值18.74，p=0.0034（p＜0.01），有极显著相关性。三个因子的二次项对压片糖品质的影响，有极显著相关性（p＜0.01）。

根据回归模型方差分析，玉米须提取物（浓缩液）添加量（A）与柠檬酸添加量（C）的交互作用，p=0.0316（p＜0.05），有显著相关性，作回归优化响应曲面，得到图4，响应面曲面都是凸出曲面，说明感官评分存在最高点。通过Design-Expert软件对试验数据进行分析，建立了各因素与响应值之间的数学模型。通过回归分析和方差分析，确定了最佳配方为玉米须提取物：359.746g，木糖醇：488.568g柠檬酸：13.1124g，预测分值为87.1615。从实际操作考虑，修正最佳配方为：玉米须提取物：360g，木糖醇：488g，柠檬酸：13g，麦芽糊精：225g，硬脂酸镁：10g，再进一步优化换算成产品固定比例配方就是玉米须提取物：33%，木糖醇：45%，柠檬酸：1%，麦芽糊精：21%，硬脂酸镁：1%。使用修正后的配方，得到分值为87.55，和理论的预测值相差很小，结果表明利用该模型进行分析与预测是可行的。

3.结果与讨论

将玉米须提取物融入压片糖中，不仅能有效传递玉米须的保健成分，还能满足公众对健康食品多样化的市场需求，扩展了玉米须的应用方式，也提升了玉米须附加值的有效方法之一。本文以玉米须提取物、木糖醇、柠檬酸等为主要原料，采用单因素试验和响应面法优化压片糖的制作配方。通过考察不同原料比例对压片糖品质的影响，得出了最佳配方，玉米须提取物：33%；木糖醇：45%；柠檬酸：1%；麦芽糊精：21%；硬脂酸镁：1%。由于压片糖产品品质涉及方面较多，本文仅从感官方面进行评估，后续还需结合产品综合考虑，如溶解性、硬度、黏度等方面，仍待进一步开展。

作者简介

林雅敏（1988-），女，福建漳州人，本科，工程师；研究方向：农产品检测及加工。