岳 莉

（威海海洋職業(yè)學(xué)院，山東榮成 264300）

食葉草是一種多年生草本植物，在我國廣泛種植，畝產(chǎn)量高，是一種常用的飼用植物。食葉草富含較高的微量元素和抑菌成分，如高蛋白、維生素、氨基酸等，這些成分可提高人體與動(dòng)物機(jī)體的免疫力，是一種用于治療疾病的天然藥物，藥食同源（柏綠山和楊秀麗，2018；劉白玉等，2022）。為了更好地開發(fā)食葉草的應(yīng)用價(jià)值，開發(fā)食葉草飼料添加劑能更好地發(fā)揮食葉草的藥用價(jià)值（葉紹朋等，2021）。

本研究采用單因素試驗(yàn)與星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法優(yōu)化研究食葉草飼料添加劑的制備處方與工藝，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，篩選出影響食葉草飼料添加劑的關(guān)鍵處方用量與工藝條件，以星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法優(yōu)化出最佳的食葉草飼料添加劑的處方用量與工藝條件（陳衛(wèi)衛(wèi)等，2022；馮旭俊等，2021）。

1 設(shè)備和材料

氣流粉碎機(jī)，意大利Tecnologia Meccanica；濕法混合制粒機(jī)、搖擺制粒機(jī)、KZ-80整粒機(jī)、熱風(fēng)循環(huán)烘箱，中南制藥機(jī)械廠；粉體顆粒流動(dòng)性分析儀，寧波瑞柯偉業(yè)儀器有限公司；HJ-4恒溫磁力攪拌器，金壇市天竟實(shí)驗(yàn)儀器廠；恒溫恒濕箱，上海佳語科學(xué)儀器有限公司。

食葉草粉，寧夏香草生物技術(shù)有限公司；乳糖，德國美劑樂公司；糊精，曲阜市藥用輔料有限公司。

2 方法

2.1 食葉草飼料添加劑制備過程采用氣流粉碎機(jī)粉碎食葉草粉得到D90為80～150 μm的食葉草粉，將食葉草粉與糊精、乳糖加入濕法混合制粒機(jī)中進(jìn)行干粉混合，加入潤濕劑后混合，制成“握之成團(tuán)，按之即散”的軟材狀態(tài)，壓制濕顆粒，烘干后得到食葉草飼料添加劑顆粒。

2.2 篩選載體用量在前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定選用糊精、乳糖作為食葉草飼料添加劑的載體，從吸濕性角度考慮，糊精的吸濕性較強(qiáng)，乳糖具有較好的口感和溶化性，通過對(duì)顆?？诟泻臀鼭裥匝芯?，初步確定載體淀乳糖在處方中的用量為60%、70%、80%。

2.3 篩選潤濕劑濃度固定食葉草粉、糊精與淀粉的用量，加入潤濕劑乙醇制備顆粒，研究乙醇濃度對(duì)食葉草飼料添加劑顆粒狀態(tài)的影響。隨著乙醇濃度的增大，顆粒較松散，成品中細(xì)粉較多。為滿足軟材“握之成團(tuán)、按之即散”的要求，在成品顆粒明顯的基礎(chǔ)上初步確定乙醇濃度為65%、75%、85%。

2.4 篩選濕混時(shí)間在濕法混合制粒工藝中，濕混時(shí)間是關(guān)鍵工藝參數(shù)，混合時(shí)間直接影響軟材狀態(tài)，進(jìn)而影響成品顆粒的成型性?；旌蠒r(shí)間長，軟材發(fā)黏，制備的顆粒較結(jié)實(shí)，混合時(shí)間短，達(dá)不到軟材要求，制備的顆粒細(xì)小。綜合考慮，初步確定濕混時(shí)間為3、4、5 min。

2.5 食葉草飼料添加劑評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.5.1 休止角（流動(dòng)性） 采用粉體顆粒流動(dòng)性分析儀測定食葉草飼料添加劑顆粒的休止角（θ），顆粒流動(dòng)性與休止角大小有關(guān)。調(diào)節(jié)分析儀處于水平狀態(tài)，將一定重量的添加劑顆粒倒入流動(dòng)性分析儀漏斗中，轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌裝置，顆粒自由下落，測量形成的圓錐狀堆積體的高度（h）和直徑（d），按式（1）計(jì)算休止角θ值，重復(fù)測定3次，計(jì)算平均值。

2.5.2 卡爾系數(shù) 測定食葉草飼料添加劑顆粒的松密度，取一支已干燥的250 mL量筒，點(diǎn)擊清零，取一定量的食葉草飼料添加劑顆粒，倒入量筒中，待量筒填滿后抹平瓶口處，讀取質(zhì)量W1數(shù)值，輸入體積“250”后讀取松密度數(shù)值，平行測定3次，取平均值，得到食葉草飼料添加劑顆粒松密度ρ1，單位為g/cm3。

測定食葉草飼料添加劑顆粒的振實(shí)密度，取一支已干燥的50 mL量筒，操作同上，讀出質(zhì)量W2，振動(dòng)裝有樣品的量筒300 s，讀取量筒內(nèi)樣品的體積H，輸入質(zhì)量，讀取振實(shí)密度，平行測定3次，取平均值，得到食葉草飼料添加劑顆粒振實(shí)密度ρ2，單位為g/cm3。

根據(jù)公式（2）計(jì)算食葉草飼料添加劑顆粒的卡爾系數(shù)

2.5.3 吸濕性 取一干燥的帶蓋稱量瓶，精密稱定質(zhì)量m1，取一定量食葉草飼料添加劑顆粒均勻平鋪于該稱量瓶中，精密稱定盛有樣品的帶蓋稱量瓶質(zhì)量m2，將盛有樣品的稱量瓶敞口放置于恒溫恒濕箱（設(shè)定溫度25±2℃，濕度80%±5%）中48 h，取出，蓋上瓶蓋，精密稱定盛有樣品的稱量瓶質(zhì)量m3，根據(jù)公式（3）計(jì)算顆粒吸濕性（唐勇琛等，2022）。

2.5.4 溶化性 取一個(gè)250 mL燒杯，加入10 g食葉草飼料添加劑顆粒，再加入200 mL熱水，放置于磁力攪拌器上攪拌，至全部顆粒溶解時(shí)記錄溶化過程所需時(shí)間。

2.5.5 綜合評(píng)價(jià) 本試驗(yàn)以休止角（Y1）、卡爾系數(shù)（Y2）、吸濕性（Y3）和溶化性（Y4）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)前期試驗(yàn)與單因素研究，采用權(quán)重法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)分（饒海等，2022；許曉莉等，2022），確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)依次為0.25、0.25、0.25、0.25。因此，綜合評(píng)價(jià)Y值的計(jì)算公式如（4），

2.6 響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.6.1 響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果 在前期試驗(yàn)及單因素篩選基礎(chǔ)上，采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法對(duì)食葉草飼料添加劑顆粒進(jìn)行處方與工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，見表1。以載體乳糖量（A）、潤濕劑濃度（B）、濕混時(shí)間（C）為自變量，以休止角（Y1）、卡爾系數(shù)（Y2）、吸濕性（Y3）和溶化性（Y4）為評(píng)價(jià)指標(biāo)得到的綜合評(píng)價(jià)Y值進(jìn)行模型擬合，見表2。

表1 響應(yīng)面法因素水平設(shè)計(jì)表

表2 響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與結(jié)果

2.6.2 方差分析 由表3可知，載體乳糖量、潤濕劑濃度、濕混時(shí)間對(duì)響應(yīng)面的綜合評(píng)價(jià)影響顯著。建立的食葉草飼料添加劑顆粒的模型顯著性強(qiáng)，失擬項(xiàng)＞0.05，不顯著，說明建立的模型可用于食葉草飼料添加劑顆粒的處方工藝優(yōu)化。

表3 模型方差分析表

2.6.3 優(yōu)化預(yù)測 在食葉草飼料添加劑模型預(yù)測基礎(chǔ)上，建立載體乳糖量（A）、潤濕劑濃度（B）、濕混時(shí)間（C）對(duì)綜合評(píng)價(jià)Y值的3D響應(yīng)面圖與等高線圖，從圖中可以得出，食葉草飼料添加劑的最優(yōu)處方工藝為載體乳糖量70%，潤濕劑乙醇的濃度為75%，濕混時(shí)間為5 min。

2.7 3批放大驗(yàn)證試驗(yàn)通過星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法優(yōu)化的食葉草飼料添加劑，確定了最優(yōu)的處方與工藝，得到模型的預(yù)測綜合評(píng)價(jià)得分為1.684。采用優(yōu)化后的處方與工藝進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到3批驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的綜合評(píng)價(jià)得分分別為1.687、1.691、1.678，試驗(yàn)結(jié)果與模型預(yù)測試驗(yàn)結(jié)果的偏差為0.18%、0.42%、-0.36%，說明通過星點(diǎn)設(shè)計(jì)響應(yīng)面法優(yōu)化的食葉草飼料添加劑處方穩(wěn)定、工藝可行。

3 結(jié)論

圖1 載體乳糖量與濕混時(shí)間對(duì)綜合評(píng)價(jià)Y值的3D響應(yīng)面圖（左）和等高線圖（右）

本試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上確定載體乳糖量、潤濕劑濃度、濕混時(shí)間為食葉草飼料添加劑顆粒制備的關(guān)鍵處方工藝參數(shù)，采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法對(duì)關(guān)鍵處方工藝進(jìn)行優(yōu)化，確定制備食葉草飼料添加劑的處方工藝為載體乳糖量為70%，潤濕劑乙醇濃度為75%，濕混時(shí)間為5 min，優(yōu)化后制備的3批食葉草飼料添加劑顆粒的休止角小，流動(dòng)性好，吸濕性小，卡爾系數(shù)小，溶化速度快，3批驗(yàn)證試驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)Y值與建立的模型預(yù)測值接近，因此，通過星點(diǎn)設(shè)計(jì)響應(yīng)面法優(yōu)化的食葉草飼料添加劑顆粒的處方工藝穩(wěn)定，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。