藜麦和蓝靛果酵母菌株筛选、培养、计数及混菌液态发酵工艺优化（五）
2.3.2响应面试验结果与分析
本次研究依据Box-Behnken试验设计原则，以初始pH（A）、复配比例（B）、白糖添加量（C）、发酵温度（D）4个因素作为主要影响因素，以SOD活力和GABA含量为响应值，设计4因素3水平试验模型。
通过Design-Expert 10软件对试验数据进行多元二次多项式回归拟合，得到二次多项回归方程：
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，该模型项极显著（P<0.0001），失拟项不显著（P>0.05），R2=0.9506，说明模型拟合程度优良，能较为直观地拟合试验结果；R2Adj=0.9012，说明模型的相关性和解释度都很好，可以用此模型对SOD活力进行理论分析和预测。分析方差数据可以看出，对响应值影响极显著（P<0.01）的因素有：复配比例、白糖添加量，AB、AD、A2、B2、C2、D2；对响应值影响显著（P<0.05）的因素有：初始pH、发酵温度，AC、BC。各因素对SOD活力影响程度为C>B>D>A，即白糖添加量>复配比例>发酵温度>初始pH。
表2 SOD活力模型及回归系数的回归分析结果
从表3可知，该模型项极显著（P<0.0001），失拟项不显著（P>0.05），同时模型回归系数R2=0.9617，说明模型拟合程度优良，能较为直观地拟合试验结果；R2Adj=0.9234，说明模型的相关性和解释度都很好，可以用此模型对GABA含量进行理论分析和预测。分析方差数据可以看出，影响极显著（P<0.01）的因素有：初始pH、复配比例、发酵温度、AD、BC；影响显著（P<0.05）的因素有：白糖添加量、AC、CD。各因素对GABA含量影响程度为：B>D>A>C，即复配比例>发酵温度>初始pH>白糖添加量。
表3 GABA含量模型及回归系数的回归分析结果
使用Design-Expert 10软件对试验结果绘图见图9，AB、AC、AD、BC交互作用对响应值影响的响应面图坡度陡峭，等高线图线条排列密集，说明以上交互作用对响应值的影响均有显著作用。
图9各因素交互作用对SOD活力和GABA含量的影响
2.3.3最优工艺及验证试验结果
以SOD活力、GABA含量最大值为优化目标，Design-Expert 10软件优化参数，预测SOD活力为314.814 U/mL、GABA含量为0.642 mg/g，采用优化后的所得的参数进行验证试验，条件参数设为初始pH为5.0、复配比例为1:3、白糖添加量10.14%、发酵温度为37℃；重复试验3次，测得SOD活力平均值为（318.245±3.245）U/mL、GABA含量为（0.647±0.018）mg/g，与模型预测值314.814 U/mL、GABA含量为0.642 mg/g，在5%偏差范围内，说明该模型优化得到的工艺参数可靠。
3.结论
本研究以藜麦与蓝靛果为原料，筛选出藜麦-蓝靛果复合发酵液的最优发酵菌种为酵母菌BA和乳酸菌LA和LP。经单因素实验和响应面试验优化酵母菌和乳酸菌复合发酵的工艺，得到优化后最佳工艺参数条件：藜麦与蓝靛果复配比例1:3，白糖添加量10.14%，初始pH为5.0，先30℃摇床培养16 h再37℃培养24 h，优化工艺参数后的藜麦-蓝靛果复合发酵液SOD活力和GABA含量分别比未发酵提高1.41、1.08倍，说明酵母菌、乳酸菌协同发酵对藜麦和蓝靛果复合发酵有积极影响，不仅保留了藜麦和蓝靛果中固有的营养物质且SOD活力和GABA含量得到累积增加，这与蔡丽琴研究结果一致。本文主要对藜麦-蓝靛果复合发酵液的发酵工艺进行了优化，未对发酵过程中活性物质的变化情况进行分析，因此后期将进一步深入研究，以探究其功能活性组分及挥发性风味物质变化等。本实验为杂粮和小浆果类食品的加工创制提供了理论依据和试验数据支撑。
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