正交試驗優(yōu)化天麻脆片加工工藝

李剛鳳，石秋月, ，朱苗，廖偉先，龍娟，高榮美

1. 銅仁學院材料與化學工程學院（銅仁 554300）；2. 寧波大學食品與藥品學院（寧波 315211）

天麻（Gastrodia elate Bl.）屬蘭科多年生草本共生植物[1]，其塊莖是一種藥食兩用中藥材，在我國具有兩千多年的藥用歷史[2]，始載于《神農本草經(jīng)》，為名貴中藥材[3]。天麻具有息風止痙、祛風通絡的功能，臨床用于治療頭痛眩暈、肢體麻木、小兒驚風、癲癇抽搐、破傷風癥等[4-6]。目前從天麻藥材中分離得到的化合物中，天麻素含量最高，因此天麻藥材和其制劑產(chǎn)品均以天麻素含量為指標[7]。天麻是貴州省“十大地道藥材”之首，其得天獨厚的土壤條件、地理環(huán)境和氣候環(huán)境造就了天麻優(yōu)良的品質[8]。目前天麻主要作為藥材使用，市場上幾乎沒有鮮食天麻[9]，其原因是新鮮天麻采收后，含水量較大，不耐貯藏，極易腐爛，常溫一般只存放3～5 d[10]，需盡快加工處理，避免藥材變質[11]。此次試驗以感官評分和膨化率為評價指標，采用正交試驗優(yōu)化天麻脆片的加工工藝，旨在為該中藥的后續(xù)研究開發(fā)提供重要參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮天麻，由貴州德江縣康奇藥植開發(fā)有限責任公司提供，經(jīng)超低溫冰箱冷凍保藏備用；食鹽，市售。

1.2 試驗儀器與設備

電熱鼓風干燥箱，常州普天儀器制造有限公司；微波爐，廣東格蘭仕微波生活電器制造限公司；電陶爐，茂名市茂南歐巴頓電器有限公司；分析天平，奧豪斯儀器（常州）有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 天麻脆片的制備

1.3.2 感官評價標準

選取10名食品科學與工程專業(yè)學生，組成感官評價小組來對天麻脆片進行感官評價，評價者互不干擾地對每個樣品按感官評價指標進行客觀評價，結合參考文獻[12-14]，評價指標參照天麻脆片的感官評價標準，見表1。

1.3.3 膨化率的測定

膨化前后體積的測定方法均采用石英砂體積置換法[15]。取一定量（約70 mL）的石英砂，裝入量筒（精度1 mL）中，放入被測天麻，再加入石英砂，高出被測物20 mL左右，放在旋渦振蕩器上振蕩至高度不再下降。讀出總體積V沙+測（mL）。在將天麻片取出，同樣測得石英砂的體積V沙（mL），則膨化前后體積V測（mL）按式（1）計算，膨化率[29]按式（2）計算。

式中：P為膨化率，%；V1為天麻片膨化前的體積，mL；V2為天麻片膨化后的體積，mL。

表1 天麻脆片感官評價標準

1.3.4 正交試驗感官評分及膨化率綜合評分

3.教學活動處理不當。一方面教師對轉化體育后進生思想認識不足；另一方面現(xiàn)今體育教師教學任務重，課時多，班級人數(shù)多，限于時間和精力關系對體育后進生照顧關心不夠；此外，部分體育項目本身具有一定難度和危險性，學生由于偶然事故受傷，就會產(chǎn)生“一朝被蛇咬，十年怕井繩”的心理，對所有體育活動都存在被動、恐懼的抵制心態(tài)。

正交試驗以感官評價值、膨化率為評價指標，對所得的指標數(shù)據(jù)采用加權綜合評定法計量[16]。綜合得分的總分為100分，各得分由感官評價和膨化率加權綜合評定，權重比為感官評價-膨化率1∶1。感官評價的總分和膨化率均采用100分制，膨化率按相對評分法測定，即最優(yōu)者得100分，其余與之相比得分[17]。膨化率評分方法按式（3）計算：

1.3.5 天麻片厚度的選擇

稱取50 g天麻，固定50 ℃熱風干燥50 min，微波火力70%，微波膨化3 min，最后進行固化處理即60 ℃熱風干燥2 h，分別在天麻片厚度2，3，4，5和6 mm的條件下，進行感官評分和膨化率的測定，考察天麻片厚度對天麻脆片感官品質及膨化率的影響。

1.3.6 預干燥時間的選擇

稱取50 g天麻，固定天麻片厚度4 mm，微波火力70%，微波膨化3 min，最后進行固化處理即60 ℃熱風干燥2 h，分別在預干燥時間50，60，70，80和90 min的條件下，進行感官評分和膨化率的測定，考察預干燥時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響。

1.3.7 微波火力的選擇

稱取50 g天麻，固定天麻片厚度4 mm，預干燥時間50 min，微波膨化3 min，最后進行固化處理即60℃熱風干燥2 h，分別在微波火力50%，60%，70%，80%和90%的條件下，進行感官評分和膨化率的測定，考察微波火力對天麻脆片感官品質及膨化率的影響。

1.3.8 微波膨化時間的選擇

稱取50 g天麻，固定天麻片厚度4 mm，預干燥時間50 min，微波膨化3 min，最后進行固化處理即60 ℃熱風干燥2 h，分別在微波膨化時間2，2.5，3，3.5和4 min的條件下，進行感官評分和膨化率的測定，考察微波膨化時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響。

1.3.9 固化處理方式的選擇

稱取50 g天麻，固定天麻片厚度4 mm，預干燥時間50 min，微波膨化3 min，考察以下不同固定化處理方式對天麻脆片感官品質及膨化率的影響：1）無固定化處理；2）45 ℃熱風干燥4 h；3）45 ℃熱風干燥4 h后裝入保鮮袋密封，5 ℃冰箱低溫保藏24 h；4）60℃熱風干燥2 h；5）60 ℃熱風干燥2 h后裝入保鮮袋密封，5 ℃冰箱低溫保藏24 h。

1.3.10 正交試驗的設計

在單因素試驗基礎上，以天麻片厚度（A）、預干燥時間（B）、微波火力（C）和微波膨化時間（D）作為考察因素，每個因素取3個水平，以感官評分和膨化率作為評價指標，對天麻脆片工藝進行L9(34)正交試驗。天麻脆片正交試驗因素水平表見表2。

表2 天麻脆片正交試驗因素水平表

2 結果與分析

2.1 天麻片厚度對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

由圖1可知，隨著天麻片厚度的增大，感官評分呈先增后減的趨勢，當天麻厚度為4 mm時，天麻脆片的感官評分達到最大值，為82.33分，相比天麻片厚度3 mm，有顯著增大（p＜0.05）；隨著天麻片厚度的增大，膨化率呈先增略平緩再增減的趨勢，當天麻片厚度為5 mm時，天麻脆片的膨化率最大，為65.08%，相比天麻片厚度4 mm，差異不顯著（p＞0.05），可能是天麻片的厚度太厚，其水分含量太大，使感官評分和膨化率受其影響。因此選擇天麻片厚度4 mm為宜。

圖1 天麻片厚度對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

2.2 預干燥時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

由圖2可知，隨著預干燥時間的延長，感官評分呈先增后減的趨勢，當預干燥時間為50 min時，天麻脆片的感官評分最高分為77.67分，相比預干燥時間40 min，有顯著增大（p＜0.05）；隨著預干燥時間的增長，膨化率呈先增大后減小的趨勢，當預干燥時間為50 min時，天麻脆片的膨化率最大值為71.94%，相比預干燥時間40 min，差異不顯著（p＞0.05），而與其他水平差異顯著（p＜0.05），可能是預干燥時間過長，內部組織沒有足夠的水分使其膨化，導致感官評分和膨化率下降。因此，選擇預干燥時間50 min為宜。

圖2 預干燥時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

2.3 微波火力對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

由圖3可知，隨著微波火力的增大，感官評分呈略平緩再增大后減小的趨勢，當微波火力為70%時，天麻脆片的感官評分最高，為78.33分，相比微波火力60%，有顯著增大（p＜0.05）；隨著微波火力的增大，膨化率呈先增后減的趨勢，當微波火力為70%時，天麻脆片的膨化率最大，為45.83%，相比微波火力60%，差異不顯著（p＞0.05），可能是微波火力過大，導致天麻片內部的水分快速蒸發(fā)，從而影響天麻脆片的感官評分和膨化率。因此，選擇微波火力70%為宜。

圖3 微波火力對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

2.4 微波膨化時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

由圖4可知，隨著微波膨化時間的延長，感官評分呈先增后減的趨勢，當微波膨化時間為3.0 min時，天麻脆片的感官評分最高，為76.67分，相比微波膨化時間2.5 min，有顯著增大（p＜0.05）；隨著微波時間的延長，膨化率呈先增大減小的趨勢，當微波膨化時間為3.0 min時，天麻脆片的膨化率最大，為55.84%，相比微波膨化時間2.5 min，差異不顯著（p＞0.05），原因可能是當膨化時間小于3.0 min時，膨化不夠、表面不平整、質地堅硬、香味不足；當膨化時間大于3.0 min時，時間過長，膨化后易出現(xiàn)焦糊現(xiàn)象，從而影響天麻脆片的感官評分和膨化率。因此，選擇微波膨化時間3 min為宜。

圖4 微波膨化時間對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

2.5 固化處理方式對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

采用以上得出的最優(yōu)值為固定條件，考察不同固化處理方式[17]對天麻脆片感官品質及膨化率的影響，結果見圖5。固化處理方式的不同，天麻脆片的感官評分和膨化率都會發(fā)生變化，當天麻脆片在60 ℃熱風干燥2 h后裝入保鮮袋密封，5 ℃冰箱低溫保藏24 h時，天麻脆片的感官評分最高，為78.00分；膨化率最大為67.07%，相比固化處理方式為60 ℃熱風干燥2 h時，差異不顯著（p＞0.05）。因此，在正交試驗中固化處理方式為60 ℃熱風干燥2 h。

圖5 固化處理方式對天麻脆片感官品質及膨化率的影響

2.6 天麻脆片的正交試驗結果

由表3綜合評分直觀分析可知，3個因素影響順序依次為A＞B＞D＞C，即天麻厚度＞預干燥時間＞微波膨化時間＞微波火力，其最佳的加工工藝組合為A2B2C2D2。

表3 正交試驗的結果分析

表4 正交試驗的方差分析

由表4可知，天麻片厚度（A）對綜合評分有顯著性差異（p＜0.05），預干燥時間（B）、微波火力（C）、微波膨化時間（D）無顯著性差異，B、C、D因素中的K2明顯大于K1和K3。從綜合方面考慮，選擇工藝條件A2B2C2D2，即制備天麻脆片的工藝為天麻厚度4 mm，預干燥時間50 min，微波火力70%，微波膨化時間3 min。

2.7 驗證性試驗

根據(jù)優(yōu)選天麻脆片加工工藝進行驗證試驗，測定其感官品質和膨化率測定。由表5可知，在該加工工藝條件下，天麻脆片的感官評分和膨化率的平均分分別為81.33分和94.89分，綜合得分為88.11分，優(yōu)于任何一組正交試驗的結果，表明該工藝可行。

表5 穩(wěn)定性試驗

3 結論與討論

天麻是一種藥食兩用的中藥材，研究制作的天麻脆片具有微波膨化加工時間短、節(jié)約能源、有效保存天麻保健成分、易于攜帶、食用方便、口感舒適等優(yōu)點，也能讓更多人群受益。此次試驗以感官評價和膨化率作為評價指標，對天麻脆片進行更加客觀、合理的綜合評價。以德江天麻為原材料，經(jīng)單因素試驗、正交試驗和驗證性試驗進行天麻脆片加工工藝研究。結果表明，天麻脆片最佳加工工藝為天麻片厚度4 mm、預干燥時間50 min、微波火力70%、微波膨化時間3 min，固化處理60 ℃熱風干燥2 h。經(jīng)驗證，在該加工工藝條件下，天麻脆片的平均感官評分和平均膨化率分別為81.33分和94.89分，綜合得分達88.11分。但是存在的不足之處，天麻脆片食用過后口中會感覺到苦味，可能的原因是天麻表皮沒有去除所引起的，接下來所要解決的就是如何把苦味去除。