利用响应面优化松花粉气流干燥技术

摘要[目的]利用响应面分析法获得松花粉气流干燥技术的工艺参数。[方法]以松花粉水分和产量为指标，分别对气流干燥的进风温度、出风温度和物料温度进行了单因素考察，最后用DesignExpert8.0.6的BoxBehnken试验，对松花粉气流干燥工艺进行三因素三水平试验，并优选出最佳的工艺条件。[结果]气流干燥松花粉的最优工艺为进风温度155 ℃、出风温度65 ℃、物料温度为50 ℃、干燥时间为1 h，同时对该工艺下得到的松花粉萌发力和各营养成分进行了检测，符合产品标准。[结论]该研究为松花粉干燥提供一种更快速、方便的技术方法。

关键词响应面；松花粉；气流干燥

中图分类号S567文献标识码A文章编号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

松花粉是中國医学宝库中的药食兼用花粉品种，作为中国传统药材，其药食兼用的历史已逾数千年，如汉《神农本草经》记载其“气味甘平无毒，主治心腹寒热邪气，利小便，消淤血，久服轻身益气力，延年”。明《本草纲目》记载其“甘、温、无毒。润心肺，益气，除风止血，亦可酿酒”。现代研究表明松花粉具有延缓衰老、抗氧化、抗疲劳、抗肿瘤、增强免疫力、降血糖、护肝等多种药理作用[1]。

马尾松松花粉采摘一般多在清明前后，是处在多雨潮湿的季节，采摘下的花粉含有较多的水分。在自然状态下晾干仅能存放2个月，极易发霉结块，不能食用。在古药典上曾有“鲜用寄远，不堪停久”的记载。民间将花粉采摘后，也是根据时令，选择在花期中蒸食，做糕点或酿酒，作为时令食品，也有作为朝廷的贡品[2]。可见由于没有解决大规模采集和贮存技术，使应用受到很大的限制。中国自20世纪80年代起中国林科院松花粉研究开发中心的专家们经过10余年的研究，终于获得科学采集、精制加工、保鲜贮存的技术[3]。现在20多年过去了，以前的发明技术已经不能完全满足现代生产的需求，所以急需在原有工艺基础上，在保证品质不变的基础上，找到更快速、方便解决松花粉干燥的技术方法。旋转闪蒸气流干燥设备是利用加热的干燥空气作为介质，使热空气与物料充分接触，迅速带走物料中的水分的一种干燥设备，主要用于干燥颗粒或粉末状的不含有结合水的物料的干燥，因其干燥时间短，能用于热敏型的物料的干燥，主要由加热器、干燥塔、旋流干燥器（增加物料在干燥气流的停留时间）、旋风分离器、布袋除尘器、引风机组成[4]。笔者在此利用响应面分析法获得松花粉气流干燥技术的工艺参数，以松花粉水分和产量为指标，分别对旋转闪蒸气流干燥的进风温度、出风温度和物料温度进行了单因素考察，最后用DesignExpert8.0.6的BoxBehnken试验对松花粉气流干燥工艺进行三因素三水平试验，并优选出最佳的工艺条件。

1材料与方法

1.1材料与设备 松花粉，水分含量30%～50%左右；硼酸；XSG300旋转闪蒸干燥机（加旋流干燥器）；恒温培养箱；显微镜。

1.2试验方法

1.2.1 干燥工艺优化。以松花粉水分含量和产量为指标，确定干燥时间为1 h，然后分别对旋转闪蒸气流干燥的进风温度、出风温度和物料温度进行了单因素考察，最后用DesignExpert8.0.6的BoxBehnken试验，对松花粉气流干燥工艺进行三因素三水平试验（表1）。

42卷21期李海龙等利用响应面优化松花粉气流干燥技术2.5响应面交互作用分析与优化为进一步研究相关变量之间的交互作用并确定最优点，利用DesignExpert 8.0.6软件对回归模型进行分析，并绘制响应面立体图和等高线图。从部分响应面分析立体图和等高线图（图4～5）可看出，等高线图可以直观地反映两变量交互作用的显著程度，各图中等高线均呈椭圆形，表明两因素交互作用显著，由立体图可见拟合面具有真实的最大值。经软件分析得到最佳条件，进风温度、出风温度及物料温度分别为155、65和50 ℃，模型预测

图4 进风（a）和出风（b）温度对水分影响的响应面图图5出风（a）和物料（b）温度对产量影响的响应面图水分和产量分别为14.885%和124.414 kg/h。

2.6 验证试验为验证模型预测的准确性，用优化后的条件进行试验，水分和产量分别为14.74%和126.62 kg/h，基本吻合模型预测最大响应值，说明模型合理有效。

2.7 松花粉萌发力测定花粉萌发力是表示具有生命性的生长能力。萌发率高的花粉用于种子园人工授粉与杂交育种，种子增产与制种成效会更好。笔者按照优化后的后熟