藜麥和藍靛果酵母菌株篩選、培養、計數及混菌液態發酵工藝優化（五）
2.3.2響應面試驗結果與分析
本次研究依據Box-Behnken試驗設計原則，以初始pH（A）、復配比例（B）、白糖添加量（C）、發酵溫度（D）4個因素作為主要影響因素，以SOD活力和GABA含量為響應值，設計4因素3水平試驗模型。
通過Design-Expert 10軟件對試驗數據進行多元二次多項式回歸擬合，得到二次多項回歸方程：
YSOD活力=316?3.09A?4.42B+6.21C?3.38D+7.81AB?5.49AC+7.98AD+6.82BC+3.16BD?0.67CD?10.23A2?17.74B2?19.24C2?15.65D2
YGABA含量=0.64+0.016A+0.036B?0.012C+0.027D+0.015AB?0.025AC+0.04AD+0.032BC+0.015BD?0.024CD?0.072A2?0.023B2?0.034C2?0.078D2
由表2可知，該模型項極顯著（P<0.0001），失擬項不顯著（P>0.05），R2=0.9506，說明模型擬合程度優良，能較為直觀地擬合試驗結果；R2Adj=0.9012，說明模型的相關性和解釋度都很好，可以用此模型對SOD活力進行理論分析和預測。分析方差數據可以看出，對響應值影響極顯著（P<0.01）的因素有：復配比例、白糖添加量，AB、AD、A2、B2、C2、D2；對響應值影響顯著（P<0.05）的因素有：初始pH、發酵溫度，AC、BC。各因素對SOD活力影響程度為C>B>D>A，即白糖添加量>復配比例>發酵溫度>初始pH。
表2 SOD活力模型及回歸系數的回歸分析結果
從表3可知，該模型項極顯著（P<0.0001），失擬項不顯著（P>0.05），同時模型回歸系數R2=0.9617，說明模型擬合程度優良，能較為直觀地擬合試驗結果；R2Adj=0.9234，說明模型的相關性和解釋度都很好，可以用此模型對GABA含量進行理論分析和預測。分析方差數據可以看出，影響極顯著（P<0.01）的因素有：初始pH、復配比例、發酵溫度、AD、BC；影響顯著（P<0.05）的因素有：白糖添加量、AC、CD。各因素對GABA含量影響程度為：B>D>A>C，即復配比例>發酵溫度>初始pH>白糖添加量。
表3 GABA含量模型及回歸系數的回歸分析結果
使用Design-Expert 10軟件對試驗結果繪圖見圖9，AB、AC、AD、BC交互作用對響應值影響的響應面圖坡度陡峭，等高線圖線條排列密集，說明以上交互作用對響應值的影響均有顯著作用。
圖9各因素交互作用對SOD活力和GABA含量的影響
2.3.3最優工藝及驗證試驗結果
以SOD活力、GABA含量最大值為優化目標，Design-Expert 10軟件優化參數，預測SOD活力為314.814 U/mL、GABA含量為0.642 mg/g，采用優化后的所得的參數進行驗證試驗，條件參數設為初始pH為5.0、復配比例為1:3、白糖添加量10.14%、發酵溫度為37℃；重復試驗3次，測得SOD活力平均值為（318.245±3.245）U/mL、GABA含量為（0.647±0.018）mg/g，與模型預測值314.814 U/mL、GABA含量為0.642 mg/g，在5%偏差范圍內，說明該模型優化得到的工藝參數可靠。
3.結論
本研究以藜麥與藍靛果為原料，篩選出藜麥-藍靛果復合發酵液的最優發酵菌種為酵母菌BA和乳酸菌LA和LP。經單因素實驗和響應面試驗優化酵母菌和乳酸菌復合發酵的工藝，得到優化后最佳工藝參數條件：藜麥與藍靛果復配比例1:3，白糖添加量10.14%，初始pH為5.0，先30℃搖床培養16 h再37℃培養24 h，優化工藝參數后的藜麥-藍靛果復合發酵液SOD活力和GABA含量分別比未發酵提高1.41、1.08倍，說明酵母菌、乳酸菌協同發酵對藜麥和藍靛果復合發酵有積極影響，不僅保留了藜麥和藍靛果中固有的營養物質且SOD活力和GABA含量得到累積增加，這與蔡麗琴研究結果一致。本文主要對藜麥-藍靛果復合發酵液的發酵工藝進行了優化，未對發酵過程中活性物質的變化情況進行分析，因此后期將進一步深入研究，以探究其功能活性組分及揮發性風味物質變化等。本實驗為雜糧和小漿果類食品的加工創制提供了理論依據和試驗數據支撐。