低胆固醇牛奶的研发+实验材料和方法(10)
图3-6 离心转速对胆固醇脱除率的影响
由图可见，在离心速率为8000rpm以下时，胆固醇脱除率相对较低。当转速为8000以上时，胆固醇脱除率明显大幅度上升。说明转速越高，对于胆固醇脱除率越有利，当转速为10000rpm时，胆固醇脱除率达到97.4%。
3.4.4 β-环糊精添加量对牛奶中胆固醇脱除率的影响
一些研究表明[19]，加入0.5%～2%的β-环糊精粉末能脱除均质后的牛奶中的胆固醇的92.2%～95.3%。本次单因素实验分别选取1%、2%、3%、4%添加于牛奶中，观察结果，如图3-5。
图3-7 β-环糊精添加量对胆固醇脱除率的影响
由图可见，当β-环糊精添加量在1～2%时，胆固醇脱除率明显增加，但当添加量大于2%时，脱除率不再有明显变化。因此，基于β-环糊精残留量及成本的考虑，β-环糊精添加量2%为宜。
3.4.5 正交实验表
根据以上的四个单因素实验，选取条件较优的因素水平，制定三因素三水平正交实验表，从而探究最优条件对于牛奶中胆固醇含量的影响。
表3-2 L9(43)四因素三水平正交试验表
因素 反应温度(℃) 搅拌时间(min) 离心转速(rpm) β-CD添加量(%) 胆固醇脱除率(%)
1 30 30 6000 1 77.8
2 30 45 8000 2 86.3
3 30 60 10000 3 92.0
4 45 30 8000 3 96.1
5 45 45 10000 1 90.1
6 45 60 6000 2 93.7
7 60 30 10000 2 96.8
8 60 45 6000 3 97.0
9 60 60 8000 1 95.4
K1 85.367 90.233 89.500 87.767
K2 93.300 91.133 92.600 92.267
K3 96.400 93.700 92.967 95.033
R 11.033 3.467 3.467 7.266
根据表中的结果所示，按照极差大小决定通过β－环糊精法来降低牛奶中胆固醇含量的因素主次顺序依次为：反应温度＞β－环糊精添加量＞搅拌时间＝离心转速。由于在正交实验中，我们发现最优的条件结果为97%，而在单因素实验中，当条件反应温度为60℃、搅拌时间为60min、离心转速为10000rpm、β-环糊精添加量为2%时，牛奶中胆固醇脱除率高达98.8%，需要进一步选取其他区间更小的反应条件，来进一步摸索更好的优化条件，故进行响应面优化实验来探究β-环糊精法脱除牛奶胆固醇的最优反应条件。
3.5 响应面优化实验设计与结果
从上述单因素的试验的基础上，可以看出反应温度、搅拌时间、离心转速对于脱除牛奶的胆固醇含量具有较大的影响力，而β-环糊精法添加量影响不大，当添加量为2%时，胆固醇脱除率已超过95%。按照响应面优化实验设计，确定最终的优化条件，实验结果见表3-3。
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