響應(yīng)面優(yōu)化苦蕎麥總黃酮提取工藝的研究【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　論文題目：響應(yīng)面優(yōu)化苦蕎麥總黃酮提取工藝的研究</p><p>　　所在學(xué)院 生物與環(huán)境學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 環(huán)境工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) <

2、/p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p>　　完成日期 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文運(yùn)用響應(yīng)面優(yōu)化苦蕎麥中黃酮類(lèi)化合物的提取工藝。利用單因素響應(yīng)面分析法對(duì)影響苦蕎麥總黃酮提取率

3、的主要因素提取時(shí)間、提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比進(jìn)行優(yōu)化，得到影響因素的最佳值。在此基礎(chǔ)之上，應(yīng)用Design-Expert軟件中的Box-Benhnken中心組合設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)方差分析回歸建立數(shù)學(xué)模型，得到苦蕎麥總黃酮的最佳提取條件為：提取時(shí)間120.41min，提取溫度93.79℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)63.79%，液固比1:54.73g/mL，在此條件下，提取率最高達(dá)12.8%。說(shuō)明采用響應(yīng)面法對(duì)苦蕎麥總黃酮的提取條件進(jìn)行優(yōu)化合

4、理可行。</p><p>　　關(guān)鍵詞：苦蕎麥； 總黃酮； 索氏提取法； 響應(yīng)面優(yōu)化法</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In this paper,we use response surface to optimize the extraction process of the

5、0;bitter buckwheat flavonoids.Single-factor response surface analysis is used to optimize the main factors of the bitter buckwheat total flavonoids’extraction rate,such as extraction time,extract

6、ion temperature,the ethanolvolume fraction,solid to liquid ratio.After optimization,we’ll get the best value of the influencing factors.On this basis,by the application of the Design-Expert software in the Box-

7、Benhnken central </p><p>　　Keyword: Bitter buckwheat; Total flavonoids; Soxhlet extraction; Response surface methodology</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 前言2</

8、b></p><p><b>　　2 材料與方法3</b></p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)儀器3</p><p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與材料3</p><p>　　2.3 實(shí)驗(yàn)方法3</p><p>　　2.3.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)3</p><p>　　2.

9、3.2 單因素試驗(yàn)4</p><p>　　2.3.3 響應(yīng)面優(yōu)化苦蕎麥總黃酮的優(yōu)化試驗(yàn)5</p><p>　　2.3.4 苦蕎麥總黃酮的提取及測(cè)定5</p><p><b>　　3 結(jié)果與分析6</b></p><p>　　3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果6</p><p>　　3.1.1 提取時(shí)

10、間對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響6</p><p>　　3.1.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響6</p><p>　　3.1.3 料液比對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響7</p><p>　　3.1.4 提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響8</p><p>　　3.2 響應(yīng)面分析法優(yōu)選苦蕎麥總黃酮提取工藝9</p>

11、<p>　　3.2.1 響應(yīng)面分析與結(jié)論9</p><p>　　3.2.2 模型方程的建立及其顯著性檢驗(yàn)11</p><p>　　3.2.3 響應(yīng)曲面分析13</p><p>　　3.3 驗(yàn)證性試驗(yàn)17</p><p>　　3.4 紅外光譜分析18</p><p><b>　　4 結(jié)論1

12、9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　蕎麥具有很好的營(yíng)養(yǎng)保健作用?？嗍w麥俗稱(chēng)苦蕎,學(xué)名韃靼蕎麥（Tartarian Buck

13、wheat），屬雙子葉蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyromesculentum）植物，性喜冷涼[1]。蕎麥含有豐富的維生素E和可溶性膳食纖維，同時(shí)還含有煙酸和蘆?。ㄊ|香甙），蘆丁具有良的降血糖、降血脂、增加機(jī)體對(duì)胰島素敏感性和抗脂質(zhì)過(guò)氧化等作用[2]?？嗍w麥含蛋白質(zhì)9.3% ~11.7%,脂肪1.7% ~2.6%,淀粉72.17% ~73.6%[3]，人體中必需的氨基酸齊全?？嗍w麥?zhǔn)且环N經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的農(nóng)作物具有極廣

14、的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景[4]。目前黃酮提取工藝研究中以熱水浸提法較多，近年來(lái)發(fā)展起來(lái)一些新型的提取技術(shù)，如超臨界萃取、微波輔助浸提、超聲波輔助浸提等，這些方法都能大幅度提高得率[6]。</p><p>　　索氏提取法是從固體物質(zhì)中萃取化合物的一種方法。利用溶劑回流和虹吸原理，使固體物質(zhì)每一次都能為純的溶劑所萃取，所以萃取效率較高。</p><p>　　響應(yīng)面法是利用合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用多元二次回歸

15、合因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)對(duì)回歸方程的分析尋求最佳工藝參數(shù)，進(jìn)行多變量?jī)?yōu)化的一種有效方法，具有使用簡(jiǎn)單、精密度高、預(yù)測(cè)性好的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生物、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域[8]。</p><p>　　紅外光譜是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的直觀反映，被測(cè)物質(zhì)在光譜圖中有特征峰存在，并且不受其它峰的干擾，濃度變化敏感，是分析測(cè)試常量物質(zhì)比較好的選擇方法[20]。由于提取條件的不同，對(duì)應(yīng)提取物紅外光譜的特征峰型、峰高和峰位置存在一定的差

16、異,通過(guò)分析提取物紅外圖譜特征，并與蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品比較，將為采用定量分析方法結(jié)合紅外光譜技術(shù)控制槐米總黃酮提取物的質(zhì)量提供參考依據(jù)[19]。</p><p>　　本文采取索氏提取法提取苦蕎麥中總黃酮的含量, 利用單因素響應(yīng)面分析法對(duì)影響苦蕎麥總黃酮提取率的主要因素提取時(shí)間、提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比進(jìn)行優(yōu)化，得到影響因素的最佳值。再在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)，并通過(guò)方差分析回歸建

17、立數(shù)學(xué)模型，得到苦蕎麥總黃酮的最佳提取條件。響應(yīng)面法優(yōu)化苦蕎麥總黃酮索氏提取法提取條件，對(duì)苦蕎麥的綜合利用以及黃酮類(lèi)化合物的產(chǎn)業(yè)化具有理論指導(dǎo)意義[9]。</p><p><b>　　2 材料與方法</b></p><p><b>　　2.1 實(shí)驗(yàn)儀器</b></p><p>　　索氏提取器，Vertex傅立葉紅外光譜儀（

18、BRUKER），HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州國(guó)華電器有限公司）；AL104電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；TC-15套式恒溫器（新華醫(yī)療器械廠(chǎng)）；UV-3200PCS分光光度計(jì)（上海美普達(dá)儀器有限公司）；SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵（上海青浦瀘西儀器廠(chǎng)）；蒸餾裝置。</p><p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與材料</p><p>　　苦蕎麥（粉狀），蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（阿拉?。?，無(wú)水乙醇

19、(溧陽(yáng)市光源工貿(mào)有限公司)，亞硝酸鈉（天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠(chǎng)），硝酸鋁（天津市博迪化工有限公司）所有試劑均為分析純。蒸餾水，沸石，藥匙，稱(chēng)量紙，濾紙，紗布，溫度計(jì)，漏斗，圓底燒瓶，玻璃棒，燒杯。</p><p><b>　　2.3 實(shí)驗(yàn)方法</b></p><p>　　2.3.1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)</p><p>　　精確稱(chēng)取恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品10

20、mg，置于10 mL容量瓶中，加乙醇使充分溶解，再用乙醇稀釋至刻度，搖勻。所得溶液濃度為1mg/mL的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。</p><p>　　精確吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60mL于10mL容量瓶中，加5%亞硝酸鈉溶液1.0mL，搖勻，放置6min，加10%硝酸鋁溶液1.0mL，搖勻，放置6min，加4%氫氧化鈉溶液5.0mL，再加蒸餾水定容至刻度，搖勻，靜置15

21、min后在波長(zhǎng)510nm處測(cè)定吸光度值，得吸光度值與濃度之間的回歸方程，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為：</p><p>　　y = 14.375x + 0.003（R² = 0.9993）。</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)如圖1</b></p><p>　　圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)</p><p>

22、;　　Fig.1 Rutin standard working curve</p><p>　　2.3.2 單因素試驗(yàn)</p><p>　　2.3.2.1 提取時(shí)間的選擇</p><p>　　精確稱(chēng)取2.0g干燥的苦蕎麥粉，固定提取溫度90℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，料液比1:30g/mL，選擇提取時(shí)間分別為60、90、120、150、180min，進(jìn)行索氏提取，抽濾，

23、蒸餾，考察提取時(shí)間對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　2.3.2.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)的選擇</p><p>　　精確稱(chēng)取2.0g干燥的苦蕎麥粉，固定提取溫度90℃，料液比1:30g/mL，提取時(shí)間2h，選擇乙醇體積分?jǐn)?shù)分別為50％，60％，70％，80％，90％，進(jìn)行索氏提取，抽濾，蒸餾，考察乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　

24、2.3.2.3 料液比的選擇</p><p>　　精確稱(chēng)取2.0g干燥的苦蕎麥粉，固定提取溫度90℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)60％，提取時(shí)間2h,選擇料液比分別為1:20，1:30，1:40，1:50，1:60g/mL,進(jìn)行索氏提取，抽濾，蒸餾，考察料液比對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　2.3.2.4 提取溫度的選擇</p><p>　　精確稱(chēng)取2.0g干燥

25、的苦蕎麥粉，固定料液比1:50g/mL，乙醇體積分?jǐn)?shù)60％，提取時(shí)間2h,選擇提取溫度分別為79、82、85、90、95℃，進(jìn)行索氏提取，抽濾，蒸餾，考察提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　2.3.3 響應(yīng)面優(yōu)化苦蕎麥總黃酮的優(yōu)化試驗(yàn)</p><p>　　根據(jù)Box-Benhnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，結(jié)合單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇提取時(shí)間、提取溫度、料液比、乙醇體積分

26、數(shù)四個(gè)因素，每個(gè)因素3個(gè)水平，應(yīng)用Design-ExpertSoftware軟件，設(shè)計(jì)4因素3水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn)，利用響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)苦蕎麥總黃酮的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。</p><p>　　表1 響應(yīng)面分析因素與水平</p><p>　　Table1 The table of level factors of Response surface experimen

27、t</p><p>　　2.3.4 苦蕎麥總黃酮的提取及測(cè)定</p><p>　　精確稱(chēng)取苦蕎麥粉2.0g于250mL燒杯中，再用玻璃棒將其完全轉(zhuǎn)入250mL圓底燒瓶中，加入沸石，再按上述2.3.2.1、2.3.2.2、2.3.2.3、2.3.2.4所描述的固定三個(gè)因素不變，改變一個(gè)因素進(jìn)行索氏提取，所得的溶液趁熱進(jìn)行抽濾，接著將所得的濾液在可調(diào)溫的電熱套上進(jìn)行蒸餾，最后將蒸餾后的一點(diǎn)溶液

28、進(jìn)行過(guò)濾到10mL比色皿中，再用純乙醇進(jìn)行定容到刻度，并在可見(jiàn)分光光度計(jì)上測(cè)得吸光度，按下面的公式計(jì)算黃酮的得率：</p><p>　　Y=C×V/M×100％ (1)</p><p>　　式中：C為標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)求出的濃度mg/mL；M為稱(chēng)取的苦蕎麥粉粉的質(zhì)量g；V為提取得到的黃酮定容后的體積mL。</p>

29、<p><b>　　3 結(jié)果與分析</b></p><p>　　3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　3.1.1 提取時(shí)間對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響</p><p>　　由圖2可知，苦蕎麥總黃酮提取率隨著提取時(shí)間的增大而升高，當(dāng)提取時(shí)間為120min時(shí)達(dá)到最大值，之后提取率降低。剛開(kāi)始時(shí)，提取時(shí)間的延長(zhǎng)有助于苦蕎麥總黃酮的充分

30、擴(kuò)散析出，所以，總黃酮提取率會(huì)不斷增加，后來(lái)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，溶出的雜質(zhì)過(guò)多隨即阻礙苦蕎麥總黃酮的溶出[13]，還有可能原因是在長(zhǎng)時(shí)間作用下，黃酮化合物發(fā)生降解、或是雜質(zhì)含量增加，有效成分含量下降，甚至是溶劑揮發(fā)引起溶劑濃度下降，從而引起提取率的降低[10]。因此，提取時(shí)間以120min為宜。</p><p>　　圖2 提取時(shí)間對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響</p><p>　　Fig.2

31、 The influence of extracting times on extraction of total flavone from Tartary buckwheat</p><p>　　3.1.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響</p><p>　　由圖3可知，苦蕎麥總黃酮提取率隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大而直線(xiàn)上升，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%時(shí)達(dá)到最大值，之后提取率逐漸下降，根

32、據(jù)相似相溶原理[12]，極性相近可達(dá)到最大溶出度，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%時(shí)，苦蕎麥總黃酮得率達(dá)到峰值，即此時(shí)溶劑與被提取溶質(zhì)的極性相近[9]。溶劑與提取物極性相似時(shí)，提取物可以容易地從植物細(xì)胞中溢出，即乙醇和水的比例一定，其極性與苦蕎麥中的黃酮類(lèi)物質(zhì)相近時(shí)，才能有利于黃酮類(lèi)物質(zhì)的提取。另外，溶液中適當(dāng)水的存在也會(huì)使植物材料吸水而膨脹，增大了植物細(xì)胞和溶液的接觸面積，可以加快傳質(zhì)過(guò)程。乙醇體積分?jǐn)?shù)超過(guò)60%后，乙醇溶液極性變得相對(duì)偏低，導(dǎo)

33、致對(duì)黃酮類(lèi)化合物溶解度減小。而且隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，一些醇溶性雜質(zhì)、色素、親脂性強(qiáng)的成分大量溶出，不利于提取和后期的分離純化[6]。所以乙醇體積分?jǐn)?shù)以60%為宜。</p><p>　　圖3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響</p><p>　　Fig.3 The influence of ethanol concentration on extraction of total

34、flavone from Tartary buckwheat</p><p>　　3.1.3 料液比對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響</p><p>　　由圖4可知，苦蕎麥總黃酮提取率隨著料液比的增大總體是先升高后下降的，在剛開(kāi)始前兩個(gè)點(diǎn)是呈下降趨勢(shì)，當(dāng)料液比為1:50時(shí)提取率達(dá)到最大，之后隨著料液比的增大，提取率下降?？赡苁莿傞_(kāi)始溶劑用量增加提高了液固濃度差,同時(shí)增大樣品與溶劑的接觸面,有利于

35、黃酮擴(kuò)散速度的提高[15]，所以提取率增大。之后降低可能主要是隨著溶劑體積的增大，其他非黃酮類(lèi)可溶性物質(zhì)溶解度也逐漸增大，進(jìn)而致使總黃酮相對(duì)提取率降低[8]。還有可能是由于料液比過(guò)大導(dǎo)致許多雜質(zhì)溶出，從而阻礙黃酮類(lèi)化合物的溶出[13]，并且采用大量溶劑對(duì)后續(xù)的蒸餾照成麻煩。所以，料液比以1:50為宜。</p><p>　　圖4 料液比對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響</p><p>　　Fig.

36、4 The influence of solid-liquid ratio on extraction of total flavone from Tartary buckwheat</p><p>　　3.1.4 提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響</p><p>　　由圖5可知，苦蕎麥總黃酮提取率隨著提取溫度的增大而升高。當(dāng)提取溫度為90℃時(shí)提取率達(dá)到最大，之后隨著溫度的升高，提取率

37、逐漸下降。隨著溫度的升高，使得提取物的溶解度增加和傳質(zhì)速率加快，導(dǎo)致提取率提高。然而，過(guò)高的溫度也會(huì)產(chǎn)生使黃酮類(lèi)化合物氧化等不良的反應(yīng)，黃酮的得率下降[6]。還有可能是因?yàn)樵跍囟仍龈邥r(shí)，苦蕎麥中的可溶性蛋白溶出變性，增大了提取溶劑的黏度，從而阻礙了黃酮類(lèi)物質(zhì)從細(xì)胞中溶出[14]；并且類(lèi)黃酮為活性物質(zhì)，提取溫度過(guò)高會(huì)破壞類(lèi)黃酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)[16]，進(jìn)而降低了黃酮的提取率。所以提取溫度以90℃為宜。</p><p>　

38、　圖5 提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響</p><p>　　Fig.5 The influence of extracting temperature on extraction of total flavone from Tartary buckwheat</p><p>　　3.2 響應(yīng)面分析法優(yōu)選苦蕎麥總黃酮提取工藝</p><p>　　3.2.1 響應(yīng)

39、面分析與結(jié)論</p><p>　　根據(jù)中心組合設(shè)計(jì)原理[11]，結(jié)合響應(yīng)面分析方法，綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，以料液比A=( Z1-50)/10、提取時(shí)間B=( Z2 -120)/10、乙醇體積分?jǐn)?shù)C=( Z3-60)/10和提取溫度D=( Z4-90)/5四個(gè)因素為自變量（Z1、Z2、Z3和Z4見(jiàn)表 1），以苦蕎麥總黃酮提取率為響應(yīng)值(Y)，設(shè)計(jì)4因素5水平共29個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)（其中25個(gè)為析因試驗(yàn)，4個(gè)為中心試驗(yàn)）的響應(yīng)

40、面分析試驗(yàn)。</p><p>　　表2中試驗(yàn)3、5、6、7、10~29為析因試驗(yàn)，1、2、4、8、9為中心試驗(yàn)。29個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)分為析因點(diǎn)和零點(diǎn)，其中析因點(diǎn)為自變量取值在A、B、C和D所構(gòu)成的三維頂點(diǎn), 零點(diǎn)為區(qū)域的中心點(diǎn), 零點(diǎn)實(shí)驗(yàn)重復(fù)5次，用以估計(jì)試驗(yàn)誤差[12]。實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。</p><p>　　表2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　Table.

41、2 The result of response surface design experiments</p><p><b>　　續(xù)表2</b></p><p>　　3.2.2 模型方程的建立及其顯著性檢驗(yàn)</p><p>　　應(yīng)用Design-Expert.V8.0.6軟件對(duì)表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到料液比A、提取時(shí)間B、乙醇

42、體積分?jǐn)?shù)C、提取溫度D與苦蕎麥總黃酮之間的二次多項(xiàng)回歸方程：-683.93242+0.038583A+4.50165B-1.13630C+9.75837D+3.35003AB+8.37503AC+0.019550AD+4.30003BC-0.017150BD+0.012700CD-0.024848A2-0.013910B2-7.56003C2-0.051190D2</p><p>　　對(duì)上述回歸模型進(jìn)行方差分析，

43、結(jié)果見(jiàn)表3（表中，P＜0.001，差異極顯著；P＜0.01，差異高度顯著；P＜0.05，差異顯著）[11]。</p><p>　　表 3 回歸方程方差分析結(jié)果</p><p>　　Table.3 The analysis of variance for regression model</p><p>　　回歸方程模型的P值 ＜0.05，說(shuō)明回歸方程描述各因子與響

44、應(yīng)值之間的關(guān)系時(shí)，其應(yīng)變量與全體自變量之間的線(xiàn)性關(guān)系是極其顯著的，即這種實(shí)驗(yàn)方法是可靠的[6]。由表3可知，一次項(xiàng)中料液比、提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)極顯著，提取時(shí)間對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)顯著，乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)不顯著。各因素對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的影響大小為提取溫度>液固比>提取時(shí)間>乙醇體積分?jǐn)?shù)。交互項(xiàng)中液固比和提取溫度的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)高度顯著，提取時(shí)間和提取

45、溫度的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)顯著，液固比和乙醇體積分?jǐn)?shù)的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)顯著。液固比和提取時(shí)間、提取時(shí)間和乙醇體積分?jǐn)?shù)、乙醇體積分?jǐn)?shù)和提取溫度三個(gè)對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)不顯著。二次項(xiàng)中液固比、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)極顯著，乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)高度顯著。模型的F值為24.14，P<0.0001，說(shuō)明模型差異顯著。失擬值P=0.0059<0.01

46、，失擬項(xiàng)差異高度顯著[7]。</p><p>　　3.2.3 響應(yīng)曲面分析</p><p>　　多元回歸方程可以得到不同因素對(duì)得率影響的響應(yīng)面及其等高線(xiàn)圖。等高線(xiàn)圖表示在同一橢圓型的曲線(xiàn)上，黃酮的得率是相同的。在橢圓形區(qū)域中心，黃酮得率最高，由中心向邊緣逐漸降低。如果一個(gè)響應(yīng)曲面坡度趨于陡峭(即等高線(xiàn)排列密集)，表明響應(yīng)值對(duì)于操作條件的改變非常敏感，而曲面坡度相對(duì)平緩(即等高線(xiàn)排列疏松)，

47、操作條件的改變對(duì)響應(yīng)值影響會(huì)比較小。等高線(xiàn)的形狀也可反映出交互效應(yīng)的強(qiáng)弱，趨向橢圓且橢圓的軸線(xiàn)與坐標(biāo)軸存在一個(gè)角度，表明交互作用明顯。而等高線(xiàn)的形狀趨向圓形或橢圓的軸線(xiàn)與坐標(biāo)軸角度較小，表明交互作用比較弱[6]。</p><p>　　圖6 液固比和提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線(xiàn)和響應(yīng)面（B=0，C=0）</p><p>　　Fig.6 Response Surface of i

48、nterrelated influence of temperature and the solid-liquid ratio to flavonoids rate （B=0，C=0）</p><p>　　圖6可以看出等高線(xiàn)圖都趨向橢圓且橢圓的軸線(xiàn)與坐標(biāo)軸存在一個(gè)角度，表明交互作用顯著。分析圖6可知液固比與提取溫度的等高線(xiàn)存在上升嶺系統(tǒng)。在液固比較低水平時(shí)，等高線(xiàn)相對(duì)比較平坦，提取溫度對(duì)總黃酮得率的影響不明顯，在

49、液固比較高水平時(shí)，等高線(xiàn)排列密集，提取溫度對(duì)總黃酮得率的影響比較明顯。而且通過(guò)上升嶺系統(tǒng)可以較快地到達(dá)得率最優(yōu)區(qū)域。說(shuō)明2個(gè)因素之間存在互相促進(jìn)作用，與回歸方程中項(xiàng)系數(shù)AD為正號(hào)相符。因此此圖可以看出料液比和提取溫度之間的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮的提取率影響顯著。</p><p>　　圖7可以看出等高線(xiàn)圖都趨向橢圓且橢圓的軸線(xiàn)與坐標(biāo)軸存在一個(gè)角度，表明交互作用顯著。分析圖7可知提取時(shí)間與提取溫度的等高線(xiàn)存在上升嶺系

50、統(tǒng)。在提取時(shí)間較低水平時(shí)，等高線(xiàn)相對(duì)比較密集，提取溫度對(duì)總黃酮得率的影響明顯，在提取時(shí)間較高水平時(shí)，等高線(xiàn)排列平坦，提取溫度對(duì)總黃酮得率的影響比較不明顯。而且通過(guò)上升嶺系統(tǒng)可以較快地到達(dá)得率最優(yōu)區(qū)域。說(shuō)明2個(gè)因素之間存在互相促進(jìn)作用。又因?yàn)锽D交互項(xiàng)的p=0.0176大于AD交互項(xiàng)的p=0.0084，所以提取時(shí)間和提取溫度之間的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮的提取率影響也是顯著的，但次于液固比和提取溫度之間的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響。

51、</p><p>　　圖7 提取時(shí)間和提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線(xiàn)和響應(yīng)面（A=0，C=0）</p><p>　　Fig.7 Response Surface of interrelated influence of temperature and extracting times to flavonoids rate （A=0，C=0）</p><p&g

52、t;　　圖8 液固比和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線(xiàn)和響應(yīng)面（B=0，D=0）</p><p>　　Fig.8 Response Surface of interrelated influence of ethanol concentration and the solid-liquid ratio to flavonoids rate（B=0，D=0）</p><p>　

53、　分析圖8可知: 當(dāng)液固比較小，等高線(xiàn)排列比較密集，表明在液固比不是很充足時(shí)，乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮的得率影響顯著，提高乙醇體積分?jǐn)?shù)能明顯提高苦蕎麥總黃酮的得率。而在液固比較充分時(shí)，等高線(xiàn)排列比較疏松，表明對(duì)苦蕎麥總黃酮的得率影響不是很明顯，即液固比比較充分的情況下，即使提高乙醇體積分?jǐn)?shù)，苦蕎麥總黃酮的得率也得不到明顯提高。說(shuō)明這2個(gè)因素之間互相抑制，但還是有明顯的交互效應(yīng)。又由于AC交互項(xiàng)的p=0.0199大于AD和BD交互項(xiàng)的p

54、值，所以料液比和乙醇體積分?jǐn)?shù)之間的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響次于液固比與提取溫度和提取時(shí)間與提取溫度的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　由表3回歸方程方差分析結(jié)果可知：CD交互項(xiàng)的p=0.0662大于AD、BD和AC的交互項(xiàng)p值，所以提取時(shí)間和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響次于后三者對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　圖9 乙醇體積分?jǐn)?shù)

55、和提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線(xiàn)和響應(yīng)面（A=0，B=0）</p><p>　　Fig.9 Response Surface of interrelated influence of temperature ethanol concentration to flavonoids rate （A=0，B=0）</p><p>　　圖10 提取時(shí)間和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率

56、影響的等高線(xiàn)和響應(yīng)面（A=0，D=0）</p><p>　　Fig.10 Response Surface of interrelated influence of extracting times and ethanol concentration to flavonoids rate （A=0，D=0）</p><p>　　由表3回歸方程方差分析結(jié)果可知：BC交互項(xiàng)的p=0.1986

57、大于AD、BD、AC和CD的交互項(xiàng)p值，所以提取溫度和乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響次于后四者對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　圖11 液固比和提取時(shí)間對(duì)苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線(xiàn)和響應(yīng)面（C=0，D=0）</p><p>　　Fig.11 Response Surface of interrelated influence of extracting tim

58、es and the solid-liquid ratio to flavonoids rate （C=0，D=0）</p><p>　　由圖11可以看出等高線(xiàn)形狀基本是呈圓形的，曲面比較平滑，還有就是根據(jù)回歸方程方差分析結(jié)果的AB交互項(xiàng)的p=0.3109大于其他的交互項(xiàng)p值，所以液固比和提取時(shí)間之間的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮的提取率影響不顯著。</p><p><b>　　3.3

59、 驗(yàn)證性試驗(yàn)</b></p><p>　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)輔助軟件Design Expert優(yōu)化提取條件， 得到最佳的理論提取條件并對(duì)其通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證[17]，得出最佳提取條件為液固比1:54.73g/mL，提取時(shí)間120.41min，乙醇體積分?jǐn)?shù)63.79%，提取溫度93.79℃，在此條件下苦蕎麥總黃酮提取率為12.8129%。為了檢驗(yàn)響應(yīng)面法所得結(jié)果的可靠性，同時(shí)考慮到實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)儀器的局限性，修正后

60、的最佳工藝條件如下:液固比1:55 g/mL，提取時(shí)間120min，乙醇體積分?jǐn)?shù)64%，提取溫度94℃，在此條件下，進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)得，吸光度A1=0.521，提取率為11.5%；吸光度A2=0.489，提取率為10.8%；吸光度A3=0.547，提取率為12.1%。實(shí)際測(cè)得的苦蕎麥總黃酮平均提取率為（11.5+10.8+12.1）%/3=11.5%，略低于Design Expert 軟件的預(yù)測(cè)值。所以，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦x擇合理，結(jié)果比較理想。

61、</p><p>　　3.4 紅外光譜分析</p><p>　　用KBr壓片法測(cè)定純化后樣品的紅外吸收光譜[20]。</p><p>　　圖12 樣品的紅外光譜圖</p><p>　　Fig.12 IR of Sample</p><p>　　由圖12可知，3424.3067cm-1處的吸收峰對(duì)應(yīng)的是羥基伸縮振動(dòng)，峰

62、形寬大，吸收峰極強(qiáng)，證明有酚羥基或糖上的羥基存在。2923.7578cm-1處有碳?xì)滏I的伸縮振動(dòng),吸收峰的強(qiáng)度較小,說(shuō)明飽和碳上的氫較少。1649.0682cm-1處有羰基的伸縮振動(dòng)，兩者位置和峰型一樣，說(shuō)明提取物是黃酮類(lèi)物質(zhì)。1537.1442cm-1處的吸收峰對(duì)應(yīng)苯環(huán)骨架的伸縮振動(dòng)，1453.2012cm-1處的吸收峰的亞甲基的剪式振動(dòng)，1244.8983cm-1處的吸收峰的次甲基的面內(nèi)彎曲振動(dòng)，它的的基峰1340cm-1，這里向高

63、頻方向移動(dòng)是因?yàn)橄噜徚u基誘導(dǎo)作用產(chǎn)生，可能是羥基的面內(nèi)彎曲振動(dòng)產(chǎn)生的，在此發(fā)生峰的疊加，1167.1733cm-1處的吸收峰對(duì)應(yīng)芳醚反稱(chēng)的吸收峰[19]。與蘆丁結(jié)構(gòu)圖13一致。</p><p>　　圖13 蘆丁標(biāo)樣的紅外光譜</p><p>　　Fig.13 Infrared Spectra of rutin specimen</p><p>　　由此，可以看出，利

64、用紅外光譜可以反映所用提取條件與提取方法所得提取物的指紋特征[19]。</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　以單因素為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，采用響應(yīng)面法對(duì)影響苦蕎麥黃酮提取條件的料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取溫度、提取時(shí)間四個(gè)因素進(jìn)行了方差分析[18]。</p><p>　　使用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，建立了索氏提取苦蕎麥中黃酮的工藝數(shù)

65、學(xué)模型?；貧w分析表明，該模型的穩(wěn)定性較好。而且利用模型的回歸方程及其等高線(xiàn)，對(duì)影響索氏提取的關(guān)鍵因素及其相互作用進(jìn)行探討，得到因素的主效應(yīng)關(guān)系為: 提取溫度>液固比>提取時(shí)間>乙醇體積分?jǐn)?shù)。交互項(xiàng)中液固比和提取溫度的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)高度顯著，提取時(shí)間和提取溫度的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)顯著，液固比和乙醇體積分?jǐn)?shù)的交互作用對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)顯著。液固比和提取時(shí)間、提取時(shí)間和乙醇體

66、積分?jǐn)?shù)、乙醇體積分?jǐn)?shù)和提取溫度三個(gè)對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)不顯著。二次項(xiàng)中液固比、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)極顯著，乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)苦蕎麥總黃酮得率的線(xiàn)性效應(yīng)高度顯著。</p><p>　　利用紅外光譜可以反映所用提取條件與提取方法所得提取物的指紋特征。該法無(wú)需化學(xué)處理，操作簡(jiǎn)單，能快速、科學(xué)、準(zhǔn)確地對(duì)苦蕎麥的質(zhì)量進(jìn)行鑒別研究[21]。</p><p>　　利用由響應(yīng)

67、面法得到的模型進(jìn)行探討，最后得到的索氏提取過(guò)程優(yōu)化的工藝條件如下: 乙醇體積分?jǐn)?shù)為64%，提取時(shí)間為120min，提取溫度為94℃，液料比為1:55g/mL。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明苦蕎麥總黃酮得率11.5%，與模型預(yù)測(cè)值基本相符。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 唐維媛,董永剛,王嘯,王潔燕,梁福娟.貴州特產(chǎn)苦蕎麥中總黃酮的提取[J].

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79、lt;b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)半年多時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。</p><p>　　本論文是在導(dǎo)師林老師的悉心指導(dǎo)下完成的，整個(gè)論文從剛開(kāi)始的選題、查閱文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施、修改到完成都凝聚著導(dǎo)師的心血。林老師平日工作比較繁忙，但對(duì)于我們的畢業(yè)論文指導(dǎo)工作還是十分重視的。由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到很多困難，在林老師的指導(dǎo)和幫助下，順利地

80、解決了這些困難。林老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)使我受益匪淺。值此論文完成之際，謹(jǐn)向?qū)熤乱猿绺叩木匆夂驼嬲\(chéng)的謝意。</p><p>　　在整個(gè)實(shí)驗(yàn)和論文的完成過(guò)程中，我同組的同學(xué)都給予了我熱情的指導(dǎo)和幫助；同時(shí)，還要感謝學(xué)院生物與環(huán)境科學(xué)的老師這四年來(lái)對(duì)我的教導(dǎo)、支持和鼓勵(lì)。</p><p>　　最后，我深深感謝一直以來(lái)關(guān)心、支持和幫助我的家人、朋友及老師！</p>