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响应面法优化杨梅原花青素提取工艺

更新时间:2009-03-28

原花青素为一类多酚类聚合物,主要存在植物组织中,具有黄烷-3-醇和黄烷-3,4二醇结构[1-3].原花青素具有抗癌[4]、护肤[5]、改善记忆[6-7]、增强免疫[8]、抗氧化和抗衰老[9]等功能,同时还具有维持血管的健康和改善微循环[10]、对脑动脉硬化患者有一定保健作用[11],具有改善糖尿病性视网膜[12-13]、缓解水肿与防止静脉曲张等功效[14-16].目前,作为一种天然有效的抗氧化剂广泛应用于食品、医药、日化、保健等方面[17-20],同时以其无毒性、稳定性能好等优点深受人们喜爱.

杨梅是一种主要生长在南方的果树,福建是杨梅的最大产区之一,仅浮宫镇杨梅现有种植面积2000公顷,年产量上万吨,产值上亿元[21].目前主要是以鲜销为主,辅以罐头、饮料、蜜饯等产品[22].随着种植面积不断的增大,产量不断提高,鲜销杨梅的保存期较短,深加工利用率不高,造成资源的浪费,严重影响农民的积极性.据相关研究表明,杨梅富含多种维生素、单糖、酚类物质等,具有一定的抑菌止泻消炎,还可以助消化、抗衰老,预防中风和抗癌等作用[23-24].近年来,对杨梅的研究主要集中于多酚、花色苷的提取及功效方面的研究[25-28],而对于杨梅原花色素的研究尚未见报道.目前,有关原花青素的提取主要有水提和有机溶剂提取,但水提耗时长、杂质多、提取率不高,且易受到破坏;而有机溶剂提取具有很好溶解性,而乙醇是最常用的一种提取剂,具有价格和安全等特点[29].因此,本研究以乙醇为溶剂采用响应面优化方法对杨梅果实中的原花青素的提取工艺进行分析,以期为杨梅资源的开发利用提供参考依据.

本次研究发现,54例患者中,介入治疗成功53例,治愈率为98.1%,6个月以上生存期率为74.1%,术后死亡患者1例,术后死亡率为1.9%。根据研究结果表明,57.4%的患者进行外引流术、33.3%的患者行支架置入术、9.3%的患者采取联合治疗方法;术前合并感染发生率为20.4%,并发症发生率为25.9%。有1例患者术后发生手术相关死亡,产生急性肝功能衰竭,经治疗后肿瘤复发死亡。同时,对于引流方式、阻塞类型、肝功能评分、血清肌酐值、总胆红素、介入治疗次数与后续治疗7项比较,差异均具有统计学意义(P<0.05),详见表1。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料与试剂

材料:杨梅果肉,取于福建龙海浮宫镇果园,洗净后,进行冷冻干燥,取肉粉碎并过40目筛备用.

温衡感受到陶小西的手紧紧地揽着她的肩膀,这种感觉让她觉得自己不算那么孤独,她紧张得不敢呼吸,真希望能永远栖息在陶小西的怀抱里,温暖且安稳。陶小西说,那段时间他一直被爸妈逼着学习,没去找她,后来高考结束后去找她的时候,她却已经走了。

试剂:甲醇、乙醇、香草醛、盐酸:均为分析纯试剂,国药集团化学试剂有限公司;(+)-儿茶素:标准品≥97%,阿拉丁.

1.1.2 仪器与设备

捣碎机:HR2094,上海飞利浦有限公司;恒温水浴锅:HH-2,金坛市新航仪器厂;紫外可见分光光度计:UV-1100型,上海美谱达仪器有限公司.

1.2 试验方法

1.2.1 杨梅果肉中原花青素提取工艺

杨梅→冷冻干燥→粉碎过40目筛→准确称取杨梅果肉→根据预设条件进行提取→减压过滤→上清液定容至50 mL→即得杨梅原花青素提取液并进行测定.

1.2.2 原花青素的测定方法

1.2.2.1 儿茶素标准曲线的绘制

[5]张 瑞,段玉清,武 妍,等.莲房原花青素对极低频电磁场致星形胶质细胞氧化损伤的预防作用[J].食品工业科技,2013,34(5):49-53.

股东大会现场会议登记起始:中国长城、云南白药、哈工智能、泰达股份、阳光城、酒鬼酒、北京文化、大庆华科、长城影视、鸿博股份、安妮股份、同德化工、欧菲科技、嘉事堂、长青集团、首航节能、木林森、青松股份、星普医科、汤臣倍健、永利股份、德威新材、汇金股份、东方通、名家汇、安车检测、美联新材、三雄极光、怡达股份、捷佳伟创、安通控股、梦舟股份、重庆港九、红豆股份、蓝光发展、天富能源、航天通信、珠江实业、中国海防、新潮能源、新华百货、哈投股份、九州通、长城军工、电魂网络、百傲化学

1.2.2.2 杨梅原花青素提取率计算

准确吸取0.5 mL杨梅原花青素提取液,按1.2.2.1的方法操作,于500 nm处测定其吸光度,重复3次,取平均值.按以下公式(1)计算原花青素提取率.

 

式中:

原花青素提取率(mg/g);

[14]曹爱红.葡萄籽原花青素抗颈动脉粥样硬化效应的临床研究[D].济南:山东大学,2011.

m1——为从回归方程中求得的原花青素的量(ug);

V1——为提取液测定移取的体积(mL);

V2——为提取液的定容体积(mL);

m2——为杨梅果肉的重量(g).

1.2.3 杨梅中原花青素提取单因素试验设计

[16]Wu Qian,Li Shuyi,Yang Tang,et al.Inhibitory effect of lotus seedpod oligomeric procyanidins on advanced glycation end product formation in a lactose-lysine model system[J].Electronic Journal of Biotechnology,2015,18(2):68-76.

1.2.3.1 不同乙醇浓度对杨梅果肉中的原花青素的提取试验

以料液比1:10,提取时间为30 min,温度为60℃的提取条件下,比较不同乙醇浓度(60%、70%、80%、90%、100%)对杨梅果肉中的原花青素提取效果的影响,以此来选取最佳乙醇浓度.

1.2.3.2 不同温度对杨梅果肉中的原花青素的提取试验

以料液比为1:10,提取时间30 min,乙醇的浓度为90%的提取条件下,比较不同提取温度(50℃、55℃、60℃、65℃、70℃)对杨梅果肉中的原花青素提取效果的影响,以此来选取最佳的提取温度.

1.2.3.3 不同提取时间对杨梅果肉中的原花青素的提取试验

借代跟汉语常用词相互关联也有两方面的表现:一是借代影响汉语的造词;二是借代影响汉语词义的变化发展,是引起词的义项增加的一种重要方式。

在料液比1:10,乙醇的浓度为90%,提取温度为60℃的条件下,比较不同提取时间(20 min、30 min、40 min、50 min、60 min)对杨梅果肉中的原花青素提取效果的影响,以此来选取最佳提取时间.

1.2.3.4 不同料液比对杨梅果肉中的原花青素的提取试验

在 90%乙醇浓度,60 ℃条件下,提取 30 min,比较不同料液比(1:5、1:10、1:15、1:20、1:25)对杨梅果肉中原花青素提取效果的影响,以此来选取最佳料液比.

1.2.4 响应面试验设计

在单因素试验基础上,采用Box-Behnken中心组合设计,以乙醇浓度(A)、提取温度(B)、提取时间(C)和料液比(D)作为自变量,以杨梅原花青素提取率为指标,考察其提取工艺条件,因素及水平见表1.

 

表1 Box-Benhnken试验设计因素与编码水平

  

水平因素A乙醇浓度% B温度℃ C时间min D料液比g/mL-1 80 65 40 1:15 0 90 70 50 1:20 1 100 75 60 1:25

1.3 数据统计

单因素试验每次做3个平行样,采用Excel和Origin7.5软件对本实验所有采集到的数据分析并作图,响应面结果采用Design-expert软件进行方差和回归分析.

2 结果与分析

2.1 杨梅原花青素提取单因素试验

2.1.1 不同乙醇浓度对杨梅原花青素提取率的影响

由图1可以看出,杨梅果肉原花青素提取率随乙醇浓度的增加而升高,但当乙醇浓度达到90%后其杨梅原花青素的提取效果反而下降.这说明杨梅原花青素在浓度90%时的溶解较高,当乙醇浓度大于90%时,可能由于一些醇溶性杂质及色素溶出量增加,从而不利于原花青素的溶出[32].说明90%乙醇浓度对杨梅果肉的原花青素提取率较高.

  

图1 不同乙醇浓度对杨梅原花青素提取率的影响

2.1.2 温度对杨梅原花青素提取效果的影响

从图2可知,杨梅原花青素提取效果随着温度的升高而上升,但当温度低于60℃时随着提取温度的升高,杨梅果肉原花青素提取率上升较为缓慢;当温度高于60℃时,随温度升高,杨梅果肉原花青素提取率增加较快,且在70℃时提取率较高.从乙醇的沸点及操作的方便考虑,选择70℃进行试验为宜.

  

图2 提取温度对杨梅原花青素提取率的影响

2.1.3 提取时间对杨梅原花青素提取效果的影响

图3为提取时间对杨梅原花青素提取效果的影响.在20-50 min之间随提取时间的增加,杨梅果肉原花青素提取率呈上升趋势;当50 min过后,其提取率反而下降.这可能是由于时间的延长造成原花青素降解,因此提取杨梅果肉原花青素的提取时间以选择为50 min为宜.

  

图3 不同时间对杨梅原花青素提取率的影响

2.1.4 料液比对杨梅原花青素提取效果的影响

[12]孙禹,原慧萍,周欣荣.原花青素眼用剂型的临床应用及对干眼症的影响[J].哈尔滨医科大学学报,2009,43(3):268-270.

  

图4 料液比对杨梅原花青素提取效果的影响

2.2 响应面法优化法杨梅果肉中原花青素提取工艺

2.2.1 响应面试验设计方案及结果分析

在单因素的基础上确定最佳的试验条件,根据Box-Benhnken设计响应面试验方案,共有29个试验点,实验的数据结果如表2所示.

4)教学实施,主要采取引导学生自主探究、组织研讨和教师答疑的方式。在课程单元教学中要着重考虑以下几个方面。

 

表2 杨梅原花青素提取响应面设计及实验结果

  

实验序号 A B C D 原花青素提取率(mg/g)预测值(mg/g)1 0 1 0 1 29.67 29.73 2 0 0 0 0 28.34 28.37

  

3 28.34 28.37 4 1 1 0-1 25.1 25.15 0 0 0 0 5 28.34 28.37 6 0 0-1 -1 27.78 27.73 0 0 0 0 7-1 -1 0 0 19.58 19.58 8 0-1 -1 0 25.6 25.62-1 0 1 0 21.81 21.84 10 -1 0 0 1 21.61 21.64 11 -1 1 0 0 23.09 22.95 12 1 0 1 0 25.35 25.32 13 0 1 -1 0 29.16 29.21 14 1 0 0 1 25.18 25.23 15 1 1 0 0 26.61 26.52 16 0 -1 1 0 26.61 26.64 17 0 0 0 0 28.41 28.37 18 -1 0 0 -1 21.54 21.57 19 0 1 0 -1 29.62 29.68 20 -1 0 -1 0 20.91 20.95 21 0 0 1 -1 28.54 28.50 22 0 0 0 0 28.64 28.60 23 1 0 -1 0 24.65 24.63 24 0 1 1 0 29.72 29.78 25 0 0 -1 1 27.83 27.78 26 0 0 0 0 28.41 28.37 27 0 -1 0 1 26.43 26.39 28 1 -1 0 0 23.12 23.17 29 0 -1 0 -1 26.33 26.29 9

2.2.2 响应面回归方程和方差分析

[13]吴 涛,黄云霞,张 民.葡萄籽原花青素的体内降血糖作用研究[J].现代食品科技,2016,43(8):42-47.

Y=28.368 +1.789167A +1.683333B +0.395C +0.0375D-0.005AB-0.05AC +0.0025AD-0.1125BC-0.0125BD+0.0125CD-4.96858A2-0.34483B2-0.21233C2-0.00358D2.

从表3的方差分析所示,杨梅原花青素提取的试验模型极显著(P<0.0001),表明该二次方程模型高度显著;回归方程失拟项 (P=0.084>0.05),说明失拟项不显著.相关系数为0.9997,预测较正系数为 0.9994,变异系数(CV)0.27%,说明该方程具有较好的模拟性,模型重现性好,可应用于试验设计和结果分析,以确定杨梅肉原花青素提取的最优工艺条件.

回归方程的各项显著性表明:一次项A、B、C对杨梅原花青素提取具有极显著影响(P<0.01),而D对提取率影响不显著(P>0.05).对回归方程中一次项系数绝对值进行比较,影响原花青素提取率的主次顺序因子,依次为乙醇浓度、温度、时间、料液比.从交互作用看,BC对杨梅原花青素提取具有极显著影响(P<0.01),而其它因素交互作用不显著,说明提取温度和时间对提取效果不是简单的线性关系,曲面效应显著.

 

表3 响应面方差分析表

  

注:**表示极显著(P< 0.01),*表示显著(P<0.05).

 

方差来源 平方和Model 243.6553 P>F 值<0.0001**A 38.41341 1 38.41341 7669.352 <0.0001**B 34.00333 1 34.00333 6788.867 <0.0001**C 1.8723 1 1.8723 373.8103 <0.0001**D 0.016875 1 0.016875 3.369144 0.0878 AB 0.0001 1 0.0001 0.019965 0.8896 AC 0.01 1 0.01 1.99653 0.1795 AD 2.5E-05 1 2.5E-05 0.004991 0.9447 BC 0.050625 1 0.050625 10.10743 0.0067**BD 0.000625 1 0.000625 0.124783 0.7292 CD 0.000625 1 0.000625 0.124783 0.7292 A2 160.1307 1 160.1307 31970.58 <0.0001**B2 0.771308 1 0.771308 153.994 <0.0001**C2 0.292446 1 0.292446 58.38774 <0.0001**D2 8.33E-05 1 8.33E-05 0.016629 0.8992残差 0.070122 14 0.005009失拟 0.064242 10 0.006424 4.370181 0.0840不显著净误差 0.00588 4 0.00147总和 243.7254 28自由度14均方17.40395 F值3474.75

2.2.3 响应曲面分析

通过回归方程绘制响应面和其投影等高线图来分析所考察的各工艺因素的交互作用对杨梅肉原花青素提取率的影响.图5的A-F综合反映了各变量与响应值之间,变量与变量之间的关系.由A、B、C可看出,随着乙醇浓度的升高,杨梅中原花青素的提取率先升高后下降;由A、D、E可知,随着温度的升高,杨梅中原花青素的提取率先升高后下降;由B、D、F可看出,随着时间的延长,杨梅中原花青素的提取率先升高后下降;由C、E、F可知,随着料液比的增加,杨梅中原花青素的提取率变化不明显.

利用Design-Expert软件分析计算可获取原花青素最佳提取工艺条件为:乙醇浓度为91.8%,提取温度75℃,提取时间56.7 min,液料比选取25:1(mL/g),在此条件下,回归模型预测的原花青素提取得率为29.98.

  

图5 各因素对杨梅原花青素提取率交互作用的响应面图

2.2.4 最优原花青素提取工艺条件和验证实验

为了验证实验结果的真实性,根据回归模型优化确定的最佳提取工艺条件:乙醇浓度92%,提取温度75℃,时间57 min,液料比选取25:1(mL/g).并在此条件下进行实验,重复3次,测得原花青素提取率的平均值为30.03 mg/g,如表4,与理论的相对偏差为0.17%.说明采用响应面法得到的优化工艺可行性强,优化结果可靠.

读书少或未读书者,尽管妆容精致、珠光宝气,却无论如何也掩盖不住他们“金玉其外、败絮其中”的空洞和肤浅;而读书多的人虽更加青睐于淡妆素服,但他们的一颦一笑、一举一止却无不透露出“清水出芙蓉,天然去雕饰”的自然美,这正是苏轼的那句“粗缯大布裹生涯,腹有诗书气自华”能深入人心的原因。所以,读书的过程,就是不断修葺和充实自己灵魂的过程。

 

表4 验证实验结果

  

处理 原花青素提取率(mg/g)1 2 3平均值最佳工艺 30.07 29.97 30.05 30.03

3 结论

本试验在单因素试验的基础上,采用中心组合设计及响应面分析,建立了乙醇浓度、温度、时间、料液比对杨梅原花青素提取率影响的回归模型,该回归模型R2=0.9997,失拟项P=0.084>0.05,说明该模型与实际情况拟合良好.对回归模型分析后可见:各因素对原花青素提取率影响的主次顺序为乙醇浓度、温度、时间、料液比;一次项乙醇浓度、温度和时间对原花青素提取率影响显著,而料液比对原花青素提取率影响不显著.二次项3个试验因子对花色苷提取量的影响较为复杂,不是简单线性关系;交互项BC(P<0.01),而其它交互项(P>0.05),说明提取温度与时间交互作用具有显著影响,而其他交互作用不明显.验证后的最佳工艺条件为:乙醇浓度92%,提取温度75℃,时间57 min,液料比选取 25:1(mL/g).在此条件下,杨梅原花青素提取率为30.03 mg/g,与理论的相对偏差仅为0.17%,说明该方法是可行的.所以本研究可为杨梅果肉中原花青素的提取利用以及原花青素的开发提供科学依据.

见姐姐有些心不在焉,罗瑞挖苦道:“姐,刘建平有什么好?穷酸样,还挺牛,凭什么呀?他不回来我还能好好吃一顿。我就讨厌看你在他面前那副样子,贤惠过头了吧?”

参考文献:

大跨度钢结构网架顶棚施工作为我国当前建筑施工中较为常见的一种施工形式,在其施工管理技术应用过程中,应该注重对施工技术应用分析,这样才能在施工技术应用分析下,全面提升大跨度钢结构网架顶棚高空散装施工质量。本文针对大跨度钢结构网架顶棚高空散装施工研究,能够在研究过程中,按照施工技术应用需求,将对应的技术应用难点及技术实施中的关键性技术应用控制好,对于提升其技术应用能力和钢结构网架顶棚散装施工质量具有重要性研究意义。

在城市发展中,活化更新已有较为详尽的定义,即拆除或改建破烂、陈旧的建筑物,以创造一个更美好的生活环境。在广袤的农村地界,应在保证文脉延续的前提下,使传统村落恢复活力,以全新的面貌适应当前新农村建设。传统村落不能套用城市更新的规律,其人口膨胀、土地扩展的问题对于传统村落并不适用,那么如何进行传统村落的活化更新,需注重以下几点。

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采用香草醛-盐酸法[30-31]测定杨梅提取物中原花青素的含量.准确量取儿茶素标准液(浓度为200 ug/mL)0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL于 10mL比色管中, 空白组中加入 0.5mL甲醇当对照, 相当于儿茶素 0、20 ug、40 ug、60 ug、80 ug、100 μg,然后分别加入 1%香草醛溶液和 8%盐酸各 2.5mL,振荡摇匀,于暗处反应20 min后,在波长为500nm处进行测量.以儿茶素(X)含量为横坐标,吸光度值(Y)为纵坐标绘制儿茶素标准曲线,得到回归方程:Y=5.6629X+0.0115,相关系数R2=0.9987.

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图4为料液比对杨梅原花青素提取效果影响.随着料液比的增加其原花青素的提取效果也相应增加,这由于料液比增加可使杨梅中的原花青素与溶剂接触充分并有利于溶出.从实验结果看,当料液比大于1:20(g/mL)后,原花青素的提取率增加缓慢,综合考虑故选择料液比为1:20(g/mL)为宜.

并发恶性心律失常的急性心肌梗死患者血清25-羟维生素D3、中性粒细胞/淋巴细胞比值及心肌酶学指标的变化…………………… 李长风 周彬 石光耀 等(6)767

通过Design-Expert软件对表2实验数据进行多元回归拟合,得到杨梅肉原花青素的提取率对乙醇浓度、温度、时间、料液比之间关系的回归方程为:

(3)间歇灌溉模式在平水年可显著减少灌水及排水,在不同水文年均可提高水稻产量。减量施肥且两次施肥的模式不仅可以提高水稻产量,还可以降低化肥施用量,避免面源污染产生的潜在风险。

除此以外,Kloster这一意象是一个封闭的、与外界社会隔离的空间,是浪漫文学的“内在性”的一个十分形象的写照。这种向内心寻找本原的思想倾向可以追溯到浪漫文学的哲学基础。

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采用乙醇提取杨梅果肉中原花青素,研究不同乙醇浓度、温度、时间、料液比等因素对杨梅原花青素提取效果的影响.

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平安西江建设行动计划用时三年,现如今棋至中盘,肇庆海事局在建设中积极作出表率,取得了阶段性成果。辖区水上安全事故锐减,安全监管形势变得越来越好,这片水域上奏响了一曲平安之歌。

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谢建华,张桂云,郭巧玲,张丽红,庞杰
《闽南师范大学学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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