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模糊数学评价结合响应面法优化红枣脆片真空干燥工艺
摘要
本研究采用模糊数学评价结合响应面法对红枣脆片进行真空干燥工艺优化。通过单因素试验确定最佳处理参数范围，并构建三因素三水平的Box-Behnken设计，利用Mathematica软件分析响应面和优化结果。结果表明，最佳处理条件为真空干燥温度67.5°C、真空度6.5kPa、干燥时间6.6h。在最佳处理条件下，红枣脆片的品质指标达到最优状态，其中酚类总含量为27.65mgGAE/g，总糖含量为55.30%。本研究为红枣脆片真空干燥工艺的优化提供了理论指导。
关键词：模糊数学；响应面法；红枣脆片；真空干燥；优化
Abstract
Inthisstudy,thefuzzymathematicsevaluationcombinedwithresponsesurfacemethodologywasusedtooptimizethevacuumdryingprocessofjujubecrisp.Theoptimumprocessingparameterrangewasdeterminedbysinglefactorexperiment,andaBox-Behnkendesignwiththreefactorsandthreelevelswasconstructed.Mathematicasoftwarewasusedtoanalyzetheresponsesurfaceandoptimizationresults.Theresultsshowedthattheoptimalprocessingconditionswerevacuumdryingtemperatureof67.5°C,vacuumdegreeof6.5kPa,anddryingtimeof6.6h.Undertheoptimalprocessingconditions,thequalityindicatorsofjujubecrispreachedtheoptimalstate,withtotalphenoliccontentof27.65mgGAE/gandtotalsugarcontentof55.30%.Thisstudyprovidestheoreticalguidancefortheoptimizationofvacuumdryingprocessforjujubecrisp.
Keywords:Fuzzymathematics;Responsesurfacemethodology;Jujubecrisp;Vacuumdrying;Optimization
1.引言
红枣是一种营养丰富的果实，具有滋补、健脾益胃、补中益气等功效，受到广泛的关注和喜欢。传统的食用方式是晒干晾晒，但这种方式存在许多问题，如不卫生、易受污染、晒干时间长等。与传统晾晒方式相比，真空干燥是一种更加先进、便捷的干燥方式。真空干燥不仅干燥速度快，而且可以保留食品中的营养成分，提高产品质量和降低生产成本。因此，红枣脆片真空干燥技术的研究和优化具有重要的意义。
响应面法是一种常用的试验设计和分析方法，可用于研究多种因素的作用和相互作用关系。响应面分析通过构建一组多元连续函数方程来描述响应变量与因素之间的关系，从而预测和优化响应，具有很高的准确性和可靠性。与传统的单因素试验相比，响应面法可以同时考虑多个因素，避免了因单因素试验参数设置的不合理性而导致的误判。
模糊数学是一种适用于不确定性和模糊性问题的数学方法，它可以把不确定性和模糊性的概念用数学方式表示出来。在食品科学中，由于食品工艺的不确定性和王性，模糊数学可以用于评价和预测食品品质的发展趋势，以便更好的控制食品工艺。
2.材料与方法
2.1材料
鲜红枣（西安市），蔗糖（蒙牛集团有限公司），柠檬酸（食品添加剂），磷酸氢二钾（国朝生化科技有限公司），棉籽油（正大食品有限公司）。
2.2方法
2.2.1单因素实验
采用正交表L9进行实验设计，以真空温度（60、65、70°C）、真空度（5、6、7kPa）和干燥时间（4、5、6h）为因素，用酚类总含量和总糖含量作为品质指标，进行实验设计和分析。结果采用SPSS22软件进行方差分析和响应面分析。
2.2.2Box-Behnken设计
在单因素试验的基础上，选取真空温度、真空度和干燥时间为自变量，以酚类总含量和总糖含量为响应变量，构建三因素三水平的Box-Behnken试验矩阵。试验矩阵的设计和数据处理分析采用Mathematica11.3软件。
2.2.3真空干燥工艺优化
通过响应面分析和建立数学模型，确定最佳真空干燥工艺条件，包括真空温度、真空度、干燥时间和红枣脆片的品质指标。
3.结果与分析
3.1单因素试验结果分析
将三个因素进行单因素实验后，得