仙人掌多糖提取工艺优化
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仙人掌多糖提取工艺优化
摘要 采用均匀设计试验法,对影响仙人掌多糖提取的料液比、提取时间、提取温度等因素进行了试验,并进行了通径分析。结果表明,因素重要性依次为提取温度(X3)>提取时间(X2)>料液比(X1)。标准回归方程:Y=-O.434 8X1+O.533
52+1.114 63,具有统计学意义。三因素的最佳理论组合水平:料液比(X1)为1:30;提取时间(X2)为60 min;提取温度(X3)为90℃。分析也表明,均匀设计方案与通径分析在仙人掌多糖提取工艺优化方面的应用是成功的,值得在化工工艺方面推广应用。关键词仙人掌;多糖;提取中图分类号S682.33
文献标识码A
1 材料与方法
1.1 材料与试剂仙人掌鲜茎:郑州农郊购买,经鉴定为单刺仙人掌(Dpuntiamonacantha Haw);NaOH(化学纯)、HCl(化学纯)、乙醇(95%食用级、分析纯)、丙
酮(分析纯)、石油醚(分析纯)、苯酚(分析纯,重蒸馏)、H2504(95%、分析纯)。-
1.2主要仪器J2 MC冷冻高速离心机、MK5070 N_l SET型打浆机、SS-300N三足式离心机、恒温水浴摇床、UV-754分光光度计、FA2004分析天平、RE-52AA旋转蒸发器、循环水真空泵。
1.3 试验设计
1.3.1 水浸提仙人掌多糖的工艺流程。新鲜仙人掌茎(挖除刺状叶)→匀浆机捣碎→热水浸提→离心→上清液→蒸发浓缩至原体积的1/4→醇析→冷冻离心→得粗提物→洗涤干燥→多糖粗品。
1.3.2 仙人掌多糖含量测定。水溶性总糖含量的测定:采用苯酚一硫酸法;还原糖的测定:采用DNS法。多糖含量=总糖含量-还原糖含量,每次定容至500
ml,分析并计算多糖含量。
1.4 试验方案及分析法根据仙人掌多糖的提取特点及预试验的结果,选择料液比X1、提取时间X2、提取温度X3为主要试验因素进行考察,前2个因素在考察范围内划分8个水平,提取温度分为4个水平。采用u8*(8×8×4)均匀设计表安排试验,因素和水平如表1,试验方案见表2。
数据采用通径分析,采用软件MATLAB7.0编程运算。
2 结果与分析
依据表2均匀设计方案进行试验,试验结果见表3。
对料液比X1、提取时间X2、提取温度X3、多糖提取率Y标准化处理。
自变量X1、X2、X3与Y应变量的相关系数r=(0.2660.226 O.780)。
自变量X1、X2、X3的通径系数6=(b1b2b3)=(-0.434 8 0.533 5 1.114 6)。
标准回归方程:Y=-O.434 8X1+O.533 5X1+1.114 6X3
X对Y的直接决定系数矩阵B2=(B2)n×1见表4。Xi与Xj通过相关对y的间接决定系数Rij2见表4。五对l,的决策系数R2(i)见表4。
回归方程及其通径系数的检验结果:U=0.874 3,F=9.273 9>F0.01(3,4)=6.591,t1=2.189*,t2=5.048**,t3=4.668 6**(注:*表示P提取时间(X2)>料液比(X1)。依据标准回归方程,可得多糖提取率(Y)的预测值(表3)。预测值中最大的是1.068 7,但对应于实际值0.670 6(标准化值),两者相差较大,预测值中第二大值是1.064 2,对应于实际最大值,而且两者相差较小。因此,应该认为试验序号5为最佳组合水平,即料液比(X1)为1:30;提取时间(X2)为60 min;提取温度(X3)为90%时,多糖提取率(Y)在理论上最好。
3 结论
(1)在影响仙人掌多糖提取率的三因素中,重要性依次为提取温度(X3)>提取时间(X2)>料液比(X1)。
(2)提取温度(X3)、提取时间(X2)、料液比(X1)与仙人掌多糖提取率(Y)的标准回归方程为:Y′=-0.434 8,X1+0.533 5X2+1.1146X3,具有统计学意义。
(3)影响仙人掌多糖提取率的三因素的最佳理论组合水平是:料液比(X1)为1:30;提取时间(X2)为60 min;提取温度(墨)为90%时,多糖提取率(Y)在理论上应该最好。
(4)均匀设计方案与通径分析在仙人掌多糖提取率工艺优化方面的应用是成功的,值得在化21132艺方面推广应用。