基于实验设计（DOE）法利用本地原料研制高热量食品：为军事人员提供优质低成本饮食方案

为解决军事人员高热量食品成本高、营养需求难以满足的问题，研究人员运用实验设计（DOE）法开展高营养质量低成本高热量食品配方研究。结果得到最优配方，能满足部分营养需求且成本低。该研究对优化食品配方意义重大。

　　在当今社会，健康饮食对于人们的生活至关重要，特别是对于那些需要保持高强度体能的人群，如军事人员。士兵们日常面临着大量的体力消耗，他们需要充足且优质的营养来维持身体机能和作战能力。然而，现实中高热量食品的生产却存在诸多问题。一方面，国际市场上的高热量产品虽然能提供一定的能量，但成本较高，难以大规模供应给军事人员。另一方面，当地生产的高热量食品往往因原料成本高、营养成分不均衡等问题，无法满足军事人员的特殊需求。在这样的背景下，开展针对军事人员的高热量食品配方优化研究迫在眉睫。

来自国外的研究人员针对上述问题，开展了一项利用本地原料研制高热量食品的研究，并将成果发表在《Applied Food Research》上。研究旨在为军事人员提供营养丰富且成本低廉的食品，以满足他们在作战和训练中的高能量需求。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，基于原料的生化组成、营养益处、市场可得性和成本，筛选出玉米粉（X₁）、营养强化大豆粉（X₂）、花粉（X₃）等十种原料作为研究因素。然后，运用实验设计（DOE）方法，借助 Minitab 21 软件进行实验设计和数据分析。在实验过程中，通过控制原料比例进行混合实验，利用经验模型和多项式方程来描述原料与各营养指标（如卡路里摄入、蛋白质摄入等）之间的关系。

研究结果

1. 热量摄入和生产成本的响应：通过实验，研究人员发现不同原料对食品的热量摄入和生产成本有着不同的影响。例如，油、花生酱和花粉等原料比例的增加会使热量摄入增加，而某些原料（如鱼粉、花粉和辣木）价格较高，会导致成本上升。实验得到的热量摄入范围在 385.40 - 520.40 Kcal/100g，高于一些传统食品；同时，平均成本（3.51 USD/kg）低于其他一些军事口粮和市售产品。
2. 模型方程和模型优化：研究建立了模型方程，这些方程能够准确反映卡路里摄入、蛋白质摄入、碳水化合物摄入、脂肪摄入和成本等响应值。通过优化，得到了原料的最优比例，按照该比例制作的食品，卡路里摄入为 450.0563 Kcal/100g，成本为 0.3213 USD/100g，且碳水化合物、蛋白质和脂肪摄入也达到了一定的指标，整体满意度较高。

研究结论和讨论

该研究成功利用本地原料研制出了高热量食品，通过优化配方，在一定程度上满足了军事人员的营养需求，同时降低了生产成本。这一研究成果意义重大，为军事食品的供应提供了新的解决方案，有助于提升军事人员的作战能力和生活质量。此外，该研究方法和模型也为其他类似的食品配方优化研究提供了参考，有望推动食品行业在满足特殊人群营养需求和成本控制方面取得更大的进展。