响应面法优化微波提取苦丁茶总黄酮的工艺研究

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1、响应面法优化微波提取苦丁茶总黄酮的工艺研究【摘要】　　目的研究微波提取苦丁茶总黄酮的最佳提取条件。方法通过二次回归正交旋转组合试验设计，得到了微波提取苦丁茶中黄酮的数学回归方程；利用模型的响应曲面图及等高线图，对影响微波提取苦丁茶黄酮提取率的关键因素及相互作用进行探讨，得到最佳提取工艺条件。结果最佳提取工艺条件：乙醇浓度69%，微波功率782);Kudincha;Flavonoids;Micro处测吸光度。　　1.2.2标准曲线的制作［5］回归方程为：A=9.5036C-0.0231（R2=0.9958）（1）　　1.2.3四

2、元二次通用旋转组合实验设计方案本实验选择微波功率（Z1）、乙醇浓度（Z2）、萃取时间（Z3）、液料比（Z4）为参试因子，每个因子的各个水平列于表1。　　表1四元二次通用旋转组合设计因素水平（略）　　1.2.4实验数据处理实验所得数据，采用SPSS11.5统计分析软件进行回归分析，并对回归模型及回归模型中各项的显著性进行检验，剔除非显著项，确定简化回归模型方程。同时对实验中各参试因子进行方差分析，并利用Statistica6.0软件绘出3D曲面图，分析各参试因子对微波提取苦丁茶中的总黄酮效果的影响。　　2结果　　2.1提取工艺条

3、件优化数学模型的建立与统计检验见表2。　　对表2的数据用SPSS统计软件进行线性回归分析，检验回归模型拟合度及其显著性，同时对回归模型方程中各项进行方差分析，结果见表3～4。　　由表3～4可知，回归模型拟合度较好，复相关系数（R2=0.924）表明回归模型较好地拟合了黄酮得率与各参试因子之间的关系，模型得出的结论较为可靠。剔除不显著项，得到以黄酮提取率为目标函数的二次回归数学模型：　　Y=0.297X1-0.174X2-0.231X3+0.158X1X2-0.173X12-0.232X22-0.178X32+0.142X42+

4、8.32（2）　　2.2主因子效应分析由于方程是经无量纲线性编码代换后所得，方程中各项回归系数已经标准化，因此可以直接比较其绝对值的大小来判断各因子的重要性。从线性项看，B1>∣B3∣>∣B2∣>B4，说明微波功率对黄酮的提取率影响最大，其次是提取时间、乙醇浓度、料液比。　　2.3单因子效应分析由回归系数显著性检验结果可知，微波功率、提取时间、乙醇浓度对黄酮提取率有极显著影响。因此选取这3因子进行单因子效应分析。采用降维分析方法，将其它因子固定在0水平，可得到单因子的效应方程，来描述此因子变动对Y值的影响。单

5、因子效应曲线如图1所示。　　表2四元二次通用旋转组合实验结果（略）　　X1=(Z1-590)/236；X2=(Z2-70)/10；X3=(Z3-5)/1；X4=(Z4-25)/5　　表3回归模型的方差分析（略）　　表4回归模型各项方差分析（略）　　**表示极显著；*表示显著　　由表5可以发现，微波功率、乙醇浓度、萃取时间的单因子效应方程均为二次曲线型，说明微波功率、乙醇浓度、萃取时间对黄酮提取率的影响都表现为曲线变化。当码值为表5中的X时各个方程对应的Y有最大值Ymax，当码值小于X时，微波功率、乙醇浓度、萃取时间的值升高黄酮

6、提取率增加，呈正效应，当码值大于表中的X时则呈负效应。码值X对应的微波功率、乙醇浓度、萃取时间分别为792.5in，此时黄酮提取率最高，即表中的Ymax。　　图1单因子效应曲线（略）　　表5主因子的单因子效应方程（略）　　2.4因子边际效应分析将单因子效应方程求一阶偏导数，得到单因子的边际效应方程，边际效应可反映目标函数(Y)随自变量变化而变化的速率。选取微波功率、提取时间、乙醇浓度进行因子边际效应分析，其边际效应方程如下：　　dY/dX1=0.297-0.346X1　　dY/dX2=-0.174-0.464X2　　dY/dX

7、3=-0.231-0.356X3　　根据方程作图，得到边际效应曲线图（见图2）。　　图2单因子边际效应曲线（略）　　由图2可以看出，当微波功率编码值小于0.858时，随着微波功率的升高，黄酮的提取率在增加，但增加的速率逐渐降低；当微波功率码值大于0.858时，随微波功率的升高，黄酮的提取率下降，而且下降的速率逐渐增大。　　当乙醇浓度编码值小于-0.375时，随着乙醇浓度的升高，黄酮的提取率在增加，但增加的速率逐渐降低；当乙醇浓度码值大于-0.375时，随乙醇浓度的增加，黄酮的提取率下降，而且下降的速率逐渐增大。　　当提取时间编

8、码值小于-0.649时，随着料液比的升高，黄酮的提取率在增加，但增加的速率逐渐降低，当料液比码值大于-0.649时，随提取时间的升高，黄酮的提取率下降，而且下降的速率逐渐增大。　　2.5因子交互效应分析由回归方程偏回归系数显著性检验可知，微波功率（X1）和乙醇浓度（X2）之间