《Applied Research》：Exploratory Assessment of Spray-Drying Parameters and Preliminary Machine-Learning Modelling of Plukenetia volubilis Oil-Herbal Extract Emulsions
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将多不饱和脂肪酸油与富含植物化学物的植物提取物共同配制时，在喷雾干燥过程中面临乳液不稳定和壁面沉积等实际挑战。本探索性研究采用顺序单因素轮换(OFAT)筛选方法，考察了油水比、载体类型、载体负载量和进风温度对含有穿心莲(Andrographis panicul
将多不饱和脂肪酸油与富含植物化学物的植物提取物共同配制时，在喷雾干燥过程中面临乳液不稳定和壁面沉积等实际挑战。本探索性研究采用顺序单因素轮换(OFAT)筛选方法，考察了油水比、载体类型、载体负载量和进风温度对含有穿心莲(Andrographis paniculata)和辣木(Moringa oleifera)提取物的紫杉宁果(Plukenetia volubilis)油乳液的影响。在所考察条件中，油水比1:9、阿拉伯胶25%、进风温度140°C时获得最高粉末得率(93.8%)。扫描电子显微镜显示颗粒以球形为主且外表面总体完整；所筛选粉末的植物化学测定结果为抗氧化活性97.58 mg AAE/g、总酚含量16.15 mg GAE/g、总黄酮含量10.87 mg QE/g。针对上述三项植物化学响应指标的探索性支持向量机(SVM)模型在域内性能高于基线决策树回归(DTR)模型（SVM R2=0.734–0.858；DTR R2=0.344–0.562）。粉末得率和水分含量仅作为实测粉末特征，未作为机器学习预测目标。数据集小(n=30)、OFAT设计受限、无外部验证、缺乏乳液与包埋描述符，因此不能声称模型可泛化预测或机制已证实。研究结果揭示了初步配方趋势，并为后续多因素试验与理化验证确定了优先方向。
研究背景方面，将富含多不饱和脂肪酸的油与植物源植物化学物共同稳定化是食品过程工程中的核心难题。此类油易发生氧化与热降解，植物提取物组分又可能与油滴竞争界面吸附、改变液滴相互作用及芯材与载体亲和性，使单一基质内共包埋机制复杂化。紫杉宁果油以ω-3脂肪酸和生育酚见长，辣木与穿心莲提取物提供酚类与黄酮类功能成分，但现有数据驱动喷雾干燥研究多依赖大样本与生产级数据，而本研究仅有30条观察、缺乳液描述符且无外部验证，因此研究人员将目标限定为：用OFAT筛选油水比、载体类型、载体负载量、进风温度对粉末得率及选定粉末属性的个体影响，并以SVM与DTR作初步回归比较，而非建立可部署过程模型。该论文发表于《Applied Research》。
主要关键技术方法上，研究人员以马来西亚槟城大山脚本地供应商所得辣木叶、穿心莲叶及紫杉宁果种子为样本来源，经水相/油相制备成水包油(O/W)乳液后使用小型喷雾干燥机处理；采用顺序单因素轮换(OFAT)逐阶段固定其余条件并延续最高得率条件；植物化学属性以DPPH法测抗氧化活性、Folin–Ciocalteu法测总酚含量(TPC)、硝酸铝比色法测总黄酮含量(TFC)；机器学习以油水比、进风温度、进料流速、雾化压力为数值输入，对三项植物化学响应建立径向基核支持向量回归(SVM)与默认决策树回归(DTR)，按80:20划分并用五折交叉验证作域内评估，不进行外部验证。
研究结果如下。油水比对粉末得率的影响：四组油水比下得率31.5%至72.6%，1:9最高；单因素方差分析与Tukey检验显示差异显著，非单调响应说明仅调油相比例不能保证得率改善，因液滴尺寸与界面性质未测，仅作经验趋势。载体类型对粉末得率的影响：阿拉伯胶77.6%高于麦芽糊精72.6%，Welch t检验显著；阿拉伯胶的界面活性与成膜功能可降低壁面沉积，但玻璃化转变温度与液滴尺寸未测，机制未定量证实。阿拉伯胶负载量对粉末得率的影响：20%升至25%时得率77.6%增至93.8%，差异显著；更高feed solids可促进表面固化，但因仅两水平，只识别可行窗口内方向而非最优点。喷雾干燥温度对粉末得率的影响：140°C得率93.8%，160°C降至90.0%，差异显著；较高进风温度可能增强壳层应力或壁面沉积，但粒温与蒸发率未测，仅为文献支持假设。探索性机器学习模型比较：SVM在抗氧化活性、TPC、TFC上R2均高于DTR，表明径向基核在保留域内更平滑插值；DTR负向预测属物理不允许输出，说明无约束树模型不宜直接用于工艺决策；小样本与无外部验证使结果仅限算法行为比较。选定粉末形貌与植物化学成分：1:9、25%阿拉伯胶、140°C粉末呈球形、表面多完整伴凹陷，水分1.00%，抗氧化活性97.58 mg AAE/g、TPC 16.15 mg GAE/g、TFC 10.87 mg QE/g；EDX以碳氧为主符合糖类基质但不可替代化合物定位，色与流动性不能证明低于玻璃化转变温度或氧化受保护。
讨论部分总结：研究人员强调OFAT不能估计交互作用与曲率，得率不等于包埋效率；SVM优于DTR不代表可泛化，因缺黏度、液滴尺寸分布、ζ电位、表面油、氧化稳定性与独立验证。后续应以重复因子/响应面设计补测理化与质量平衡，再将物理约束输出用于模型辅助工艺选择。
结论部分翻译：顺序OFAT筛选确定油水比1:9、阿拉伯胶25%、进风温度140°C为所考察条件中关联最高粉末得率的组合；修正后最大得率93.8%±0.36%按喷雾干燥前总进料固体计，该响应代表粉末得率而非包埋效率。高得率支持所选实验室条件下高效收集，但OFAT设计、缺重复推断、无表面油与氧化稳定性测量，使其不能声称统计确立最优点、包埋性能或工业可放大。回收粉水分1.00%±0.04%、形貌近球，抗氧化活性97.58±0.25 mg AAE/g、TPC 16.15±0.19 mg GAE/g、TFC 10.87±0.14 mg QE/g，但未确立表面油、化合物保留、氧化稳定性或贮藏表现。SVM域内误差低于DTR，但n=30、设计空间窄、调参有限且无外部验证，使建模结果初步且不可泛化。本研究提供探索趋势与再设计基础，而非已验证优化框架；未来需重复多因素设计并测进料黏度、液滴尺寸分布、ζ电位、总油与表面油、粒径、氧化稳定性及热/光谱属性，再做质量平衡与独立模型验证，方可作机制、预测或工业结论。
