利用響應(yīng)面優(yōu)化松花粉氣流干燥技術(shù)

摘要[目的]利用響應(yīng)面分析法獲得松花粉氣流干燥技術(shù)的工藝參數(shù)。[方法]以松花粉水分和產(chǎn)量為指標(biāo)，分別對(duì)氣流干燥的進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度和物料溫度進(jìn)行了單因素考察，最后用DesignExpert8.0.6的BoxBehnken試驗(yàn)，對(duì)松花粉氣流干燥工藝進(jìn)行三因素三水平試驗(yàn)，并優(yōu)選出最佳的工藝條件。[結(jié)果]氣流干燥松花粉的最優(yōu)工藝為進(jìn)風(fēng)溫度155 ℃、出風(fēng)溫度65 ℃、物料溫度為50 ℃、干燥時(shí)間為1 h，同時(shí)對(duì)該工藝下得到的松花粉萌發(fā)力和各營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了檢測(cè)，符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。[結(jié)論]該研究為松花粉干燥提供一種更快速、方便的技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞響應(yīng)面；松花粉；氣流干燥

中圖分類號(hào)S567文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）21-06993-03

Optimizing Pine Pollen Air Drying Technology by Response Surface

LI Hailong et al （Zhejiang Yalin Biotech Co. Ltd， Fuyang， Zhejiang 311400）

Abstract[Objective] To obtain technique parameters of pine pollen air drying technology by using response surface. [Method] With moisture and yield of pine pollen as indicators， the inlet air temperature， the outlet air temperature and the material temperature was investigated through the single factor test， the pine pollen air drying technology of three factors and three levels in BoxBehnken of DesignExpert8.0.6 was conducted， and the optimum process conditions were obtained. [Result] The optimized technology of air drying of pine pollen are inlet air temperature 155 ℃， outlet temperature 65 ℃， the material temperature 50 ℃， and drying time 1 h， and the pine pollen germination and various nutrients were tested， the results meet product standards. [Conclusion] The study can provide a rapid and convenient technique method for drying of pine pollen.

Key words Response surface； Pine pollen； Air drying

松花粉是中國(guó)醫(yī)學(xué)寶庫(kù)中的藥食兼用花粉品種，作為中國(guó)傳統(tǒng)藥材，其藥食兼用的歷史已逾數(shù)千年，如漢《神農(nóng)本草經(jīng)》記載其“氣味甘平無毒，主治心腹寒熱邪氣，利小便，消淤血，久服輕身益氣力，延年”。明《本草綱目》記載其“甘、溫、無毒。潤(rùn)心肺，益氣，除風(fēng)止血，亦可釀酒”。現(xiàn)代研究表明松花粉具有延緩衰老、抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力、降血糖、護(hù)肝等多種藥理作用[1]。

馬尾松松花粉采摘一般多在清明前后，是處在多雨潮濕的季節(jié)，采摘下的花粉含有較多的水分。在自然狀態(tài)下晾干僅能存放2個(gè)月，極易發(fā)霉結(jié)塊，不能食用。在古藥典上曾有“鮮用寄遠(yuǎn)，不堪停久”的記載。民間將花粉采摘后，也是根據(jù)時(shí)令，選擇在花期中蒸食，做糕點(diǎn)或釀酒，作為時(shí)令食品，也有作為朝廷的貢品[2]。可見由于沒有解決大規(guī)模采集和貯存技術(shù)，使應(yīng)用受到很大的限制。中國(guó)自20世紀(jì)80年代起中國(guó)林科院松花粉研究開發(fā)中心的專家們經(jīng)過10余年的研究，終于獲得科學(xué)采集、精制加工、保鮮貯存的技術(shù)[3]。現(xiàn)在20多年過去了，以前的發(fā)明技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需求，所以急需在原有工藝基礎(chǔ)上，在保證品質(zhì)不變的基礎(chǔ)上，找到更快速、方便解決松花粉干燥的技術(shù)方法。旋轉(zhuǎn)閃蒸氣流干燥設(shè)備是利用加熱的干燥空氣作為介質(zhì)，使熱空氣與物料充分接觸，迅速帶走物料中的水分的一種干燥設(shè)備，主要用于干燥顆粒或粉末狀的不含有結(jié)合水的物料的干燥，因其干燥時(shí)間短，能用于熱敏型的物料的干燥，主要由加熱器、干燥塔、旋流干燥器（增加物料在干燥氣流的停留時(shí)間）、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)組成[4]。筆者在此利用響應(yīng)面分析法獲得松花粉氣流干燥技術(shù)的工藝參數(shù)，以松花粉水分和產(chǎn)量為指標(biāo)，分別對(duì)旋轉(zhuǎn)閃蒸氣流干燥的進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度和物料溫度進(jìn)行了單因素考察，最后用DesignExpert8.0.6的BoxBehnken試驗(yàn)對(duì)松花粉氣流干燥工藝進(jìn)行三因素三水平試驗(yàn)，并優(yōu)選出最佳的工藝條件。

1材料與方法

1.1材料與設(shè)備 松花粉，水分含量30%～50%左右；硼酸；XSG300旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)（加旋流干燥器）；恒溫培養(yǎng)箱；顯微鏡。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1 干燥工藝優(yōu)化。以松花粉水分含量和產(chǎn)量為指標(biāo)，確定干燥時(shí)間為1 h，然后分別對(duì)旋轉(zhuǎn)閃蒸氣流干燥的進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度和物料溫度進(jìn)行了單因素考察，最后用DesignExpert8.0.6的BoxBehnken試驗(yàn)，對(duì)松花粉氣流干燥工藝進(jìn)行三因素三水平試驗(yàn)（表1）。

42卷21期李海龍等利用響應(yīng)面優(yōu)化松花粉氣流干燥技術(shù)2.5響應(yīng)面交互作用分析與優(yōu)化為進(jìn)一步研究相關(guān)變量之間的交互作用并確定最優(yōu)點(diǎn)，利用DesignExpert 8.0.6軟件對(duì)回歸模型進(jìn)行分析，并繪制響應(yīng)面立體圖和等高線圖。從部分響應(yīng)面分析立體圖和等高線圖（圖4～5）可看出，等高線圖可以直觀地反映兩變量交互作用的顯著程度，各圖中等高線均呈橢圓形，表明兩因素交互作用顯著，由立體圖可見擬合面具有真實(shí)的最大值。經(jīng)軟件分析得到最佳條件，進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度及物料溫度分別為155、65和50 ℃，模型預(yù)測(cè)

圖4 進(jìn)風(fēng)（a）和出風(fēng)（b）溫度對(duì)水分影響的響應(yīng)面圖圖5出風(fēng)（a）和物料（b）溫度對(duì)產(chǎn)量影響的響應(yīng)面圖水分和產(chǎn)量分別為14.885%和124.414 kg/h。

2.6 驗(yàn)證試驗(yàn)為驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，用優(yōu)化后的條件進(jìn)行試驗(yàn)，水分和產(chǎn)量分別為14.74%和126.62 kg/h，基本吻合模型預(yù)測(cè)最大響應(yīng)值，說明模型合理有效。

2.7 松花粉萌發(fā)力測(cè)定花粉萌發(fā)力是表示具有生命性的生長(zhǎng)能力。萌發(fā)率高的花粉用于種子園人工授粉與雜交育種，種子增產(chǎn)與制種成效會(huì)更好。筆者按照優(yōu)化后的后熟