响应面法和实验设计软件Minitab及Design-Expert简介共65页

DesignExpert响应⾯法实验设计与案例分析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⽔平因素-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) 1 2 3 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 数据的输⼊图 1 2.2 Box-Behnken响应⾯试验设计与结果图 2 2.3 选择模型图 32.4 ⽅差分析图 4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。

响应面法及软件中文教程响应面法是一种实验设计和分析方法，用于优化和预测实验结果。

它结合了统计学方法和数学建模，对实验因素进行多变量分析，确定最佳实验条件。

响应面法在工程、制造业、化学、食品科学等领域广泛应用。

在本文中，我将介绍响应面法的基本原理和步骤，并提供一些常用的响应面法软件的中文教程。

响应面法的基本原理是利用数学函数拟合实验数据，建立实验因素与响应变量之间的数学模型。

通过对模型进行分析，可以确定最优实验条件。

响应面法的一般步骤包括：确定实验因素和响应变量、设计实验矩阵、进行实验、拟合数据、优化实验条件。

在实验设计中，响应面法采用中心复合设计或Box-Behnken设计等方法，以保证实验结果的可靠性和有效性。

中心复合设计是一种常用的设计方法，可以通过选择合适的实验点，以最小的实验次数得到较好的实验效果。

Box-Behnken设计则是基于中心复合设计的改进，更适用于非线性模型的建立。

响应面法软件是应用响应面法进行实验设计和分析的重要工具。

以下是几种常用的响应面法软件及其中文教程：1. Design-Expert: Design-Expert是一种功能强大的实验设计和响应面分析软件。

它提供了多种实验设计方法和数学模型，能够满足不同实验要求。

Design-Expert软件的中文教程可以在其官方网站上找到，并提供了详细的操作指南和实例演练。

3. Minitab: Minitab是一种经典的统计分析软件，也可以用于响应面法分析。

它提供了丰富的实验设计和分析工具，包括中心复合设计和响应面优化等功能。

Minitab软件的中文教程可以在其官方网站上找到，并提供了一系列操作指南和实例演练。

以上只是几种常用的响应面法软件及其中文教程的简要介绍，希望可以帮助您更好地理解和应用响应面法。

在实际应用中，根据具体需求和实验条件，选择合适的软件并掌握其操作方法，将能够更高效地进行实验设计和数据分析，提高实验效果和优化结果。

学校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) 1 2 32.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 数据的输入图 1 2.2 Box-Behnken响应面试验设计与结果图 2 2.3 选择模型图 32.4 方差分析图 4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。