第15卷 第7期 2013 年 7 月
辽宁中医药大学学报
JOURNAL OF LIAONING UNIVERSITY OF TCM
Vol. 15 No. 7 Jul .，2013
J = 16.0 Hz，H-7''''）]；2个β-D-葡萄糖基
[ 4.87
（1H，d，J = 8.0 Hz，H-1'），5.20（1H，d，J = 7.5 Hz，H-1'''）]，及1个a-L-鼠李糖基[1.69（3H，d，J = 6.0
Hz，H 3-6''）
，6.13（1H，br.s，H-1''）]。在HMBC 谱中
可以观测到H 6.26（H-8）
与C 129.3（C-1）；H 4.87（H-1'）与C 70.2（C-9）；H 5.72（H-4'）与
C 167.1
（C-9''''） ；H 6.13（H-1''）与C 82.0（C-3'）
；H 5.20（H-1'''）
与C 84.9（C-4''）之间的碳氢远程相关信号，因此确定了各片段的连接位置。其氢谱、碳谱（表1）数据与文献相对照[8]鉴定化合物5为草苁蓉苷E（rossicaside E）。◆
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响应面法优化藤梨根总生物碱提取工艺
邸学1，徐洋洋1，裴世柱2，翟延君1
（1.辽宁中医药大学药学院，辽宁 大连 116600；2.辽宁可济药业有限公司，辽宁 沈阳 110102）
摘 要：目的：研究藤梨根中总生物碱的最佳提取工艺。方法：采用Box-Behnken 中心组合试验设计原理，在
单因素试验的基础上，采用三因素三水平的响应曲面分析法对藤梨根中总生物碱提取工艺进行优化。结果：建立了一个总生物碱含量与影响因子的多元二次回归方程，得到总生物碱的最佳提取工艺条件：盐酸浓度为3%，提取时间为40 min，液料比为25∶1，总生物碱含量的预测值为1.17％，实测值为1.14％。结论：方法简便合理、稳定，可预测性较优。
关键词：总生物碱；藤梨根；响应面法
中图分类号：R284.2 文献标志码：A 文章编号：1673-842X (2013) 07- 0058- 04
收稿日期：2012-12-12
作者简介：邸学（1979-），女，辽宁沈阳人，实验师，硕士，研究方向：中药品种鉴定及质量评价。通讯作者：翟延君（1956-），女，辽宁沈阳人，教授，博士，研究方向：中药品种鉴定与质量标准研究。E-mail ：lnzyzyj@https://www.doczj.com/doc/4018876527.html,。
Optimization of Extraction Technology of Total Alkaloids in Radix
Actinidiae with Response Surface Methodology DI Xue 1，
XU Yangyang 1，PEI Shizhu 2，ZHAI Yanjun 1（1.School of Pharmaceutical Sciences，Liaoning University of Traditional Chinese
Medicine，Dalian 116600，Liaoning，China ；2.KEJI Pharmaceutical Industry
Limited Company of Liaoning，Shenyang 110102，Liaoning，China）
Abstract ：
Objective ：To study the technological parameters of the extraction process of total alkaloids in Radix Actinidiae. Methods ：On the basis of one-factor-at-a-time-technique test，the Box-Behnken central-composite designed response surface with 3 factors and 3 levels was adopted.A second order quadratic equation for total alkaloids from Radix Actinidiae of paeoniflorin was built.The response surface methodology（SM）with three factors and three levels was used to optimize ethanol heat reflux applied foralk-aloids extraction from Radix Actinidiae. Results ：A quadratic polynomial mathematical model with good correlation was constructed and applied to the optimization.The optimal extraction conditions were as follows ：the ultrasound extraction time was 40 min，the concentration of HCL was 3%，the ratio of ethanol to raw material was 25：1，under which the predictive value of the content of alkaloids was 1.17% and the measured value was 1.14%，and there was a good agreement with their predicted values. Conclusion ：The method is simple，stable and feasible，and the selected process also has a good reproducibility.
Key words ：total alkaloids ；Radix Actinidiae ；response surface methodology
15卷辽宁中医药大学学报
抗癌药物藤梨根为猕猴桃科猕猴桃属植物中华猕猴桃Actinidia chinensis Planch.或软枣猕猴桃Actinidia arguta（Sieb.＆Zucc.）Planch.ex Miq.的根[1]。其所含生物碱，如猕猴桃碱Actinidine文献记载其有降压、抗肿瘤等药理作用，但提取方法研究较少，萜类生物碱的主要提取方法有渗漉法、超声提取法、回流法、酸水提取法等[2]，国内文献报道中常用均匀设计和正交设计优化法选择最佳工艺，但两种方法局域线性模型、某些设计表不适于二次以上多项式模型。前期研究，采用均匀（正交）设计尝试进行工艺研究，未得到较佳结果。利用RSM 优化法可使最佳条件下效应的预测值和实测值偏差较小，进行多元线性和非线性拟合，根据建立的数学模型描绘三维效应面，从效应面的较优区域读取较佳工艺条件范围[3]。本实验用酸水提取结合超声法对软枣猕猴桃根中总生物碱的提取工艺进行考察，并用响应面分析法加以优化成功，确定了最佳提取工艺。
1 材料与仪器
1.1仪器
1100 Series高效液相色谱仪（美国Agilent 公司），ACCULAB ALC-110.4万分之一天平（SARTORIUS），CP225D万分之一天平（SARTORIUS），KQ5200DB型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），HH-4数显恒温水浴锅（江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司），GZX-9070MBE电热恒温鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），U3010紫外-可见分光光度计（日本日立科技有限公司），圣叶RE-3000旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）。
1.2试剂与试药
高效液相用甲醇为色谱纯，水为娃哈哈纯净水，其它试剂均为分析纯；自采药材（辽宁省丹东宽甸）经辽宁中医药大学药学院翟延君教授鉴定为来源于软枣猕猴桃Actinidia arguta（Sieb.＆Zucc.）Planch.ex Miq.的根。
2 方法与结果
2.1对照品溶液的配制
精密称定3.5 mg乌头碱对照品，置于50 mL容量瓶中，加氯仿溶解并稀释至刻度，备用。
2.2供试品溶液的制备
称取药材粉末50 g，置于锥形瓶中加入10倍量的2%盐酸浸泡12 h，超声40 min，提取液减压浓缩至浸膏状，精称提取物1 g于具塞锥形瓶中，加入1 mL 氨水浸润，放置30 min，加入20 mL氯仿，超声40 min，滤过。药渣用氯仿冲洗3次（每次5 mL），合并滤液，浓缩，定容于25 mL容量瓶中，即得。
2.3测定波长的选择
精密吸取乌头碱对照品和供试品溶液各1 mL，置于分液漏斗中，分别精密加入溴麝香草酚蓝缓冲溶液6 mL，再加入氯仿6 mL，振摇1 min，静置30 min，分取氯仿层。另取氯仿1 mL，同法操作，所得氯仿液为随行空白液。分别在400~600 nm波长范围内进行扫描。结果表明，乌头碱对照液和藤梨根供试品溶液在415 nm处均有最大吸收，故选择415 nm为检测波长。2.4样品含量的测定
2.4.1 标准曲线的制备
精密吸取乌头碱标准溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL分别置于25 mL的具塞试管中，于水浴锅中挥干溶剂，分别加入6 mL溴麝香草酚蓝缓冲溶液和6 mL氯仿，用力振摇1 min，转入分液漏斗中，放置30 min，取氯仿层，用1号为空白，在415 nm处测定吸收度，求得回归方程：A=0.1088+0.3927C，R2=0.9996。
2.4.2 精密度试验
精密量取0.07 mg/mL乌头碱对照液及氯仿溶液各1.0 mL，分别置于25 mL的具塞试管中，于水浴锅中挥干溶剂，向试管中依次加入6 mL溴麝香草酚蓝缓冲溶液和6 mL氯仿，用力振摇1 min，转入分液漏斗中，放置30 min，取氯仿层，于415 nm处测定吸光度，连续测定6次。RSD为 1.1%，表明仪器精密度良好。
2.4.3 重复性试验
精密称取藤梨根粉末6份，各1.0 g，按“2.2”项下方法制备供试品溶液，取供试品溶液1.0 mL及氯仿溶液各1.0 mL，分别置于25 mL的具塞试管中，于水浴锅中挥干溶剂，向试管中依次加入6 mL溴麝香草酚蓝缓冲溶液和6 mL氯仿，用力振摇1 min，转入分液漏斗中，放置30 min，取氯仿层，于415nm处测定吸光度。计算其平均含量为0.2%，RSD为1.2%。结果表明，该方法重现性良好。
2.4.4 稳定性试验
精密吸取“2.2”项下制备的供试品溶液1.0 mL，按“2.3”项下方法操作，显色后分别在0、5、10、20、30、40、50 min于415 nm处依法测定其吸光度。RSD为1.4%。表明其在50 min内稳定。
2.4.5 加样回收率试验
精密吸取5份已知浓度的供试品溶液各1 mL，分别精密加入2 mL乌头碱对照品溶液（浓度为0.07 mg/mL），混匀，比色测定吸光度。根据回归方程计算回收率，S=3.73，RSD为3.7%。结果见表1。
表1 加样回收率实验结果
编号
样品含量
（mg）
加入量
（mg）
测得量
（mg）
回收率
（%）
平均回收率
（%）
1
2
3
4
5
0.361
0.360
0.359
0.360
0.358
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.475
0.521
0.506
0.513
0.490
94.8
104.2
101.4
102.6
98.4
100.3
2.5单因素考察
2.5.1 溶剂浓度对总生物碱含量的影响
称取药材粉末10.0 g于具塞锥形瓶中，固定溶剂体积为200 mL，超声提取60 min，分别考察浓度为1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%的盐酸对总生物碱含量的影响。
由图1可知，总碱含量随着浓度的增大先增大后减小，在4.0%时达到最大，可能是因为盐酸浓度过大，生物碱类成分遭到破坏，因此选择盐酸浓度3.0%~5.0%作为响应面法的考查范围。
2.5.2 提取时间对总生物碱含量的影响
称取药材粉末10.0 g于具塞锥形瓶中，加入4.0%盐酸200 mL，考察提取时间为10、25、40、55、70 min对总生物碱含量的影响。
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卷
图1
溶剂浓度对总碱含量的影响
图2 提取时间对总碱含量的影响
由图2可知，提取率随时间的增加而先增大后减小，在40 min 时达到最大，可能是超声波的穿透力比较强，在溶剂中产生强烈的振动、空化效应，生物碱类成分由于超声时间过长而受到破坏，造成含量降低，故超声时间不宜过长。因此选择提取时间25~55 min 作为响应面法的考查范围。2.5.3 液料比对总生物碱含量的影响
称取药材粉末10.0 g 于具塞锥形瓶中，加入4.0%盐酸，超声提取40 min，考察液料比5倍、15倍、25倍、35倍、45倍对总生物碱含量的影响。
由图3可知，提取率先随溶剂体积增加而增大，35倍时最大，然后随溶剂体积增大而减小，其原因可能是随着溶剂用量的增加，药材与溶剂的接触面积增大，从而提高了传质效率，到35倍时达到最大值，继续增大液料比阻碍传质。因此液料比选择20~50
倍作为响应面法的考查范围。
图3 料液比对总生物碱含量的影响
2.6 响应面分析法试验设计
根据Box-Behnken 中心组合试验设计原理，参
考相关文献，确定提取溶剂、提取时间、料液比为3个主要影响总生物碱含量的因素，进行单因素实验考察，分光光度法测定生物碱含量确定各因素
的较优值。再以X 1、
X 2、X 3代表各因素，以-1、0、1对每个自变量的低、中、高实验水平进行编码，响应面法设计实验优化藤梨根中生物碱的提取工艺（见表2），分光光度法测定生物碱含量，计算总碱得率。
表2 试验因素水平及编码
因素代码 编码水平 -1 0 1盐酸浓度（%）提取时间（min）液料比（倍）
X 1
X 2X 3
3.02520
4.04035
5.05550
2.6.1 模型拟合
根据Box-Benhnken 的中心组合试验设计原理，综合单因素影响试验结果，应用响应面分析法（response surface methodology，RSM）优化主要影响因素。根据表2设计的3因素3水平进行实验，响应面试验共有15个试验点，其中12个析因点，5个中心点，设计方案及实验结果见表3。所得数据用Design-Expert 8.05b 软件进行响应面分析，以总生物碱含量为响应值对各因素分别进行多元线性回归和二项式方程拟合[4-7]。
表3 试验设计与结果
试验号X 1X 2X 3总生物碱含量（%）
123456789101112131415
100110 -1
1 -1
00 -1 -1
10
001 -1 -1 -1 -1
10001001
10 -1 -1
0100 -1
0001 -1
1
0.121.170.080.290.130.140.280.190.171.161.170.150.260.130.23
经软件对结果的分析，发现二阶回归多项式较优，得到以总生物碱含量为响应值，以X 1、
X 2、
X 3为变量的二阶模型公式：Y=1.17-0.036X 1-0.024X 2+1.000E-002X 3+0.048X 1X 2-0.025X 1X 3+0.075X 2X 3-0.05X 12-0.48X 22-0.50X 32（R 2=0.9993）。
表4 回归分析结果
方差来源平方和自由度均方F 值P （Prob>F）显著性
Model X 1X 2X 3X 1X 2X 1X 3X 2X 3X 1X 1X 2X 2X 3X 3残 差失拟性纯误差总 差
2.400.0114.513E-0038.000E-0049.025E-0032.500E-0030.0220.920.860.931.725E-031.725E-0030.0002.40
911111111153214
0.270.0114.513E-0038.000E-0039.025E-0032.500E-0030.0220.920.860.933.450E-0045.750E-0040.000
772.58 30.47 13.08 2.32 26.16 7.25 65.222662.622504.502688.98<0.0001
0.0027
0.0153
0.1883
0.0037
0.0432
0.0005
<0.0001
<0.0001
<0.00010.729
*********************注：***P <0.001，** P <0.01，*P <0.05。
由表4方差分析结果可知：超声时间、盐酸浓
15卷 辽宁中医药大学学报
度、料液比对总生物碱含量有显著影响；盐酸浓度与超声时间的交互作用有非常显著的影响；超声时间与料液比的交互作用有极显著影响；二项式
中的χ2
偏回归系数达极显著水平。模型回归方
程的失拟性检验P =0.729>0.05，
差异不显著，总回归方程P <0.0001，
表明回归模型具有极显著水平，该模型与实际试验拟合度较好。因此该模型可应用于藤梨根中总生物碱的提取条件的理论分析与预测。
2.6.2 工艺参数优化与预测
把总生物碱含量与三因素中的两者拟合为三维曲面图，固定其中的一个为中值，以拟合目标函数为数学模型，绘制曲面图（见图4~6），盐酸浓度、提取时间和料液比两两因素的交互作用立体图表示了水平选择适当，方程的模型符合实际。最佳提取工艺为：盐酸浓度为2.92%，提取时间为39.24 min，液料比为25.19，藤梨根中总生物碱含量理论值为
1.17％。
图4
提取时间和盐酸浓度对总碱含量的影响
图5 盐酸浓度和液料比对总碱含量的影响
2.6.3 回归模型的验证试验
根据实验结果，按最优提取工艺条件：盐酸浓度为3%，提取时间为40 min，液料比为25∶1进行验证，实际测得总碱含量为1.14％，实际值与预测值1.17％比较接近。证明回归模型有效，能准确预测
实验结果。
图6 提取时间和液料比对总碱含量的影响
3 结论与讨论
采用响应面试验设计方法得出总生物碱提取工艺参数的二次回归方程，方差分析结果表明总回
归方程P <0.0001，
回归模型具有极显著水平，表明该模型与实际试验拟合度较好。因此该模型可应用于藤梨根中总生物碱的提取条件的理论分析与预测。
响应面分析方法是研究几种因素间交互作用的回归分析方法，求得的回归方程精度高，可以准确找到整个区域上因素的最佳组合和响应值的最优值，是比较理想的方法，图形是特定的响应值对应的各因素构成的一个三维空间，可以直观地反映各因素对响应值的影响，从试验所得的响应面分析图上可以分析出它们之间的相互作用，方法简便、直观。
本研究首先通过单因素试验分别考察盐酸浓度、超声时间、液料比对藤梨根中总生物碱提取量的影响，同时采用Design-Expert8.05b 软件的中心组合设计方法设计响应面试验，建立了数学模型，得到了总生物碱的最佳提取工艺条件：盐酸浓度为3%，提取时间为40 min，液料比为25∶1。与预测值相近，得到藤梨根总生物碱最佳提取工艺条件。◆
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27-30.
92 2012, V ol.33, No.24 食品科学 ※工艺技术 响应面法优化酵母多糖的提取工艺 王 慧1,2，程富胜3，罗永江3，董鹏程3，张 霞1,* (1.甘肃农业大学生命科学技术学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃农业大学动物医学院，甘肃 兰州 730070；3.中国农业科 学院兰州畜牧与兽药研究所-农业部兽用药物创制重点实验室，甘肃省新兽药工程重点实验室，甘肃 兰州 730050)摘 要：为提高酵母多糖提取率，对其提取过程进行优化。在单因素试验的基础上，利用中心组合试验设计原理，以高压时间、超声功率和超声时间为试验因素，以多糖提取率为响应值，采用3因素3水平的响应面分析法建立数学模型，获得最佳提取工艺。通过二次回归模型响应面分析得出酵母多糖提取的最佳工艺条件为高压时间35min 、超声功率510W 、超声时间26min ；在此条件下，多糖提取率的预测值为29.82%，验证值为29.84%。证明采用响应面法对酵母多糖提取条件进行优化，方法可行，可用于实际操作与实验预测。关键词：酵母多糖；响应面法；提取；优化 Optimization of Polysaccharide Extraction from Yeast by Response Surface Methodology WANG Hui 1,2，CHENG Fu-sheng 3，LUO Yong-jiang 3，DONG Peng-cheng 3，ZHANG Xia 1,* (1. College of Life Sciences and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China ； 2. College of Veterinary Medicine, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China ； 3. Key Laboratory of Veterinary Pharmaceutics Discovery, Ministry of Agriculture, Key Laboratory of New Animal Drug Project, Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutical Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730050, China) Abstract ：Response surface methodology was used to optimize polysaccharide extraction from yeast to enhance polysaccharide yield. Polysaccharide yield was investigated with respect to high pressure treatment time, ultrasonic power and ultrasonic treatment time. A quadratic regression model was established based on a three-variable, three-level Box-Behnken design. The optimum conditions of high pressure treatment time, ultrasonic power and ultrasonic treatment time were found to be 35 min, 510 W and 26 min, respectively. Under these conditions, the predicted value of polysaccharide yield was 29.82%, whereas the actual value was 29.84%. Thus, the optimized extraction procedure is feasible for practical operation and experimental prediction. Key words ：yeast polysaccharide ；response surface methodology ；extraction ；optimization 中图分类号：Q81 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2012)24-0092-05 收稿日期：2011-11-29 基金项目：甘肃省科技支撑项目(0708NKCA082；090NKCA070)；甘肃省农业生物技术项目(GNSW-2007-12；GNSW-2010-07) 作者简介：王慧(1985—)，男，硕士研究生，研究方向为动物生理学及药物免疫学。E-mail ：wang_hui_1011@https://www.doczj.com/doc/4018876527.html, *通信作者：张霞(1972—)，女，副教授，博士，研究方向为动物生理药理学。E-mail ：zhxcfs@https://www.doczj.com/doc/4018876527.html, 微生物多糖是目前生物发酵工程和生物医药领域的研究热点之一[1]。现代科学研究表明，绝大多数真菌多糖都具有一定的生物学活性，其生理活性物质既可存在于子实体中，也可存在于培养菌丝体和发酵液中[2]。酵母(yeast)是一类与人类生产生活密切相关的真核微生物，在其细胞膜的外面包裹着一层厚度为100～400nm 的细胞壁[3]，酵母细胞壁干质量的近75%为多糖[4]，其中50～60%为β-D -葡聚糖[5]。酵母多糖在抗炎、抗诱变、抗氧化、抗肿瘤、促生长、免疫促进等方面发挥着重要的生物活性作用[6-9]，是一种很有发展前景的饲料添加剂和具有抗生素兼益生素双重作用的免疫促进剂。但由于酵母细胞壁独特的结构，使其破壁不易，给相关科研工作的开展带来不少的 困难。目前，酵母多糖有效成分提取的方法较多，如研磨法、冻融法、高压均质法、超声波法、碱溶法、常规水提法、索氏提取法等[10-11]，这些传统方法存在着提取温度高、时间长、能耗大、活性受损、提取率低等不足。对于将冻融法、高压均质法、超声波法、碱溶法综合为一体的提取方法目前还未见报道。响应面法(response surface methodology ，RSM)利用合理的试验设计并通过试验得到一定的数据，采用多元二次回归的方法，将多因子试验中因子指标的相互关系用多项式近似拟合，通过对函数响应面和等高线的分析，能够精确地研究各因子与响应值之间的关系，以最经济的方式、较少的试验次数和时间对所选试验参数进行全面的分析和研究，已
Design-Expert 软件在响应面优化法中的应用 （王世磊郑州大学450001） 摘要：本文简要介绍了响应面优化法，以及数据处理软件Design-ExpertDesign-Expert的相关知识，最后结合实例，介绍该软件在响应面优化法上的应用实例。 关键词：数据处理，响应面优化法，Design-Expert软件 1.响应面优化法简介 响应面优化法,即响应曲面法( Response Surface Methodology ，RSM)，这是一种实验条件寻优的方法，适宜于解决非线性数据处理的相关问题。它囊括了试验设计、建模、检验模型的合适性、寻求最佳组合条件等众多试验和统计技术；通过对过程的回归拟合和响应曲面、等高线的绘制、可方便地求出相应于各因素水平的响应值[1]。在各因素水平的响应值的基础上，可以找出预测的响应最优值以及相应的实验条件。 响应面优化法，考虑了试验随机误差；同时，响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量、解决生产过程中的实际问题的一种有效方法[2]。 响应面优化法，将实验得出的数据结果，进行响应面分析，得到的预测模型，一般是个曲面，即所获得的预测模型是连续的。与正交实验相比，其优势是：在实验条件寻优过程中，可以连续的对实验的各个水平进行分析，而正交实验只能对一个个孤立的实验点进行分析。 当然，响应面优化法自然有其局限性。响应面优化的前提是：设计的实验点应包括最佳的实验条件，如果实验点的选取不当，使用响应面优化法师不能得到很好的优化结果的。因而，在使用响应面优化法之前，应当确立合理的实验的各因素与水平。 结合文献报道，一般实验因素与水平的选取，可以采用多种实验设计的方法，常采用的是下面几个： 1.使用已有文献报道的结果，确定响应面优化法实验的各因素与水平。 2.使用单因素实验[3]，确定合理的响应面优化法实验的各因素与水平。 3.使用爬坡实验[4]，确定合理的响应面优化法实验的各因素与水平。 4.使用两水平因子设计实验[5]，确定合理的响应面优化法实验的各因素与水平。 在确立了实验的因素与水平之后，下一步即是实验设计。可以进行响应面分析的实验设计有多种，但最常用的是下面两种：Central Composite Design-响应面优化分析、Box-Behnken Design-响应面优化分析。 Central Composite Design，简称CCD，即中心组合设计，有时也成为星点设计。其设计表是在两水平析因设计的基础上加上极值点和中心点构成的，通常实验表是以代码的形式编排的,实验时再转化为实际操作值（,一般水平取值为0,±1,±α,其中0为中值,α为极值, α=F*（1/ 4）； F 为析因设计部分实验次数, F = 2k或F = 2 k×（1/ 2 ），其中 k为因素数，F = 2 k×（1/ 2 一般 5 因素以上采用，设计表有下面三个部分组成[6]：(1) 2k或 2 k×（1/ 2 ）析因设计。(2)极值点。由于两水平析因设计只能用作线性考察,需再加上第二部分极值点,才适合于非线性拟合。如果以坐标表示,极值点在相应坐标轴上的位置称为轴点(axial point) 或星点( star point) ,表示为(±α,0,…, 0) , (0,±α,…, 0) ,…, (0, 0,…,±α)星点的组数与因素数相同。(3)一定数量的中心点重复试验。中心点的个数与CCD设计的特殊性质如正交
红枣汁提取工艺优化开题报告
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指导文件5： 吉林大学 毕业设计（论文）开题报告 生物与食品工程系（院）20 10 届 题目红枣汁提取工艺优化 课题类型应用研究课题来源自拟 学生姓名xxxx 学号200806050019 专业食品科学年级班08 本科 指导教师xxxx 职称教授 填写日期：2010 年1 月16 日
一、本课题研究的主要内容、目的和意义 1.目的和意义 中国枣的栽培始于七千年前，栽培历史至少已有3000年。最早的栽培中心在黄河中、下游的陕西、山西，渐及河南、河北、山东等地，到汉代，枣的栽培已遍及我国南北各地。安阳内黄是有名的枣乡，国家质检总局于09年同意批准对内黄大枣实施国家地理标志产品保护。内黄大枣品质优良，鲜食酸甜可口，干食甜香味长，是历代帝王贡品。目前，内黄大枣已发展到1万公顷，年产干枣4万吨，产值2.4亿元，种植面积和产量居河南省第一。 国内枣类产品目前还是以鲜食和干制为主，附加值较低，新鲜枣难以保藏；其它传统枣制品如蜜枣、焦枣、阿胶枣等缺乏创新，市场占有率不高，因此，如何开发新的枣类食品，提高枣的商业价值是目前的研究热点。枣奶、枣醋、枣酒等产品已有销售，但以枣汁和枣肉加工果冻类产品还较少见。 2.主要研究内容 枣汁提取工艺的优化 考察溶剂、温度、时间、pH等提取工艺条件对枣汁提取效果的影响。采用响应面试验优化枣汁提取工艺。对实验室优化后的工艺进行放大试验，使之适应工业化生产需要。 二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）
食品科学研究中实验设计的案例分析 ——响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸 班级：学号：姓名： 摘要：本文简要介绍了响应面曲线优化法的基本原理和使用步骤，并通过软件Design-Expert 7.0软件演示原文中响应面曲线优化法的操作步骤。验证原文《响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸》各个数据的处理过程，通过数据对比，检验原文数据处理的正确与否。 关键词：响应面优化法数据处理 Design-Expert 7.0 车前草 前言： 响应曲面设计方法(Response SufaceMethodology，RSM)是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法（又称回归设计）。 响应面曲线法的使用条件有：①确信或怀疑因素对指标存在非线性影响；②因素个数2-7个，一般不超过4个；③所有因素均为计量值数据；试验区域已接近最优区域； ④基于2水平的全因子正交试验。 进行响应面分析的步骤为：①确定因素及水平，注意水平数为2，因素数一般不超过4个，因素均为计量值数据；②创建“中心复合”或“Box-Behnken”设计；③确定试验运行顺序(Display Design)；④进行试验并收集数据；⑤分析试验数据；⑥优化因素的设置水平。 响应面优化法的优点：①考虑了试验随机误差②响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量，解决生产过程中的实际问题的一种有效方法③与正交试验相比，其优势是在试验条件寻优过程中，可以连续的对试验的各个水平进行分析，而正交试验只能对一个个孤立的试验点进行分析。 响应面优化法的局限性: 在使用响应面优化法之前，应当确立合理的实验的各因素和水平。因为响应面优化法的前提是设计的试验点应包括最佳的实验条件，如果试验点的选取不当，实验响应面优化法就不能得到很好的优化结果。 原文《响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸》采用经典的三因素三水平Box-Behnken 试验设计，以熊果酸的提取率为响应值，通过回归分析各工艺参数与响应值之间的关系，并由此预测最佳的工艺条件。本文利用软件验证原文中的数据处理过程，以检验原文数据是否处理正确。 1 确定实验因素 原文利用超声波辅助提取车前草中的熊果酸，而影响熊果酸提取率的因素有很多，如超声波的功率、提取时间、溶剂温度、溶剂种类、液固比等。原文参考文献《柿叶中总三萜的提取以及熊果酸分离, 纯化研究》中提取熊果酸的方法提取熊果酸，即将干燥的车前草粉碎后过筛，取20～40 目的车前粉，用石油醚在 55℃脱脂 3 次，干燥备用。精密称取一定量的车前粉，加入一定量的乙醇，称量，在一定的超声波功率下提取一定时间后，擦干外壁，再称量，用乙醇补充缺失的质量，离心。用注射器抽取一定量上清液，过 0.45μm 滤膜，进行检测。每个实验进行 3 次平行实验。取其平均值。结果以提取率(E)的来表示。
食用明胶是由猪、牛、骡、马的皮子之角料，（其它动物皮除外）经除杂、消毒、蒸煮形成汁子，再经脱水、制造形成的胶条、胶片、粉粒状物（一般常用粉粒状胶）。 成分： （1）食用明胶是由猪、牛、骡、马的皮子之角料，（其它动物皮除外）经除杂、消毒、蒸煮形成汁子，再经脱水、制造形成的胶条、胶片、粉粒状物（一般常用粉粒状胶）。 （2）药用明胶是选用动物皮、骨和筋腱，经复杂的理化处理制得的无脂肪高蛋白易被人体吸收的高级胶品。具有粘度高、冻力高、易凝冻等物理特点。 特性： ⑴、药用明胶是选用动物皮、骨和筋腱，经复杂的理化处理制得的无脂肪高蛋白易被人体吸收的高级胶品。具有粘度高、冻力高、易凝冻等物理特点。外观为淡黄色至黄色细粒,应保持干燥、洁净、均匀,无夹杂物。应通过孔径4mm标准筛网。考试大论坛 ⑵、食用明胶为淡黄色至黄色细粒,应保持干燥、洁净、均匀,无夹杂物。本品是由猪、牛、骡、马的皮子之角料，（其它动物皮除外）经除杂、消毒、蒸煮形成汁子，再经脱水、制造形成的胶条、胶片、粉粒状物（一般常用粉粒状胶）。应通过孔径4mm标准筛网即5目。本品含有18种氨基酸和90%的胶原蛋白,富保健美容效果,具有优良的胶体保护性、表面活性、粘稠性、成膜性、悬乳性、缓冲性、浸润性、稳定性和水易溶性。 明胶是什么？ 明胶(Gelatin-美式拼写或 gelatine-英式拼写)。 以新鲜牛皮和猪皮为原料，采用全套不锈钢设备，严格筛选鲜骨皮，通过反复洗浸、脱脂中和、蒸煮液化、灭菌过滤、浓缩烘干等几十道工序流水线制成。生产出的明胶为一种无味、无色（略带浅黄色）、半透明、坚硬的非晶态物，其不溶于有机溶剂，它吸水性强、粘度高，明胶是肽分子聚合物质，是胶原蛋白质的水解产物，所以可作为一种添加剂，我们生产的食用明胶因其具有许多独特的理化性能和较高的营养价值，富含人体必须的18种氨基酸,它可以直接制成浓汤、肉皮冻子、肉食罐头,水晶冻、色拉、蛋黄汁、糖霜、奶油糖、香味酱、巧克力、饮料、啤酒等供人们食用。工业明胶为无色至淡黄色透明或半透明等薄片或粉粒。无味，无臭。在冷水中吸水膨胀。广泛用于纺织、印刷、印染、塑料、电子、国防、航空,砂布砂纸、火柴、墨、橡胶填料、工艺品粘贴、木器家具、皮革上光、染织上浆、冶金镀液、纸钞涂质、化妆发胶、等工业和部门中。其中有用于提取水解动物蛋白质的低粘度低灰份的工业明胶还有专用于饲料添加剂的工业明胶。它的分子量为1-7万,高级明胶分子量在10-15万以内。明胶是一种含硫氨酸很低而内氨酸、甘氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸等含量很高.明胶不易溶于冷水,但能吸收冷水的重量却是自身的5-10倍,易溶于温水,冷却形成凝胶,胶熔点在24-28°C之间,其溶解度与凝固温度相差很小,易受水份、温度、湿度的影响而变质。来源：考试大 从动物的胶原质中，通过部分酸法水解(A型)，或者部分碱法水解(B型)，甚至还可以通过酶解，提纯而获得的胶原蛋白。 除了一些犹太教的明胶是用琼脂做的以外，其它大部分都不是。一些全素的明胶替代品有: 瓜尔豆胶（guar gum）和菜胶（carrageenan）。只有一些“乳化剂”（emulsifiers）是纯素的。明胶用在摄影上，虽然已有技术来代替摄影胶片，但它目前的价格使它无法被接受。希望随着素食主义的发展这种情况能很快改变。 明胶(Gelatin)是胶原的水解产物，是一种无脂肪的高蛋白，且不含胆固醇，是一种天然营养型的食品增稠剂。食用后既不会使人发胖，也不会导致体力下降。明胶还是一种强有力
食品科学研究中实验设计的案例分析 —响应面法优化超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究 摘要：选择对ACE 抑制率有显著影响的四个因素：超声波处理时间(X1)、超声波功率(X2)、超声波水浴温度(X3)和酶解时间(X4)，进行四因素三水平的响应面分析试验，经过Design-Expert优化得到最优条件为超声波处理时间28.42min、超声波功率190.04W、超声波水浴温度55.05℃、酶解时间2.24h，在此条件下燕麦ACE 抑制肽的抑制率87.36%。与参考文献SAS软件处理的结果中比较差异很小。 关键字：Design-Expert 响应面分析 1.比较分析 表一响应面试验设计 因素 水平 -1 0 1 超声波处理时间X1(min) 20 30 40 超声波功率X2(W) 132 176 220 超声波水浴温度X3(℃) 50 55 60 酶解时间X4(h) 2.Design-Expert响应面分析 分析试验设计包括：方差分析、拟合二次回归方程、残差图等数据点分布图、二次项的等高线和响应面图。优化四个因素（超声波处理时间、超声波功率、超声波水浴温度、酶解时间）使响应值最大，最终得到最大响应值和相应四个因素的值。 利用Design-Expert软件可以与文献SAS软件比较，结果可以得到最优，通过上述步骤分析可以判断分析结果的可靠性。 2.1 数据的输入
2.2 Box-Behnken响应面试验设计与结果 2.3 选择模型
2.4 方差分析 在本例中，模型显著性检验p<0.05，表明该模型具有统计学意义。由图4知其自变量一次项A，
B，D，二次项AC,A2,B2,C2,D2显著(p<0.05)。失拟项用来表示所用模型与实验拟合的程度，即二者差异的程度。本例P值为0.0861>0.05，对模型是有利的，无失拟因素存在，因此可用该回归方程代替试验真实点对实验结果进行分析。 图 5 由图5可知：校正决定系数R2(adj)(0.9788>0.80)和变异系数（CV）为0.51%，说明该模型只有2.12%的变异，能由该模型解释。进一步说明模型拟合优度较好,可用来对超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究进行初步分析和预测。
响应面优化实验方案 设计
食品科学研究中实验设计的案例分析 ——响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸 班级：学号：姓名： 摘要：本文简要介绍了响应面曲线优化法的基本原理和使用步骤，并通过软件Design-Expert 7.0软件演示原文中响应面曲线优化法的操作步骤。验证原文《响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸》各个数据的处理过程，通过数据对比，检验原文数据处理的正确与否。 关键词：响应面优化法数据处理 Design-Expert 7.0 车前草 前言： 响应曲面设计方法(Response SufaceMethodology，RSM)是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法（又称回归设计）。 响应面曲线法的使用条件有：①确信或怀疑因素对指标存在非线性影响；②因素个数2-7个，一般不超过4个；③所有因素均为计量值数据；试验区域已接近最优区域；④基于2水平的全因子正交试验。 进行响应面分析的步骤为：①确定因素及水平，注意水平数为2，因素数一般不超过4个，因素均为计量值数据；②创建“中心复合”或“Box-Behnken”设计；③确定试验运行顺序(Display Design)；④进行试验并收集数据；⑤分析试验数据；⑥优化因素的设置水平。
响应面优化法的优点：①考虑了试验随机误差②响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量，解决生产过程中的实际问题的一种有效方法③与正交试验相比，其优势是在试验条件寻优过程中，可以连续的对试验的各个水平进行分析，而正交试验只能对一个个孤立的试验点进行分析。 响应面优化法的局限性: 在使用响应面优化法之前，应当确立合理的实验的各因素和水平。因为响应面优化法的前提是设计的试验点应包括最佳的实验条件，如果试验点的选取不当，实验响应面优化法就不能得到很好的优化结果。 原文《响应面法优化超声辅助提取车前草中的熊果酸》采用经典的三因素三水平Box-Behnken 试验设计，以熊果酸的提取率为响应值，通过回归分析各工艺参数与响应值之间的关系，并由此预测最佳的工艺条件。本文利用软件验证原文中的数据处理过程，以检验原文数据是否处理正确。 1 确定实验因素 原文利用超声波辅助提取车前草中的熊果酸，而影响熊果酸提取率的因素有很多，如超声波的功率、提取时间、溶剂温度、溶剂种类、液固比等。原文参考文献《柿叶中总三萜的提取以及熊果酸分离, 纯化研究》中提取熊果酸的方法提取熊果酸，即将干燥的车前草粉碎后过筛，取20～40 目的车前粉，用石油醚在 55℃脱脂 3 次，干燥备用。精密称取一定量的车前粉，加入一定量的乙醇，称量，在一定的超声波功率下提取一定时间后，擦干外壁，再称量，用乙醇补充缺失的质量，离心。用注射器抽取一定量上清液，过 0.45μm 滤膜，进行检测。每个实验进行 3 次平行实验。取其平均值。结果以提取率(E)的来表示。 C × V E/%= ———× 100
紫杉醇提取工艺优化研究 赵万年 S1315004 立体依据 紫杉醇(Paclitaxel，商品名Taxol)是Wani等[1]于1971年首次从短叶红豆杉(Taxus Bravifolia Nutt.)中分离得到的一种复杂的次生代谢产物，属二萜类化合物。其抗癌机理独特[2]，活性广谱高效，是目前所发现的惟一一种具有促进微管双聚体装配成微管, 使微管稳定, 从而阻碍细胞分裂, 将癌细胞停止在G2晚期或M期，最终导致癌细胞死亡[3]，抑制肿瘤生长的作用。由于紫杉醇的作用机理独特、疗效显著，因此已用于转移性卵巢癌、乳腺癌等的治疗，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。 虽然现在开发了多种紫杉醇的制备方法，利用半合成、全合成、生物合成、真菌发酵、植物组织细胞培养等技术手段获得紫杉醇的研究工作也取得了较大的进展［4-6］，但是要实现这些技术的工艺扩大和工业放大生产还存在一些问题，而从树皮中提取紫杉醇的工艺已经成熟且工业化，因此目前从植物中直接提取分离仍是紫杉醇的主要制备方法。但是，紫杉醇在植物中的含量非常低(含量最高的红豆杉树皮也只有万分之几)[7]，且类似物多，具有热敏性，产物在中间过程中易于分解、变性，不同产地、不同季节的植物资源成分相差甚远，因此分离提取工作难度很大。 目前紫杉醇的提取纯化工艺有溶剂萃取法、固相萃取法、制备色谱法、膜分离法、超临界萃取法、离子交换法、键合物解离法、药理作用靶点法和化学反应法[8-10]。这些工艺各有优缺点，其中溶剂萃取法和制备色谱法是最简单、最常用的方法，也已经成功应用于工业生产，但仍需改进。本课题以乙醇为提取溶剂，探求从南方红豆杉树叶中浸取紫杉醇的最佳提取条件，旨在为南方红豆杉这一药用植物资源的开发与利用提供试验依据。 研究目标 采用乙醇浸提方法，考查粉碎度、乙醇浓度、料液比、提取温度和提取时间
食品添加剂明胶的提取步骤介绍 2020年8月17日
明胶以新鲜牛皮和猪皮为原料，采用全套不锈钢设备，严格筛选鲜骨皮，通过反复洗浸、脱脂中和、蒸煮液化、灭菌过滤、浓缩烘干等几十道工序流水线制成。下面，就具体的为大家介绍一下食品添加剂明胶的提取步骤。 提取：将明胶提取物与清水混合，然后通过加热至65℃-75℃保持6小时，将胶原蛋白水解。 过滤：提取出明胶液后，通过棉浆垫过滤胶化液体。过滤速度为每小时约5000L溶液。温度应保持在50℃以上。 离子交换：通过阳离子和阴离子交换剂去除凝胶化的液体。温度应保持在50℃以上，解离时间为约30分钟。 超滤和消毒：在60℃的操作温度下将稀液浓缩5?8%，脱泡时间约30分钟。超滤后，在超过138℃下消毒4秒钟。 蒸发明胶液：该过程通过使用蒸发器除去液体中的大部分水分。温度保持55-70℃。 冷冻：浓缩的胶原蛋白液通过冷却在凝结器中，挤压出面条状的明胶条，处理时间约10分钟。 干燥：将明胶面条用带式干燥器通过空气干燥。干燥的未调味的明胶具有约14%的含水量。温度保持35-40℃。干燥时间为约2小时。
冲洗：破碎的面条输送到粉碎机，其产生10至60目的粉末。 以上就是小编为大家介绍的食品添加剂明胶的提取步骤，希望对大家能够有所帮助，德兰梅勒利用膜分离技术为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供分离、纯化、浓缩的综合解决方案，满足不同客户的高度差异化需求。帮助客户进行生产工艺的上下游技术整合与创新，帮助企业节省投资、降低运行费用、减少单位消耗、提供产品质量、清洁生产环境，助力企业产业升级。
试验设计与优化方法，都未能给出直观的图形，因而也不能凭直觉观察其最优化点，虽然能找出最优值，但难以直观地判别优化区域．为此响应面分析法（也称响应曲面法）应运而生．响应面分析也是一种最优化方法，它是将体系的响应（如萃取化学中的萃取率）作为一个或多个因素（如萃取剂浓度、酸度等）的函数，运用图形技术将这种函数关系显示出来，以供我们凭借直觉的观察来选择试验设计中的最优化条件． 显然，要构造这样的响应面并进行分析以确定最优条件或寻找最优区域，首先必须通过大量的量测试验数据建立一个合适的数学模型（建模），然后再用此数学模型作图． 建模最常用和最有效的方法之一就是多元线性回归方法．对于非线性体系可作适当处理化为线性形式．设有m个因素影响指标取值，通过次量测试验，得到n组试验数据．假设指标与因素之间的关系可用线性模型表示，则有应用均匀设计一节中的方法将上式写成矩阵式或简记为式中表示第次试验中第个因素的水平值；为建立模型时待估计的第个参数；为第次试验的量测响应（指标）值；为第次量测时的误差．应用最小二乘法即可求出模型参数矩阵B如下将B阵代入原假设的回归方程，就可得到响应关于各因素水平的数学模型，进而可以图形方式绘出响应与因素的关系图． 模型中如果只有一个因素（或自变量），响应（曲）面是二维空间中的一条曲线；当有二个因素时，响应面是三维空间中的曲面．下面简要讨论二因素响应面分析的大致过程． 在化学量测实践中，一般不考虑三因素及三因素以上间的交互作用，有理由设二因素响应（曲）面的数学模型为二次多项式模型，可表示如下：通过n次量测试验（试验次数应大于参数个数，一般认为至少应是它的3倍），以最小二乘法估计模型各参数，从而建立模型；求出模型后，以两因素水平为X坐标和y坐标，以相应的由上式计算的响应为Z坐标作出三维空间的曲面（这就是2因素响应曲面）．应当指出，上述求出的模型只是最小二乘解，不一定与实际体系相符，也即，计算值与试验值之间的差异不一定符合要求．因此，求出系数的最小二乘估计后，应进行检验．一个简单实用的方法就是以响应的计算值与试验值之间的相关系数是否接近于1或观察其相关图是否所有的点都基本接近直线进行判别．如果以表示响应试验值，为计算值，则两者的相关系数R定义为其中对于二因素以上的试验，要在三维以上的抽象空间才能表示，一般先进行主成分分析进行降维后，再在三维或二维空间中加以描述．等等………… 2注意事项 对于构造高阶响应面，主要有以下两个问题： 1，抽样数量将显著增加，此外，普通的实验设计也将更糟。 2，高阶响应面容易产生振动。 响应面法(response surface methodology，记为RSM)最早是由数学家Box和Wilson于1951年提出来的。就是通过一系列确定性的“试验”拟合一个响应面来模拟真实极限状态曲面。其基本思想是假设一个包括一些未知参量的极限状态函数与基本变量之间的解析表达式代替实际的不能明确表达的结构极限状态函数。响应面方法是一项统计学的综合试验技术，用于处理几个变量对一个体系或结构的作用问题，也就是体系或结构的输入(变量值)与输出(响应)的转换关系问题。现用两个变量来说明:结构响应Z与变量x1,x2具有未知的、不能明确表达的函数关系Z=g(x1,x2)。要得到“真实”的函数通常需要大量的模拟，而响应面法则是用有限的试验来回归拟合一个关系Z= g’(x1,x2)，并以此来代替真实曲面Z=g(x1,x2)，将功能函数表示成基本随机变量的显示函数，应用于可靠度分析中。响应面方法实际上源于一种试验设计方法，试验设计方法是用来研究设计参数对模型设计状况影响的一种取样策略，决定了构造近似模型所需样本点的个数和这些点的空间分布情况。目前广泛应用于计算机仿真试验设计的主要方法是拉丁超立方体抽样和均匀设计，这两种试验设计能应用于多种多样的模型，且对模型的变化具有稳健性。 3响应面分析
明胶的具体生产方法有4种：即碱法、酸法、盐碱法和酶法等。国内外普遍使用的是碱法生产。现将工艺过程叙述如下： 原料整理：将不同种类的原料进行分类整理，如牛皮与猪皮；湿皮与干皮等应分开，拣出不合规格的皮另行处理。带毛皮可用5%石灰乳或0.5~1%的硫化溶液浸泡，将毛脱去。鲜猪皮的脂肪层应刮去。干皮要泡在清水中浸软。 石灰水预浸:将整理好的皮原料放入1%左右的石灰水中浸渍1~2d，然后切成小块。 水力除污:将皮块与水连续地加入水力除脂机内，利用水力的冲击作用和高速铁锤的机械作用，清洗除脂肪和污物。 石灰水浸渍：将去脂的皮块放入浸渍池中，用2~4%的石灰水（比重1.015~1.035）浸渍。湿皮与水的比例为1: 3~4，pH值为12.0~12.5。温度最好在15℃，时间为15—90d。气温高时石灰水浓度可低些，气温低时其浓度可增大。此工序称“发皮”；是明胶生产的关键工序之一。 洗涤中和：待皮块膨胀后，捞出用水充分洗涤，经过多次洗涤，最后pH 为9.0~9.5.洗涤后，用酸中和剩余的石灰，先加水使原料浸没，在不断搅拌下用水洗净，一般需8~12h内完成。 熬胶浓缩：先在胶锅内放入热水，然后将原料倒入，注意不要让皮块粘结成团，同时缓慢升温至55~65℃，热浸6~8h后放出胶汁；再向锅内加入热水，使水温较前次提高5~100℃继续熬胶，依此类推，进行多次，每次温度也相应地逐步升高，最后一次可以煮沸。 将所得稀胶汁在600℃左右用过了滤棉、活性炭或硅藻土等作助滤剂，以板框式压滤机过滤，得澄清胶液，胶液再用离心机分离，进一步除去油脂等杂质。 再将胶液放入减压浓缩罐中，控制温度65~700℃进行蒸发浓缩，当胶液变浓时，可改为60~650℃继续减压浓缩。根据胶液质量和干燥设备条件掌握胶液浓缩的浓度，如用冷热风空调干燥时，胶液浓度比重1.050~1.080（500℃）含胶量为23~33%即可。 凝胶干燥，经浓缩的胶液，乘热加入一定量的过氧化氢·亚硫酸或尼泊金，既漂白又防腐。将浓胶液在滴在冷辊上，即形成细细的胶条，在刮在容器内运到烘床上烘干。以冷热风干燥至凝胶水分为10~12℃时，再经粉碎即为成品。亦有将浓胶液滴于滚筒后，干燥即得半圆球形胶粒。
响应面优化实验 实验报告 课程名称,发酵工艺及其优化 实验名称, 响应面优化实验 专业, 生物工程 学号, 060512212 姓名, 韦达理 实验地点, 笃行楼303 实验日期,2015年5月16日 常熟理工学院 [实验目的和要求] 1. 了解响应面优化实验的原理。 2. 熟悉design expert软件的基本操作。 3. 熟悉响应面优化实验的具体流程。 4. 优化香菇多糖发酵培养基 [实验器材] Design expert软件 [实验原理和方法] 香菇多糖:是一种生理活性物质。它具有抗病毒、抗肿瘤、调节免疫功能和刺激干扰素形成等功能。 提取方法:从香菇子实体或经深层发酵后的发酵液中提取。香菇子实体生长周期长，产量和多糖得率均较低。而深层发酵培养香菇菌丝体不仅发酵液中含有与子
实体相当或更高的营养物质，同时还可利用农副产品作原料，成本低，周期短，易于大规模生产，因此已得到广泛应用于重视。 响应曲面设计方法(Response SufaceMethodology，RSM)是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法(又称回归设计)。响应面曲线法的使用条件有:?确信或怀疑因素对指标存在非线性影响;?因素个数2-7个，一般不超过4个;?所有因素均为计量值数据;试验区域已接近最优区域;?基于2水平的全因子正交试验。 进行响应面分析的步骤为:?确定因素及水平，注意水平数为2，因素数一般不超过4个，因素均为计量值数据;?创建“中心复合”或“Box-Behnken”设计;?确定试验运行顺序(Display Design);?进行试验并收集数据;?分析试验数据;?优化因素的设置水平。响应面优化法的优点:?考虑了试验随机误差?响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量，解决生产过程中的实际问题的一种有效方法?与正交试验相比，其优势是在试验条件寻优过程中，可以连续的对试验的各个水平进行分析，而正交试验只能对一个个孤立的试验点进行分析。 [实验数据和结果] 实验步骤 1. 输入三因素及其水平，设计响应面实验。
响应面分析法优化黄芪多糖的提取工艺 高宛莉，杜瑞卿 （河南南阳师范学院生命科学与技术学院，河南南阳473061） 摘要为黄芪的进一步开发利用提供参考，选取黄芪多糖提取时间、提取温度和料液比3个因素进行二次回归正交组合设计试验，对其 提取工艺参数进行优化研究。结果表明:在提取时间为56min 、温度为84?、水体积为276mL 的条件下，黄芪多糖提取最大预测值为8．979μg /mL ，实际提取值8．945μg /mL ，两者基本相符。利用优化工艺参数提取黄芪多糖时，具有最大的提取产量。关键词黄芪多糖;响应面法;提取产量中图分类号TS244文献标识码A 文章编号1004－8421（2012）11－1263－02Optimization of Extraction Technique of Astragalus polysaccharide via Ｒesponse Surface Methodology GAO Wanli ，DU Ｒuiqing (College of Life Science and Tchnology Nanyang Normal University ，Nanyang ，He ’nan 473061，China )Abstract The effects of different temperature ，time and the ratio of solid to solution on the extraction yield of Astragalus polysaccharide were investigated based on composite design of quadratic regression．The extraction technique parameters were optimized with Ｒesponse Surface Methodology．Experimental data were analyzed by solving the regression equation with Design MATLAB 7．0software．It was indicated that the optimum extraction parameters were temperature 84?，time 142minutes and the water volume 276ml．Under those conditions ，the predicted val-ue of polysaccharide extraction yield from Ｒadix Astragali was8．97878μg．mL －1，which was in consistent with the measured value8．945μg．mL －1．It had maximal extraction yield of Astragalus polysaccharide with optimized technique parameters．Key word radix Astragali ;polysaccharide ;response Surface ;extraction yield 基金项目 南阳师范学院科青年科研资助项目(QN2012042) 作者简介 高宛莉(1978－)，女，汉族，河南南阳人，实验师，从事生物化学的教学与实验工作。E －mail :duruiqing8@163．com 收稿日期2012-10-14黄芪（Ｒadix Astragali ）为豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根，是中药补气药中最为常用、且功效显著的一味药物， 含有多种对人体健康有益的生物成分与微量元素。黄芪多糖（Astragalus polysaccharide ， APS ）是中药黄芪中的主要成分，近年来研究发现其具有免疫调节、抗氧化、保护心肌、促进骨髓造血干细胞增殖和调节血糖等多方面广泛的药理作用 ［1－2］ ，是很有价值的免疫增强剂。近年来，黄芪多糖显著 的抗癌作用更受到广泛关注［3－4］ 。笔者等参照有关文献 ［5－6］ 选取提取温度、提取时间、料液比三因素，在单因素试验的 基础上［7］ ，利用二次回归正交组合设计试验（响应面分析 法）［8－9］ ，对黄芪多糖的水提取过程工艺条件进行了研究，以 期为黄芪的进一步开发利用打下基础。 1材料与方法1．1材料 1．1．1黄芪。黄芪药材，购自河南省医药公司，为蒙古黄芪。1．1．2 仪器与试剂。TU －1901双光束紫外可见分光光度 计，北京普析通用仪器有限责任公司；ＲE －52旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂；D （+）－葡萄糖，Sigma 公司；其他试剂皆为国产分析纯。1．2方法 1．2．1 多糖含量测定。糖含量测定采用苯酚一硫酸法 ［10］ 。 标准曲线的绘制：精确称取D （+）－葡萄糖20mg ，用重蒸水定容至100mL 作为标准液。将标准液分别稀释成浓度为30μg /mL 、60μg /mL 、90μg /mL 、150μg /mL 和180μg /mL 的溶液，取不同浓度的溶液各0．3mL 置于10mL 试管中，加入50g /L 重蒸苯酚溶液0．6mL 混合后，迅速加入3mL 98%浓硫酸， 混匀，室温静置30min 。用直径10mm 石英比色皿测定489nm 处吸光度，用重蒸水进行空白对照试验。在与标准曲线绘制相同条件下测定多糖样品含量。1．2．2 试验设计。在黄芪多糖提取过程中，影响提取液中 多糖含量的因素很多，经初步试验选定提取温度、提取时间、料液比（水体积）作为主要影响因素，以提取液中多糖含 量为指标， 在单因素试验的基础上［7］ 采用三因素五水平二次回归正交组合设计试验（响应面分析法）［11］ ，对提取工艺 参数进行了优化， 试验因素及水平见表1。表1试验因素、因素水平及水平编码 Table 1Experiment fact0rs ，levels and coding 水平因素 提取时间（x 1）min 提取温度（x 2） ?水体积（x 3）mL 上星号臂γ 72100320 上水平16895310零水平06085280下水平－15275250下星号臂－γ4870240Δj 8 10 30 注：Δj =（x j γ－x j 0）/γ，γ=1．287。 对因素x j 的各个水平进行线性变换，得到水平编码z j = x j －x j 0 Δj ，试验方案见表2。2 结果与分析 三因素五水平二次回归正交组合设计试验结果见表2。利用MATLAB7．0软件，对表2数据进行二次多元回归拟合，得到黄芪多糖提取浓度y 2与三因素z 1、z 2、z 3之间的二次回归方程： y 2=8．69067－0．28795z 1－0．03365z 2－0．09964z 3+0． 17083z 1z 2+0．17758z 1z 3－0．24177z 2z 3－0．40120z 12－0．36497z 22－0．36196z 32 式中， z 1'=z 12－116∑16i =1z i 12=z 12－0．707，z 2'=z 22－116∑16 i =1 z i 22=z 22农技服务，2012，29（11）：1263－1264责任编辑胡先祥责任校对胡先祥