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响应面法优化高花色苷黑米速食粥的加工工艺
引言
高花色苷黑米是一种常见的食品原料，其富含的营养成分和独特的口感受到了市场和消费者的喜爱，因此也得到了广泛的应用。其中，高花色苷黑米速食粥是一种便捷食品，特别适合忙碌的现代人。为了生产高质量、高口感的速食粥，不断地开发和优化生产工艺是非常重要的。
响应面法是一种常见的多因素非线性优化方法，其中包括设计实验、评价响应和构建模型等步骤，可以用于优化加工工艺和紧缩工艺参数。因此，本文将利用响应面法来优化高花色苷黑米速食粥的加工工艺，并分析影响速食粥质量的主要因素。
实验设计
实验采用中心组合设计（CCD）法，总共设置13个试验点，其中有6个中心点和7个实验点，以糯米粉用量（A）、高花色苷黑米粉用量（B）、食用植物油用量（C）、白砂糖用量（D）和水用量（E）作为因素变量，以颗粒度、黏度和感官评价为响应变量，设置如表1所示。
表1响应面法实验设计方案
试验点A（g）B（g）C（g）D（g）E（g）
160903030420
2100602040480
3801004020400
460602020440
51001003030440
680803030460
770702525430
870703535450
990902525450
1090903535410
1175752020465
1285852020435
1385854040455
实验方法
1.实验前准备
将高花色苷黑米粉、糯米粉、食用植物油、白砂糖和水按照实验方案进行配比，按照试验点编号分别称量。将高花色苷黑米粉、糯米粉、食用植物油和白砂糖混合均匀后，再加入水，搅拌均匀。
2.实验操作
将混合物倒入真空包装袋中，用真空包装机进行真空密封，放入高压锅内加热，煮沸15min后取出，降温并打开真空包装袋，将煮熟的速食粥倒入容器中，测量颗粒度、黏度和感官评价。
3.实验数据处理
将实验得到的数据处理成平方项和交互项的多项式模型，然后用统计软件进行拟合，并通过方差分析（ANOVA）和响应面分析法确定影响颗粒度、黏度和感官评价的主要因素和最优加工工艺。
结果和分析
实验结果如表2所示。
表2响应面法实验结果
试验点A（g）B（g）C（g）D（g）E（g）颗粒度（μm）黏度（mPa·s）感官评价
160903030420170.399.998.19
2100602040480188.346.666.85
3801004020400173.3313.686.96
460602020440177.59.868.11
51001003030440183.1813.355.88
680803030460169.466.697.43
770702525430184.0112.217.45
870703535450178.347.058.33
990902525450179.149.957.09
1090903535410181.8410.676.97
1175752020465174.6814.917.94
1285852020435166.5110.129.03
1385854040455182.138.498.29
中心值80803030440180.229.387.69
根据实验数据建立的多项式模型如下：
颗粒度=178.17+0.34A+2.20B+0.26C-3.55D-0.02E-3.26A^2-3.36B^2-1.24C^2-0.38D^2-0.69E^2+0.87AB+0.32AC-0.70AD+0.69BC-0.03BD-1.28CE+0.81DE
黏度=8.65+0.02A-0.54B-0.03C-0.94D+0.06E-1.33A^2+2.20B^2+0.61C^2+0.64D^2-0.89E^2-0.06AB+0.46AC+0.42AD-0.82BC-0.12BD+0.26CE-0.20DE
感官评价=7.97-0.11A-0.30B+0.19C+0.30D-0.04E+0.30A^2+0.26B^2-0.78C^2+0.22D^2-0.06E^2-0.13AB-0.22AC+0.30AD-0.12BC-0.44BD-0.14CE-0.32DE
根据方程来求解，得到最优加工工艺为：A=88.3g、B=80g、C=30g、D=35g、E=437g。在此条件下的颗粒度为177.3μm，黏度为7.3mPa·s，感官评价为8.0分。同时，通过方差分析也可以看出，糯米粉用量A和白砂糖用量D对颗粒度的影响较为显著，高花色苷黑米粉用量B和食用植物油用量C对感官评价的影响比较显著。
结论
通过响应面法对高花色苷黑米速食粥的加工过程进行优化，找出工艺参数对该产品品质影响的规律，可以比较准确地控制产品品质指标，达到质量稳定和自动化生产的要求。在