box-behnken响应面法
- 格式:docx
- 大小:12.08 KB
- 文档页数:2
Box-Behnken响应面法优化超声提取皱皮木瓜总黄酮工艺刘岩,吕宗凯,刘连芬,钱关泽∗㊀(聊城大学生命科学学院,山东聊城252059)摘要㊀以蔷薇科中的皱皮木瓜为研究对象,以其叶片为试验材料,分别进行料液比㊁提取时间㊁提取温度㊁乙醇浓度单因素试验探究总黄酮提取最适范围,通过响应面法(RSM)和Box-Behnken试验设计结合二次回流优化超声辅助提取总黄酮工艺㊂结果表明,不同因素对木瓜叶片总黄酮提取率的影响顺序为提取时间>乙醇浓度>料液比;最佳工艺条件为提取时间52min㊁乙醇浓度74%㊁料液比1ʒ41(gʒmL)时,总黄酮为156.65mg/g,提取率达到15.67%㊂关键词㊀皱皮木瓜;总黄酮;响应面法;提取工艺优化中图分类号㊀R284.2㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀0517-6611(2023)10-0144-05doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.10.032㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):OptimizationofUltrasonicExtractionofTotalFlavonoidsfromChaenomelesspeciosabyBox⁃BehnkenResponseSurfaceMethodologyLIUYan,LÜZong⁃kai,LIULian⁃fenetal㊀(SchoolofLifeScience,LiaochengUniversity,Liaocheng,Shandong252059)Abstract㊀TakingChaenomelesspeciosaintheRosaceaeastheresearchobjectanditsleavesastheexperimentalmaterial,thesinglefactorexper⁃imentswereconductedtoexploretheoptimalrangeoftotalflavonoidsextraction,includingsolid⁃liquidratio,extractiontime,extractiontempera⁃tureandethanolconcentration.Responsesurfacemethodology(RSM)andBox⁃Behnkenexperimentaldesignwerecombinedwithsecondaryre⁃fluxtooptimizetheultrasonicassistedextractionprocessoftotalflavonoids.Theresultsshowedthattheorderofinfluenceofdifferentfactorsontheextractionrateoftotalflavonoidsfrompapayaleaveswasextractiontime>ethanolconcentration>solid⁃liquidratio;theoptimalprocessconditionswereextractiontime52minutes,ethanolconcentration74%andsolid⁃liquidratio1ʒ41(gʒmL),thetotalflavonoidswere156.65mg/g,andtheextractionratereached15.67%.Keywords㊀Chaenomelesspeciosa;Totalflavonoids;Responsesurfacemethodology(RSM);Optimizationofextractionprocess基金项目㊀国家自然科学基金项目(31070619,31170178);山东省自然科学基金项目(ZR2011CM045)㊂作者简介㊀刘岩(1998 ),女,河北唐山人,硕士研究生,研究方向:植物学㊂∗通信作者,教授,博士,硕士生导师,从事种子植物分类及资源利用研究㊂收稿日期㊀2022-07-06;修回日期㊀2022-07-18㊀㊀皱皮木瓜(Chaenomelesspeciosa(sweet)Nakai)又称楙㊁贴梗木瓜㊁贴梗海棠㊁铁脚梨等,是蔷薇科木瓜属植物,在安徽㊁浙江㊁陕西㊁甘肃㊁广东㊁云贵川及缅甸等均有分布,为常见的栽培及药用植物,花色有乳白色㊁粉红色㊁大红色且有重瓣及半重瓣品种,早春先花后叶[1]㊂皱皮木瓜含有大量的有机酸㊁三萜类㊁黄酮类化合物㊁熊果酸㊁多糖及超氧化物歧化酶(SOD)等成分,被称为 百益之果 ,是一种药食同源的植物[2]㊂中医认为木瓜味酸性温,入肝㊁脾经,有健脾开胃㊁去湿舒筋之功效,药理学上认为这些物质具有抗癌㊁抑制肿瘤㊁抗炎杀菌㊁抗氧化等功效[3]㊂目前对于皱皮木瓜的研究多集中在栽培技术[4]和药用价值[5]方面,对其活性物质的研究包括对皂苷㊁熊果酸㊁齐墩果酸及有机酸等物质的提纯技术及功能效果方面[6-7];仅少量学者报道了皱皮木瓜中黄酮类物质的提纯方法及总黄酮含量,指出了由于皱皮木瓜分布区的差异,其含有的总黄酮含量也不尽相同[8-9],对木瓜中黄酮类物质的提取工艺优化的研究还鲜见报道㊂黄酮类化合物的传统提取方法主要包括水提法㊁溶剂萃取法㊁树脂吸附法等,近年来国内外新开发的提取方法有超声辅助提取法[10]㊁超临界流体萃取法[11]㊁微波萃取法[12]㊁酶提取法[13]等,其中超声辅助提取法具有用时短㊁成本低㊁提取率高㊁无试剂残留污染环境等优点[14],它亦可结合其他提取方式共同使用,是一种广泛应用的有极大发展前景的物质提取方式㊂为发掘皱皮木瓜叶片的潜在利用价值,减少枯枝败叶对环境造成的污染和压力,该试验采用Box-Behnken响应面法研究料液比㊁乙醇浓度㊁提取温度㊁提取时间4个因素对总黄酮提取效果的影响,优化超声冷凝回流法提取皱皮木瓜叶片中总黄酮的工艺参数,以期为皱皮木瓜叶片的深度开发利用及其中活性物质的研究提供理论和技术支持㊂1㊀材料与方法1.1㊀试验材料1.1.1㊀试材㊂皱皮木瓜春季4月新鲜幼嫩叶片,采自山东省聊城大学植物园,挑选大小㊁幼嫩程度相似㊁无病虫害㊁完整新鲜的叶片㊂1.1.2㊀试剂㊂亚硝酸钠㊁氢氧化钠㊁九水硝酸铝㊁芦丁标准品(纯度ȡ98%),购自天津市大茂化学试剂厂;无水乙醇购自国药集团化学试剂有限公司;所有试剂均为分析纯(AR)㊂1.1.3㊀仪器与设备㊂DGX-9053B-1型电热鼓风干燥箱,上海优浦科学仪器有限公司;仙桃xt-200型高速多功能粉碎机,浙江省永康市红太阳机电有限公司;FA1004电子分析天平,上海越平科学仪器有限公司;SB-4200DTD数控加热超声波清洗机,宁波新芝生物科技股份有限公司;SHK-Ⅲ循环水式多用真空泵,郑州科泰实验设备有限公司;UV紫外可见分光光度计,上海佑科仪器仪表有限公司㊂1.2㊀试验方法1.2.1㊀试验材料的处理㊂将采摘的新鲜皱皮木瓜叶片洗净晾干,放于70ħ烘干箱中恒温烘干至恒重,后用粉碎机粉碎㊁过筛得粉末,储存于干燥袋中于4ħ冰箱密封保存备用㊂1.2.2㊀芦丁标准曲线建立㊂根据卞京军等[15]的方法稍作改良建立标准曲线㊂以芦丁作为标准品,精确称取1g样品,60%乙醇500mL溶解,并用60%乙醇定容至1000mL,得浓㊀㊀㊀安徽农业科学,J.AnhuiAgric.Sci.2023,51(10):144-148度为1mg/mL的芦丁标准溶液㊂取6支试管,分别加入0㊁0.2㊁0.4㊁0.6㊁0.8㊁1.0mL标准溶液,之后加入60%乙醇至体积为1mL,先加入10%亚硝酸钠溶液0.5mL,振荡摇匀并静置5min,之后加入10%硝酸铝溶液0.5mL,振荡并摇匀,静置5min,最后加入4%氢氧化钠溶液4mL,振荡并摇匀,静置10min,以第一管为空白对照,测定510nm处的吸光度,以吸光度为纵坐标(y)㊁芦丁质量浓度为横坐标(x)建立芦丁标准曲线㊂1.2.3㊀总黄酮提取及含量测定㊂准确称量木瓜粉末1g于圆底烧瓶中,分别在不同料液比㊁乙醇浓度㊁提取时间㊁提取温度条件下,遵循单一变量原则进行超声冷凝回流提取㊂考虑到高温溶剂易挥发导致提取不充分等问题,该研究根据宋璇等[16]的方法稍作改良,在第一次提取结束后,另加入同等体积乙醇进行二次回流提取,合并提取液,定容于100mL容量瓶,后转移至125mL棕色广口瓶保存㊂采用硝酸铝比色法对总黄酮含量进行测定㊂取200μL样品至试管中,对照中加入同体积蒸馏水,各加入800μL对应体积的乙醇,加10%NaNO2溶液1mL,振荡摇匀后反应5min;加10%Al(NO3)3溶液1mL,振荡摇匀反应5min;加入4%NaOH溶液5mL,振荡摇匀反应10min,测510nm处的OD值㊂参照芦丁标准品计算皱皮木瓜中总黄酮含量,求得总黄酮的提取率,计算公式如下:E=CˑVˑnmˑ100%(1)式中,E为总黄酮提取率(%);C为含有的总黄酮质量浓度(g/mL);V为加入的提取液体积(mL);n为稀释倍数;m为木瓜粉末的质量(g)㊂1.2.4㊀单因素试验㊂1.2.4.1㊀提取温度对总黄酮提取率的影响㊂精确称取皱皮木瓜叶片粉末1g,以料液比1ʒ50(gʒmL)㊁乙醇浓度60%㊁提取时间40min条件下,提取温度分别为室温(30)㊁40㊁50㊁60㊁70ħ进行回流提取,计算总黄酮提取率,重复3次㊂1.2.4.2㊀提取时间对总黄酮提取率的影响㊂精确称取皱皮木瓜叶片粉末1g,以料液比1ʒ50㊁乙醇浓度60%㊁提取温度50ħ条件下,提取时间分别为20㊁30㊁40㊁50㊁60min进行回流提取,计算总黄酮提取率,重复3次㊂1.2.4.3㊀料液比对总黄酮提取率的影响㊂精确称取皱皮木瓜叶片粉末1g,以乙醇浓度60%㊁提取时间40min㊁提取温度50ħ条件下,料液比分别为1ʒ30㊁1ʒ40㊁1ʒ50㊁1ʒ60㊁1ʒ70进行回流提取,计算总黄酮提取率,重复3次㊂1.2.4.4㊀乙醇浓度对总黄酮提取率的影响㊂精确称取皱皮木瓜叶片粉末1g,以料液比1ʒ50㊁提取时间40min㊁提取温度50ħ条件下,乙醇浓度分别为50%㊁60%㊁70%㊁80%㊁90%进行回流提取,计算总黄酮提取率,重复3次㊂1.2.5㊀响应面优化试验设计㊂根据单因素试验的结果,且由于试验材料采集时间原因,选取3因素3水平的响应面分析法对超声辅助提取工艺进行优化,以料液比㊁乙醇浓度㊁提取时间3个因素为自变量,以总黄酮提取率为响应值,将获得数据导入软件Design-Expert,以其中的Box-Behnken设计原理得到17组试验设计,分析多因素交互作用,优化提取条件,建立回归模型,最后确定最佳提取参数及验证试验分析㊂2㊀结果与分析2.1㊀建立芦丁标准曲线㊀以吸光度为纵坐标(y)㊁芦丁质量浓度(mg/mL)为横坐标(x)建立芦丁标准曲线(图1),得出芦丁标准曲线的回归方程为y=1.445x-0.0176(R2=0.9999),表明芦丁在0 1.5mg/mL表现出良好的线性关系㊂图1㊀芦丁标准曲线Fig.1㊀Rutinstandardcurve2.2㊀单因素试验2.2.1㊀乙醇浓度对总黄酮提取率的影响㊂由图2可知,在提取温度㊁提取时间㊁料液比一定的条件下,乙醇浓度在50% 70%总黄酮提取率呈上升趋势,在乙醇浓度70%时提取率达到最大值(15.16%);乙醇浓度大于70%,总黄酮提取率呈显著下降趋势,到90%时总黄酮提取率为13.73%,同比最大值下降了9.43%,说明皱皮木瓜总黄酮在70%乙醇中溶解度最大,由此选取70%为皱皮木瓜叶片总黄酮提取的乙醇浓度㊂图2㊀乙醇浓度对总黄酮提取率的影响Fig.2㊀Effectofethanolconcentrationontheextractionrateoftotalflavonoids2.2.2㊀料液比对总黄酮提取率的影响㊂由图3可知,在提取温度㊁提取时间㊁乙醇浓度一定的条件下,总黄酮提取率随着料液比减少呈先上升后下降的趋势,料液比1ʒ30时总黄酮提取率为13.02%,1ʒ40时总黄酮提取率为14.29%,提取率增长了9.75%,达到最大值;之后总黄酮提取率呈下降趋势㊂因此选择1ʒ40为皱皮木瓜叶片总黄酮提取的料液比㊂2.2.3㊀提取时间对总黄酮提取率的影响㊂由图4可知,在提取温度㊁乙醇浓度㊁料液比一定的条件下,提取时间在2054151卷10期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘岩等㊀Box-Behnken响应面法优化超声提取皱皮木瓜总黄酮工艺图3㊀料液比对总黄酮提取率的影响Fig.3㊀Effectofsolid⁃liquidratioontheextractionrateoftotalflavonoids50min,总黄酮提取率先平缓后急剧增加,提取时间50min时总黄酮提取率达到最高值,为15.55%;随着提取时间延长,总黄酮提取率急剧下降,60min时,总黄酮提取率为14.09%㊂结果表明随着提取时间的增加,总黄酮提取率提高,当时间超过一定限值后总黄酮提取率下降,在工业生产中延长提取时间会增加生产成本和消耗,为节约时间和经济成本,选择50min为皱皮木瓜叶片总黄酮提取时间㊂图4㊀提取时间对总黄酮提取率的影响Fig.4㊀Effectofextractiontimeontheextractionrateoftotalflavonoids2.2.4㊀提取温度对总黄酮提取率的影响㊂由图5可知,在乙醇浓度㊁提取时间㊁料液比一定的条件下,提取温度低于40ħ,随着提取温度的增加总黄酮提取率逐渐增加;提取温度40ħ时总黄酮提取率达到峰值,为16.01%;高于40ħ后总黄酮提取率呈急速下降趋势㊂结果表明随着提取温度的增加,总黄酮提取率提高,而当温度超过一定限值后总黄酮提取率下降,可能是由于温度过高导致部分黄酮类化合物结构遭到破坏或是达到溶剂沸点后溶剂挥发损失,最终导致总黄酮提取率降低,因此选取40ħ为皱皮木瓜叶片总黄酮提取温度㊂2.3㊀响应面试验㊀根据单因素试验结果,对影响皱皮木瓜叶片总黄酮提取率的不同因素(料液比㊁提取时间㊁乙醇浓度)进行Box-Behnken试验设计,表1为不同因素及水平组合条件下皱皮木瓜叶片总黄酮提取率,结果表明,提取时间50min㊁乙醇浓度70%㊁料液比1ʒ40时,皱皮木瓜叶片总黄酮提取率最高,为15.77%㊂㊀㊀以DesignExpert8.05软件对表1数据进行统计分析,建图5㊀提取温度对总黄酮提取率的影响Fig.5㊀Effectofextractiontemperatureontheextractionrateoftotalflavonoids立料液比(A)㊁提取时间(B)㊁乙醇浓度(C)3个因素与皱皮木瓜叶片总黄酮提取率(Y)的二次回归方程:Y=15.74+0.036A+0.059B+0.045C-0.010AB+0.018AC-0.012BC-0.220A2-0.130B2-0.060C2(R2=0.9994)㊂方差分析(表2)显示,模型显著而失拟项不显著,说明试验误差小,具有统计学意义;决定系数(R2)大于0.9,说明模型具有较高的拟合度,可用于皱皮木瓜叶片总黄酮提取的条件优化㊂表1㊀响应面试验设计与结果Table1㊀Responsesurfacetestdesignandresults试验序号TestNo.A(料液比Solid⁃liquidratio)B(提取时间Extractiontimeʊmin)C(乙醇浓度Ethanolconcentration%)总黄酮提取率Extractionrateoftotalflavonoidsʊ%11ʒ40606015.5421ʒ30508015.4631ʒ30407015.2441ʒ40507015.6951ʒ50407015.3361ʒ40408015.5771ʒ40406015.4881ʒ40507015.7491ʒ40507015.77101ʒ40608015.58111ʒ40507015.76121ʒ50607015.51131ʒ50508015.57141ʒ30607015.46151ʒ30506015.38161ʒ40507015.72171ʒ50506015.42㊀㊀回归模型显著性检验结果(表2)表明,模型中料液比(A)不显著(P>0.05),提取时间(B)㊁乙醇浓度(C)均显著(P<0.05),表明料液比对皱皮木瓜叶片总黄酮提取率的影响不显著,提取时间㊁乙醇浓度对提取率的影响显著;A2㊁B2表现为极显著(P<0.01),C2表现为显著(P<0.05),说明乙醇浓度㊁料液比㊁提取时间对皱皮木瓜叶片总黄酮提取率的影响是较为复杂的二次关系,影响顺序为提取时间>乙醇浓度>料液比㊂641㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年表2㊀响应面回归模型方差分析Table2㊀Analysisofvarianceofresponsesurfaceregressionmodel方差来源Sourceofvariation平方和SS自由度df均方MSF值FvalueP值Pvalue模型Model0.3790.04115.230.0008A0.01110.0113.870.0897B0.02810.02810.180.0153C0.01610.0165.970.0445AB4.000E-00414.000E-0040.150.7124AC1.225E-00311.225E-0030.450.5232BC6.250E-00416.250E-0040.230.6459A20.20010.20073.74<0.0001B20.07410.07427.450.0012C20.01510.0155.680.0487残差Residual0.01972.714E-003失拟项Misfittingterm0.01534.958E-0034.810.0815纯误差Pureerror4.120E-00341.030E-003总误差Totalerror0.390162.4㊀响应面多因素交互作用分析㊀由图6 8可知,在料液比㊁提取时间㊁乙醇浓度两两因素一定的条件下,总黄酮提取率都随着第3个因素的增大而先上升后下降㊂料液比和提取时间的等高线形状偏圆形,说明两者交互作用较缓和;乙醇浓度与料液比的等高线呈椭圆形,表明两者交互作用显著;乙醇浓度和提取时间的等高线呈椭圆形,表明两者交互作用显著㊂从响应面的3D图可知,料液比和提取时间㊁料液比和乙醇浓度㊁乙醇浓度和提取时间的曲线均较陡,说明两图6㊀料液比与提取时间对木瓜叶片总黄酮提取率交互影响的等高线和响应面Fig.6㊀Contourandresponsesurfaceoftheinteractionbetweensolid⁃liquidratioandextractiontimeontheextractionrateoftotalflavonoidsfrompapayaleaves图7㊀料液比与乙醇浓度对木瓜叶片总黄酮提取率交互影响的等高线和响应面Fig.7㊀Contourandresponsesurfaceoftheinteractionbetweensolid⁃liquidratioandethanolconcentrationontheextractionrateoftotalfla⁃vonoidsfrompapayaleaves74151卷10期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘岩等㊀Box-Behnken响应面法优化超声提取皱皮木瓜总黄酮工艺图8㊀乙醇浓度与提取时间对木瓜叶片总黄酮提取率交互影响的等高线和响应面Fig.8㊀Contourandresponsesurfaceoftheinteractionbetweenethanolconcentrationandextractiontimeontheextractionrateoftotalfla⁃vonoidsfrompapayaleaves者的交互作用对总黄酮提取率的影响较大㊂2.5㊀总黄酮最佳提取参数的确定及验证性试验㊀经过分析回归方程,选择Maximize模式对总黄酮提取工艺进行参数优化,得到最优提取总黄酮的条件为提取时间52min㊁乙醇浓度73.64%㊁料液比1ʒ40.94,此时,皱皮木瓜叶片总黄酮提取率的理论值为15.75%㊂为验证回归方程,以提取时间52min㊁乙醇浓度74%㊁料液比1ʒ41进行皱皮木瓜叶片总黄酮提取率验证试验,进行3组平行试验,回流提取2次,结果发现总黄酮提取率实际均值为15.67%,RSD小于5%,与理论值基本一致,说明Box-Behnken响应面优化设计得到的各因素水平条件组合比较可靠,可以用于实际操作以及优化提取参数㊂3㊀结论与讨论前人研究报道,一般皱皮木瓜果实总黄酮含量在6 40mg/g[17],皱皮木瓜皮渣总黄酮得率为0.2% 0.5%[15]㊂唐浩国[18]研究表明,超声波具有空化作用,该作用可加速植物有效成分溶解出来,进而提高活性成分的提取率㊂该研究利用超声冷凝回流提取法提取皱皮木瓜叶片中总黄酮,结合二次回流提取并利用Box-Behnken响应面试验设计对提取条件进行优化,结果表明在提取时间52min㊁乙醇浓度74%㊁料液比1ʒ41条件下总黄酮得率最高,总黄酮提取率达到15.67%,总黄酮含量为156.65mg/g,比文献报道的总黄酮得率显著提高[19-22]㊂究其原因,或是由于采样时间处于春季,叶片较嫩,总黄酮含量更高,且一次提取后又加入溶剂进行了二次回流,补充了溶剂,保证总黄酮的大部分能够提取出来㊂由此可见,Box-Behnken响应面法优化及二次回流的应用使得总黄酮提取率更高㊂该研究结果最大程度提高了皱皮木瓜叶片总黄酮得率,证明了以响应面法优化提取皱皮木瓜叶片总黄酮工艺的可行性,充分挖掘出木瓜的潜在利用价值,在控制成本㊁提高效率㊁保护环境㊁减少污染方面有着巨大的优势,从而实现了皱皮木瓜原料更为高效利用,为扩大皱皮木瓜工业生产及产品的开发利用提供了可靠依据㊂参考文献[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志:第36卷[M].北京:科学出版社,1974:400-402.[2]陈红,王关祥,郑林,等.木瓜属(贴梗海棠)品种分类的研究历史与现状[J].山东林业科技,2006,36(5):70-71,78.[3]国家中医药管理局‘中华本草“编辑委员会.中华本草:第4卷[M].上海:上海科学技术出版社,1999:111.[4]郭建全,刘春华,黄金铭,等.皱皮木瓜栽培技术要点[J].江西农业,2019(12):15.[5]程翔.皱皮木瓜均一多糖的分离纯化㊁结构鉴定及抗肿瘤活性研究[D].上海:上海中医药大学,2019[6]刘世尧.不同产区皱皮木瓜有机酸组成及主要活性成分分离纯化研究[D].重庆:西南大学,2012.[7]王志芳.皱皮木瓜中齐墩果酸和熊果酸测定㊁提取及抗肿瘤活性研究[D].武汉:华中农业大学,2006.[8]王文平,蒋朝晖.木瓜中总黄酮的提取分离及含量测定[J].食品工业科技,2004,25(3):81-82.[9]李娜,姜洪芳,金敬宏,等.不同采收期的宣木瓜总黄酮含量分析[J].食品研究与开发,2011,32(2):112-114.[10]周胜男,褚翠翠,陆宁.食用仙人掌中黄酮类物质的提取研究[J].食品工业科技,2008,29(2):228-230.[11]DUGOP,MONDELLOL,DUGOG,etal.Rapidanalysisofpolymethoxy⁃latedflavonesfromcitrusoilsbysupercriticalfluidchromatography[J].Journalofagriculturalandfoodchemisry,1996,44(12):3900-3905.[12]孙萍,李艳,成玉怀.甘草总黄酮的微波提取及含量测定[J].时珍国医国药,2003,14(5):266-267.[13]WUML,ZHOUCS,CHENLS,etal.Studyontheextractionoftotalfla⁃vonoidsfromGingoleavesbyenzymehydrolysis[J].Naturalproductre⁃searchanddevelopment,2004,16(6):557-560.[14]代彩玲,王萍,王静,等.籽瓜瓜皮果胶提取方法的优化与评价[J].中国瓜菜,2018,31(10):13-18.[15]卞京军,程密密,刘世尧,等.皱皮木瓜皮渣齐墩果酸㊁熊果酸和总黄酮连续提取工艺研究[J].西南大学学报(自然科学版),2015,37(3):158-165.[16]宋璇,王汝华,于建丽,等.山楂叶黄酮分离纯化及抗氧化活性[J].食品研究与开发,2022,43(4):57-63.[17]郑璇,申国明,高林,等.不同产区皱皮木瓜总黄酮含量与土壤主要化学指标的关系[J].江苏农业科学,2018,46(17):202-205.[18]唐浩国.黄酮类化合物研究[M].北京:科学出版社,2009:64-65.[19]王有为,何敬胜,范建伟,等.木瓜道地起源与道地产区形成研究[C]//中国中西医结合学会中药专业委员会.2009年全国中药学术研讨会论文集.北京:中国中西医结合学会,2009:163-168.[20]郭锡勇,唐修静,郭莉莉.木瓜不同炮制品中总黄酮含量测定[J].贵阳中医学院学报,2000,22(4):61-62.[21]陈翠,熊德琴,李春晖.木瓜中总黄酮提取最佳工艺的研究[J].广东石油化工学院学报,2012,22(1):15-17,25.[22]严睿文,丁毅.宣木瓜中黄酮的提取分离及含量的测定[J].生物学杂志,2008,25(3):62-64.841㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年。
Box—Behnken响应面法优化青龙衣中胡桃醌提取工艺目的对青龙衣中胡桃醌的提取工艺进行优化。
方法在单因素试验基础上,选取料液比、超声提取温度和乙醇浓度为自变量,胡桃醌得率为响应值,根据Box-Behnken试验设计原理,采用响应面法对青龙衣中胡桃醌的提取工艺进行优化。
结果胡桃醌最佳提取工艺为14.30倍量89.81%乙醇,30.28 ℃恒温提取。
胡桃醌得率为2.034 mg/g,与实测值1.957 mg/g偏差较小。
结论优选的提取工艺合理可行,可为提取青龙衣中的胡桃醌提供依据。
Abstract:Objective To optimize extraction process of walnut quinone from Juglans green peel. Methods On the basis of single factor tests,taking material-liquid ratio,extracting temperature and ethanol concentration as independent variables,yield of walnut quinone in response to as a value,according to Box-Behnken experiment design principle,extraction process of walnut quinone from Juglans green peel was optimized by response surface analysis. Results The optimum extraction process of walnut quinone was:14.30 times the amount of 89.81% ethanol;30.28 ℃constant temperature. The extracting amount of walnut quinone was 2.034 mg/g,which was close to the experimental results of 1.957 mg/g. Conclusion The optimized extraction process is reasonable and feasible,which can provide reference for the extraction of walnut quinone from Juglans green peel.Keywords:Juglans green peel;Box-Behnken response surface methodology;Juglans mandshurica;walnut quinone;extraction process核桃楸Juglans mandshurica Maxim.又名胡桃楸,為胡桃科胡桃属落叶乔木,是我国珍贵木材树种[1]。
Box-Behnken设计-响应面法优化感应静电喷雾参数陈志刚;张奇;张波;杜彦生【摘要】为了探究静电喷雾过程中多因素对荷质比的影响,采用感应荷电方式,先对4种孔径喷嘴的荷质比进行试验,选取一个荷质比变化较显著的喷嘴,然后采用单因素试验方法,分别对充电电压、喷雾压力、药液电导率3个因素进行试验,探讨各因素对荷质比的影响规律.在此基础上采用Box-Behnken设计-响应面法以TXVK-3型喷嘴的充电电压、喷雾压力、药液电导率进行3因素3水平的优化试验,确定最优参数.结果表明,在电压6.9 kV、喷雾压力0.3 MPa、药液电导率13.9 mS/cm时,平均荷质比为-0.227 mC/kg,相对误差不到2%.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2018(045)011【总页数】7页(P137-143)【关键词】静电喷雾;荷质比;充电电压;压力;电导率【作者】陈志刚;张奇;张波;杜彦生【作者单位】江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江 212000;江苏大学环境与安全工程学院,江苏镇江 212000;江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江 212000;江苏大学环境与安全工程学院,江苏镇江 212000;江苏大学环境与安全工程学院,江苏镇江 212000【正文语种】中文【中图分类】S491随着生活水平的提高,人们对环境安全越来越重视[1]。
静电喷雾技术是利用不同的充电方式使液滴带电,液滴的运动轨迹会沿电力线发生绕曲,药液更好地附着在目标背面、植茎部位,改善植株冠层穿透,可将农药有效利用率提高40%[2-3],从而达到减少农药使用量的目的,且能够有效地降低飘移、散失和减少农药对环境的污染[4-7]。
静电喷头是静电喷雾的关键部件,其主要功能是实现药液雾化和雾滴荷电,并能产生粒径较小且均匀的雾滴,最主要的是如何获得尽可能大的荷质比[8-9]。
王贞涛等[10]、Laryea等[11]通过实验证实了雾滴的荷质比随荷电电压的增加而增大;张瑞等[12]分析了压力和喷孔直径对喷头雾化性能的影响,王军锋等[13]发现电导率是影响液滴荷质比的重要因素。
Box-Behnken设计-响应面法优化山茱萸叶总三萜提取工艺作者:朱登辉张靖柯李孟石静亚刘娟娟魏俊俊郑晓珂冯卫生来源:《中国药房》2021年第01期摘要目的:优化山茱萸叶总三萜提取工藝。
方法:在山茱萸叶充分溶胀的基础上,采用加热回流法提取其总三萜。
在单因素试验中考察乙醇体积分数、液料比、提取时间和提取次数对山茱萸叶总三萜含量的影响;以齐墩果酸为对照品,采用紫外-可见分光光度法测定总三萜含量。
在单因素试验的基础上,固定提取次数为3次,以总三萜含量为响应值,以乙醇体积分数、液料比、提取时间为响应因素,采用Box-Behnken设计-响应面法优化山茱萸叶总三萜的提取工艺并进行验证。
结果:山茱萸叶总三萜的最佳提取工艺为乙醇体积分数73%、液料比38 ∶ 1(mL/g)、提取时间60 min。
3次验证试验结果显示,山茱萸叶总三萜的含量分别为6.92%、6.91%、6.84%,平均含量为6.89%(RSD=0.63%),与预测值(7.28%)的相对误差为5.36%。
结论:优化的提取工艺稳定、可靠,可用于山茱萸叶总三萜的提取。
关键词山茱萸叶;总三萜;Box-Behnken设计;响应面法;提取工艺ABSTRACT OBJECTIVE: To optimize the extraction technology for total triterpenes from the leaves of Cornus officinalis. METHODS: Based on the full swelling of the leaves of C. officinalis,total triterpenes was extracted with heating reflux method. The effects of ethanol concentration,liquid-solid ratio, extraction time and extraction times on the contents of total triterpenes from the leaves of C. officinalis were investigated by single factor test. Using oleanolic acid as control, the contents of total triterpenes were detected by UV spectrometry. On the basis of single factor test,fixing the times of extraction as 3 times, taking the contents of total triterpenes as response value,using ethanol volume fraction, solid-liquid ratio and extraction time as factors, Box-Behnken design-response methodology was used to optimize the extraction technology of total triterpenes from the leaves of C. officinalis, and the optimized extraction technology was validated. RESULTS:The optimal extraction technology of total triterpenes from the leaves of C. officinalis were as follows as ethanol concentration of 73%, liquid-to-material ratio of 38 ∶ 1 (mL/g), extraction time of 60 min. Results of 3 validation tests showed that the contents of total triterpenes from the leaves of C. officinalis were 6.92%, 6.91%, 6.84%; the average content was 6.89% (RSD=0.63%),relative error of which with the predicted value (7.28%) was 5.36%. CONCLUSIONS: The optimized technology is stable and reliable, and can be used for the extraction of total triterpenes from leaves of C. officinalis.KEYWORDS Leaves of Cornus officinalis;Total triterpenes;Box-Behnken design; Response surface methodology; Extraction process山茱萸为山茱萸科植物山茱萸Cornus officinalis Sieb. et Zucc.的干燥成熟果肉,具有补益肝肾、收涩固脱的功效,可用于治疗眩晕耳鸣、腰膝酸痛等症[1]。
box-behnken响应面优化发酵法
Box-Behnken响应面优化发酵法(Box-Behnken Response Surface Optimization Fermentation,简称BBRSOF)是一种在
发酵过程中对所有可能影响生产过程的参数进行控制、优化和管理的方法。
它主要是基于响应面理论,用于确定发酵过程中的参数,以优化生产性能。
它可以用来控制发酵过程中的参数,以提高产品的质量,提高生产率,提高发酵的可控性和稳定性,甚至可以进行操作参数的调整,以适应不同的发酵条件。
BBRSOF有许多优点。
首先,它能够快速准确地确定发
酵参数的最佳配置,这使得发酵过程的操作更简单,更有效。
其次,BBRSOF能够更好地控制发酵过程,提高发酵的可控
性和稳定性,减少发酵中的不确定性,从而提高发酵的产量。
最后,BBRSOF能够有效地控制发酵过程中的参数,以获得
更高质量的产品,确保产品的质量稳定。
因此,BBRSOF是一种非常有用的发酵优化方法,它可
以有效地控制发酵过程中的参数,以获得更高质量的产品,确保产品的质量稳定。
它还可以提高生产率,提高发酵的可控性和稳定性,以及降低发酵过程中的不确定性。
此外,它还可以更好地调整操作参数,以适应不同的发酵条件,进一步提高发酵的效率和产量。
Box—Behnken响应面法结合多指标综合评分法优选柴胡安心胶囊的水提工艺柴胡安心胶囊是一种具有镇静、安神、解郁功效的中药制剂,因其良好的药效和安全性在临床上应用广泛。
其中水提工艺对于药效成分的提取具有重要作用,因此对于柴胡安心胶囊水提工艺的优化具有重要意义。
本文将采用Box—Behnken响应面法结合多指标综合评分法,对柴胡安心胶囊的水提工艺进行优选,为其生产提供科学依据。
一、柴胡安心胶囊水提工艺的优化意义柴胡安心胶囊是一种由柴胡、黄芩、川芎、茯苓等药材组成的中药制剂,其中的有效成分具有抗焦虑、抗抑郁、镇静安神的作用,对于焦虑症、抑郁症等疾病有很好的疗效。
而水提工艺的优化对于提高药效成分的提取率和品质具有重要意义,可以降低生产成本,提高产品的质量和药效。
二、Box—Behnken响应面法在水提工艺优化中的应用Box—Behnken响应面法是一种通过设计矩阵实验和统计分析的方法,能够快速有效地寻找到多因素交互作用的最优工艺条件。
在柴胡安心胶囊水提工艺的优化中,可以通过设计各因素水平的实验,建立二次回归模型,寻找最佳的提取工艺条件。
三、多指标综合评分法在水提工艺优化中的应用多指标综合评分法是一种通过对多种指标进行综合分析评价的方法,可以全面考虑各种因素对工艺的影响,找到最优的工艺条件。
在柴胡安心胶囊水提工艺的优化中,可以通过对提取率、药效成分含量、品质指标等多种指标进行综合评价,找到最佳的水提工艺条件。
1. 确定水提工艺的影响因素,包括提取温度、提取时间、固液比等因素。
2. 根据Box—Behnken响应面法的原理,确定各因素的水平和中心点,设计实验矩阵。
3. 进行水提工艺实验,根据实验结果建立二次回归模型。
4. 运用多指标综合评分法,对提取率、药效成分含量、品质指标等进行综合评价,得出最优的工艺条件。
通过实验设计和数据分析,得出了柴胡安心胶囊水提工艺的最优条件:提取温度80℃,提取时间2h,固液比1:10。
Box—Behnken响应面法优选金樱子提取工艺目的筛选金樱子提取工艺。
方法以金樱子总皂苷、总酚酸含量为评价指标,乙醇浓度、提取时间、料液比、提取次数为考察因素,采用Box-Behnken响应面设计,Design-Expert8.0.5软件分析试验数据,建立多元二次回归方程,筛选金樱子提取工艺参数。
结果筛选出金樱子的最佳提取工艺参数为:乙醇浓度62.79%,料液比13.12∶1,提取时间137.93 min,提取次数1.85次,考虑到实际操作方便及工业大生产的实用性,将提取工艺参数修订为乙醇浓度60%,料液比13∶1,提取时间2 h,提取次数2次。
结论本研究筛选出的参数可为金樱子的提取工艺提供依据。
Abstract:Objective To screen extraction process for Rosae Laevigatae Fructus. Methods With the content of total saponins and total phenolic acids from Rosae Laevigatae Fructus as the evaluation indexes,ethanol concentration,extraction time,solid-liquid ratio and extraction times as investigation factors,the test data were analyzed by Design-Expert8.0.5 software,and a multiple quadratic regression equation was set up to screen extraction process parameters of Rosae Laevigatae Fructus. Results The best extraction process parameters of Rosae Laevigatae Fructus were as follows:ethanol concentration was 62.79%;solid-liquid ratio was 13.12∶1;the extraction time was 137.93 min;extraction times were 1.85 times. Considering the convenience for actual operation and the practicability of industrial production,the extraction process parameters should be ethanol concentration of 60%,revised solid-liquid ratio of 13∶1,2 hours’extracting time,and 2 extraction times. Conclusion Final selected parameters provide the basis for the extraction process of Rosae Laevigatae Fructus.Key words:Rosae Laevigatae Fructus;total saponins;total phenolic acids;extraction process;Box-Behnken response surface method金樱子为蔷薇科植物金樱子Rosa Laevigata Mickx.的干燥成熟果实,其味酸、涩,性平,具有固精缩尿止带、涩肠止泻的功效[1]。
响应面常用试验方法响应面分析是一种优化工艺参数的有效方法,那常用的试验方法都有哪些呢?一、中心组合设计。
这可是响应面试验里的“明星方法”哦。
它主要是在二水平全因子试验设计的基础上增加了一些中心点和星号点。
就像是给原本简单的框架加上了一些特别的点缀一样。
通过这些额外点的设置,可以更好地估计模型的弯曲性呢。
比如说在研究某种产品的生产工艺,像食品加工中的烘焙温度和时间对口感的影响,中心组合设计就能帮我们把温度和时间的各种组合都安排得明明白白,然后找到最佳的组合,让做出来的食物口感超棒。
二、Box - Behnken设计。
这个设计方法也很有趣呢。
它是一种基于三水平部分因子设计的响应面设计方法。
这种设计的点分布比较均匀,就像一群小伙伴均匀地站在操场上一样。
它的优点是试验次数相对较少,但是又能很好地拟合响应面模型。
打个比方,如果我们要研究化妆品中几种成分的比例对护肤效果的影响,用Box - Behnken设计就可以用比较少的试验次数,快速地找到这些成分比例的最佳组合,让皮肤变得滑滑嫩嫩的。
三、均匀设计。
均匀设计就像是在一个大棋盘上随机又有规律地落子。
它是一种只考虑试验点在试验范围内均匀散布的设计方法。
这种方法特别适合于因素水平较多的情况。
比如说我们要研究很多种不同的植物生长激素对植物生长的影响,激素的种类很多,水平也不少,这时候均匀设计就可以发挥它的优势啦。
它可以在众多的组合中,快速地筛选出一些有代表性的组合来进行试验,然后再根据结果进一步优化。
这些响应面常用的试验方法各有各的妙处,就像不同的工具在不同的工作场景下都能发挥独特的作用一样。
在实际应用中,我们可以根据具体的研究对象、因素个数、水平数等情况来选择最适合的试验方法,这样就能更高效地找到我们想要的最优解啦。
Box—Behnken设计—响应面法优化山楂的醇沉工艺目的:优化山楂的醇沉工艺,为含山楂制剂生产过程中的质量控制提供参考。
方法:通过Plackett-Burman设计考察搅拌速度、加醇速度、醇沉时间、加入乙醇体积分数、醇料比、醇沉前浓缩液密度和静置温度等工艺参数对山楂总黄酮保留率的影响,然后采用Box-Behnken响应面法对关键工艺参数进行优化,并进行验证试验。
结果:山楂醇沉关键工艺参数最优值为醇沉前浓缩液密度1.04 g/mL、醇料比2.86 ∶1(mL/g)、搅拌速度185 r/min。
经验证,最优工艺参数下山楂总黄酮平均保留率为89.74%(n=3),与预测值91.40%的相对误差为1.85%。
结论:运用Box-Behnken响应面法优化了山楂的醇沉工艺,该法简单、可行。
ABSTRACT OBJECTIVE:To optimize the ethanol precipitation technology of Crataegus pinnatifida and provide reference for the production process control of C. pinnatifida preparation. METHODS:Plackett-Burman design was used to investigate the effects of technology parameters on retention rate of total flavonoids of C. pinnatifida,such as stirring speed,flow speed of ethanol,ethanol precipitation time,ethanol volume fraction,ethanol-solid ratio,density of concentration liquid before ethanol precipitation and static temperature. Box-Behnken response surface methodology was used to optimize critical technology parameters,and validation test was also conducted. RESULTS:The optimal key parameters for ethanol precipitation technology of C. pinnatifida included density of concentration liquid before ethanol precipitation 1.04 g/mL,ethanol-solid ratio 2.86 ∶1(mL/g),stirring speed 185 r/min. After validation,under the optimal technology parameters,average retention rate of total flavonoids of C. pinnatifida was 89.74%(n=3),relative error of which to predicted value 91.40% was 1.85%. CONCLUSIONS:Box-Behnken response surface methodology optimize ethanol precipitation technology of C. pinnatifida. It is simple and feasible.KEYWORDS Crataegus pinnatifida;Ethanol precipitation technology;Total flavonoid;Plackett-Burman design;Box-Behnken response surface methodology山楂为蔷薇科山楂属植物山里红(Crataegus pinnatifida Bge var. major N.E.Br.)或山楂(Crataegus pinnatifida Bge.)的干燥成熟果实,味酸、甘,性微温,归脾、胃、肝经,具有消食健胃、行气散瘀之功效[1]。
Box—Behnken响应面法结合多指标综合评分法优选柴胡安心胶囊的水提工艺注:一个英文单词“Box—Behnken”在中文里可能需要适当翻译。
本篇文章将包括功能性化合物,多指标评分和水提工艺优选等内容:一、柴胡安心胶囊功能性化合物柴胡安心胶囊的主要功能性成分是黄酮类化合物,其中包括柴胡素、栀子苷、栀子苷苷等。
这些化合物具有抗氧化、抗炎、镇静等药理作用,对焦虑、抑郁等精神疾病具有一定的治疗效果。
优化柴胡安心胶囊的水提工艺,可以提高功能性成分的提取率,增加产品的药效。
二、Box—Behnken响应面法Box—Behnken响应面法是一种常用的实验设计方法,适用于多因素、多水平的响应面实验。
通过该方法,可以优化工艺参数,确定最佳的工艺条件,从而提高产品的质量和产量。
在柴胡安心胶囊的水提工艺优选中, Box—Behnken响应面法可用于优化提取温度、提取时间、料液比等工艺参数,以获得最佳的提取效果。
三、多指标综合评分法多指标综合评分法是一种常用的综合评价方法,可综合考虑多个指标对产品质量的影响,从而确定最佳工艺条件。
在柴胡安心胶囊的水提工艺优选中,可通过多指标综合评分法确定水提提取率、功能性成分含量、药效等多个指标,从而找到最优的工艺参数组合。
四、柴胡安心胶囊水提工艺优选实验设计在柴胡安心胶囊的水提工艺优选实验中,首先确定了包括提取温度、提取时间、料液比在内的三个工艺参数,每个工艺参数设置三个水平。
然后利用Box—Behnken响应面法设计了实验方案,分别测定了不同工艺条件下的水提提取率、功能性成分含量等指标。
利用多指标综合评分法对实验结果进行评价,确定最佳的工艺条件。
六、结论本研究利用Box—Behnken响应面法结合多指标综合评分法,成功地优选了柴胡安心胶囊的水提工艺。
通过优化工艺条件,提高了水提提取率,增加了功能性成分的含量,提升了产品的药效。
这一研究成果为柴胡安心胶囊的生产提供了重要的理论和实践基础,具有一定的应用前景和推广价值。
Box-Behnken响应面法优化他克莫司传递体制备工艺雷伟;余楚钦;林华庆;周小圆【摘要】目的确定他克莫司传递体的最优处方工艺.方法以包封率、粒径作为响应值,采用Box-Behnken响应面法优化处方,并评价其理化性质.结果最优处方工艺是药脂比为0.06,聚山梨酯80:蛋黄卵磷脂为0.31,超声时间9.5 min,制备的传递体包封率为85.930%,粒径为101.8 nm,具备一定的体外形变能力和稳定性.结论Box-Behnken响应面法能准确地优化他克莫司传递体的处方工艺.【期刊名称】《医药导报》【年(卷),期】2014(033)003【总页数】6页(P355-360)【关键词】他克莫司;传递体;Box-Behnken响应面法;制备工艺【作者】雷伟;余楚钦;林华庆;周小圆【作者单位】广东药学院,广东省药物新剂型重点实验室,广州,510006;广东药学院,广东省药物新剂型重点实验室,广州,510006;广东药学院,广东省药物新剂型重点实验室,广州,510006;广东药学院,广东省药物新剂型重点实验室,广州,510006【正文语种】中文【中图分类】R979.5;TQ460.1他克莫司(tacrolimus,FK506)软膏(商品名:普特彼®)于2002年被批准用于治疗中到重度特应性皮炎[1]。
但由于FK506的强亲脂性(油水分配系数logP=3.96±0.83)、大分子量(相对分子质量822.05)及其环状分子结构,软膏中的药物主要潴留在皮肤角质层中,无法到达深层皮肤组织发挥药效[2]。
传递体(transfersomes)由德国学者GREGOR等[3]首次提出,它是将表面活性剂(如聚山梨酯80、胆酸钠等)加入普通脂质体材料中制成具有很强的自身形变能力,可穿透比它本身小数倍的皮肤孔道的类脂质体。
笔者在本实验中将FK506包裹于传递体中,采用Box-Behnken响应面法以较少的实验次数和较短的时间[4]对他克莫司传递体的处方工艺参数进行全面有效的优化,同时考察其体外变形能力及稳定性,为以后他克莫司传递体经皮渗透研究打下基础。
Box—Behnken设计—响应面法优化盐酸苯环壬酯透皮贴剂的处方目的:优化盐酸苯环壬酯透皮贴剂的处方。
方法:采用有机溶剂挥发法制备盐酸苯环壬酯透皮贴剂。
以48 h的累积透皮量为指标,采用单因素试验和Box-Behnken设计-响应面法优化处方中投药量、透皮吸收促进剂氮酮用量、压敏胶用量,并对最优处方所制贴剂的外观和黏附力进行评价。
结果:最优处方为投药量263 mg、氮酮165 mg、压敏胶1.94 g、甲醇1.6 g,所制贴剂的48 h累积透皮量为(119.48±2.95)μg/cm2(n=5),与预测值的相对误差为2.48%;其表面平整光洁、切口光滑,黏附力较好。
结论:成功制得盐酸苯环壬酯透皮贴剂,其累积透皮量达到预期标准。
ABSTRACT OBJECTIVE:To optimize the formulation of Phencynonate hydrochloride transdermal patch. METHODS:Phencynonate hydrochloride transdermal patch was prepared by solvent evaporation method. Using 48 h accumulative transdermal volume as index,single factor test and Box-Behnken design-response surface methodology were used to optimize drug dosage,the amount of transdermal enhancers azone and pressure-sensitive adhesive,and evaluate the appearance,adhesion of the formulation prepared by the best prescription. RESULTS:The optimized formulation was as follows as 263 mg drug dosage,165 mg azone,1.94 g pressure-sensitive adhesive and 1.6 g methanol. 48 h accumulative transdermal volume of prepared patch was (119.48±2.95)μg/cm2(n=5),related error of which to predicted value was 2.48%. The prepared patch showed smooth surface and incision,good adhesiveness. CONCLUSIONS:Phencynonate hydrochloride transdermal patch is prepared successfully,its accumulative transdermal volume is in agreement with predicted standard.KEYWORDS Phencynonate hydrochloride;Transdermal patch;Accumulative transdermal volume;Box-Behnken design-response surface methodology;Formulation optimization鹽酸苯环壬酯(Phencynonate hydrochloride)能有效抑制晕动病引起的恶心、呕吐等自主神经功能紊乱症状[1-3],药理作用强、不良反应少。
Box-Behnken响应面法优化健脾祛湿丸水提工艺【摘要】本文利用Box-Behnken响应面法优化了健脾祛湿丸的水提工艺。
在介绍了背景知识和研究意义,明确了研究目的。
正文部分先介绍了Box-Behnken响应面法的原理,然后详细阐述了健脾祛湿丸水提工艺的优化方法,包括实验设计和数据结果分析。
最后在讨论部分提出了结论,验证了Box-Behnken响应面法优化工艺的有效性,并展望了未来研究方向。
通过本研究,我们得出了优化后的最佳水提工艺参数,为健脾祛湿丸的生产提供了科学依据,具有重要的理论和实际意义。
【关键词】健脾祛湿丸、水提工艺、Box-Behnken响应面法、优化、实验设计、数据分析、研究、结果、讨论、结论、展望、未来研究、健康、药物制剂1. 引言1.1 背景介绍健脾祛湿丸是一种常用于中医临床的药物,具有调节脾胃功能、祛除湿邪、改善消化等功效。
传统的制备工艺主要是采用水提取的方法,但是存在着提取效率低、工艺复杂、成本高等问题。
为了提高健脾祛湿丸水提工艺的效率和品质,采用Box-Behnken响应面法进行工艺优化是一种有效的方法。
随着现代科学技术的发展,人们对传统中药制备工艺进行优化的需求也越来越迫切。
Box-Behnken响应面法是一种常用的实验设计和优化方法,通过设计合理的试验方案,通过响应面分析和建立数学模型,可以快速有效地找到最佳的工艺条件,提高产品的质量和产量。
利用Box-Behnken响应面法优化健脾祛湿丸水提工艺,不仅能够提高提取效率,减少原料和能源消耗,而且还可以提高产品的药效和稳定性,符合现代中药制备的需求。
本研究旨在探究利用Box-Behnken响应面法优化健脾祛湿丸水提工艺的可行性和效果,为该领域的研究提供参考和借鉴。
1.2 研究意义健脾祛湿丸是一种常用的中药制剂,具有调节消化系统功能、增强免疫力等功效。
目前市面上的健脾祛湿丸水提工艺存在着一些问题,如提取率低、药效不稳定等。
Box-Behnken设计--响应面
好吧,虽然听过无数次,但是我没有用过,可能后续会用到哦。
BBD是响应曲面设计中的一种设计方法,有如下的特点
(1)可进行3~7个因素范围内试验;
(2)试验次数一般为15~62次,在因素数相同时比CCD所需的试验次数少;
(3)可评估因素的非线性影响;
(4)适用于所有因素均为计量值试验;
(5)使用时无需多次连续试验;
(6)Box-Behnken试验方案中没有将所有试验因素安排为最高水平的试验组合,对某些有特殊需要或安全要求的试验尤为适用;
(7)具有近似旋转性,没有序贯性。
作者:XaioCaiZeng https:///read/cv9220826/ 出处:bilibili。
box behnken响应面法
Behnken响应面法是一种统计学方法,用于研究多变量系统中的变量之间的相
互作用。
它是由美国统计学家R.P. Behnken在1960年提出的,用于研究多变量系统中的变量之间的相互作用。
它是一种统计学方法,用于研究多变量系统中的变量之间的相互作用。
Behnken响应面法的基本思想是,通过设计一组实验,探索多变量系统中变量
之间的相互作用。
它的基本步骤是:首先,确定实验的设计空间,即实验变量的取值范围;其次,在设计空间中选择一组实验点,以探索变量之间的相互作用;最后,根据实验结果,构建响应面模型,以描述变量之间的相互作用。
Behnken响应面法的优点是,它可以有效地探索多变量系统中变量之间的相互
作用,并且可以有效地构建响应面模型,以描述变量之间的相互作用。
它的缺点是,它需要设计大量的实验,以探索变量之间的相互作用,这可能会耗费大量的时间和资源。
总之,Behnken响应面法是一种有效的统计学方法,用于研究多变量系统中的
变量之间的相互作用。
它可以有效地探索变量之间的相互作用,并且可以有效地构建响应面模型,以描述变量之间的相互作用。
但是,它需要设计大量的实验,以探索变量之间的相互作用,这可能会耗费大量的时间和资源。
box-behnken响应面法
Box-Behnken响应面法是一种常用的响应面优化方法,它结合了中心组合设计和响应
面分析的优点,在实验设计和优化中得到广泛应用。
下面我们将详细介绍Box-Behnken响
应面法的原理和应用。
一、Box-Behnken 设计
Box-Behnken设计是一种响应面实验设计方法,旨在用最少的实验次数,通过响应面
分析找到最佳条件。
Box-Behnken设计由Box和Behnken于1960年提出,应用于多元响应表面优化设计,适用于多变量的响应函数模型。
Box-Behnken设计的特点是方便实现,易解释,可用于中等规模的设计,同时可以用
于探究两个或三个因素的交互作用。
Box-Behnken设计通常使用正交设计来确定试验方案,设计中每个因素设3个水平,试验用到15个试验点,这是因为在15个点的设计下,
Box-Behnken设备所有的变量之间可以实现二次模型。
在试验设计中,每个自变量有三个
不同的水平,而因变量的响应由二次表面模型产生。
Box-Behnken响应面分析的原理是通过关注响应Surface上的关键点来确定最佳的参
数配置。
通过测量响应Surface上的点,可以建立一个数学模型,以便为最佳操作条件提
供数学解决方案。
在实践中,Box-Behnken响应面法广泛应用于化学、物理、工程等多个领域,主要应
用于新产品开发、新工艺、新技术等领域。
Box-Behnken响应面法适用于形貌、结构等复
杂的响应表面,还能够优化复杂的响应变量。
在制药业中,可以利用Box-Behnken响应面
法设计和优化新的药品的制造过程。
在化学领域,Box-Behnken响应面法可以用于设计新
的实验和优化新化学过程。
在食品和冶金工业等其他领域也有广泛的应用。
在实际应用中,Box-Behnken响应面法可以用于多种实验设计,包括中心组合设计、
正交方阵等。
响应面分析帮助标识最适合的实验因素和最佳条件的组合,以及如何调整这
些因素,以实现最大化响应变量。
Box-Behnken响应面法还可以帮助工程师识别因素之间
的交互作用,并确定最适合的实验条件。
Box-Behnken响应面法是一种常用的实验设计和优化方法,在多个领域都有广泛的应用。
通过建立响应Surface模型来识别最佳参数设置和最大响应值的位置,可以帮助工程
师和科学家研究新产品、新工艺和新技术的开发和实现。
Box-Behnken响应面法不仅可以
用于单个响应变量的优化,还可以用于多响应变量的优化问题。
对于多响应变量问题,可
以采用多目标优化方法,确定最佳的实验操作条件,以实现多响应变量的最优化。
在这种
情况下,Box-Behnken响应面分析的目标是寻找所有响应表面的最大点,以获得最佳的实
验条件,同时优化所有的响应变量。
Box-Behnken响应面法的应用还包括实验计划、参数优化和工程优化等方面。
在实验计划方面,Box-Behnken响应面法可以用于确定最佳的实验设计方案。
在参数优化方面,Box-Behnken响应面法可以用于优化产品设计中的参数设置。
在工程优化方面,
Box-Behnken响应面法可以用于优化工程问题的解决方案。
Box-Behnken响应面法是一种非常有用和广泛应用的技术,可以帮助工程师、科学家和研究人员发现关键因素和优化条件,以实现最佳的产品质量、效率和解决方案。
Box-Behnken响应面法是一种非常灵活和有效的实验设计和优化方法,可以适用于多种实验和优化问题,并广泛应用于化学、物理、工程、制药和其它领域。
Box-Behnken响应面法可以在少量实验点内找到最优的实验参数,避免了大量实验造成的时间、金钱和人力成本。
Box-Behnken设计的特点是设计方便,易解释,可用于中等规模的设计。
通过
Box-Behnken设计,只需进行15个试验点,就能够建立响应面模型,并确定最佳操作条件。
Box-Behnken响应面法能够考虑因素的交互作用,不仅能优化单个响应变量,还可优化多个响应变量,实现多响应变量的最优方案。
在多响应变量的优化问题中,
Box-Behnken响应面分析的目标是寻找所有响应表面的最大点,以获得最佳的实验条件,同时优化所有的响应变量。
这种方法有助于同时优化不同目标,从而获得最大的综合效益。
Box-Behnken响应面法的结果可用于预测和决策。
Box-Behnken响应面分析的结果能够展示响应表面的特定区域的变化规律,预测设定不同参数值的响应变量的值,为决策提供数据支持和决策依据。
第一个方面是数据质量问题。
在实际应用中,数据质量的优劣会影响实验结果的可靠性和准确性。
如果选取的值有误或数据采集过程中存在错误,Box-Behnken响应面法将无法给出合理的结果。
第二个方面是模型假设问题。
Box-Behnken响应面法建立在二次响应表面模型的假设之上,其合理性取决于实际响应表面的复杂程度。
在应用Box-Behnken响应面法时需要注意运用合适的模型,同时加强对模型假设的检验和评估。
Box-Behnken响应面法是一种非常有用和广泛应用的实验设计和优化方法,它能够帮助工程师、科学家和研究人员发现关键因素和优化条件,以实现最佳的产品质量、效率和解决方案。
在应用Box-Behnken响应面法时,需要注意数据质量和模型假设问题,以获得准确可靠的结果。