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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 響應(yīng)面分析法優(yōu)化沙棘葉多糖提取工藝的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 該項(xiàng)研究利用響應(yīng)面分析法，對(duì)沙棘葉多糖的微波輔助提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。旨在為沙棘資源的合理利用提供理論參考。
- 詳細(xì)介紹：
- 以十月份采集于繁峙的沙棘葉為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)獲得沙棘葉多糖微波輔助提取的最佳微波功率、微波時(shí)間、料液比和提取次數(shù)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)踐四因素三水平的響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)方案，從而得到響應(yīng)值與各自變量間的數(shù)學(xué)回歸模型。分析各個(gè)因素的顯著性和交互性后，得出微波輔助提取沙棘葉多糖的最佳工藝條件：微波時(shí)間60s，微波功率600W，料液比1:60.4g/mL，提取次數(shù)2次。在最佳工藝條件下，沙棘葉多糖的實(shí)際提取率為7.48%，與回歸模型預(yù)測(cè)值基本一致，因而模型科學(xué)可靠。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 撰寫(xiě)目的：優(yōu)化沙棘葉多糖提取條件，為合理開(kāi)發(fā)利用沙棘資源提供理論參考。 撰寫(xiě)思路：在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)沙棘葉多糖微波輔助提取條件進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面分析法設(shè)計(jì)，建立響應(yīng)值與各因素間的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)此數(shù)學(xué)模型對(duì)沙棘葉多糖提取率的理論值進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)回歸模型確定的多糖最佳提取條件進(jìn)行提取實(shí)驗(yàn)，若實(shí)際值與理論值一致，則說(shuō)明模型可靠，且響應(yīng)面分析法對(duì)沙葉多糖提取條件的優(yōu)化具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 作品的科學(xué)性:通過(guò)驗(yàn)證性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)多糖提取率的實(shí)際測(cè)定值與數(shù)學(xué)模型的理論預(yù)測(cè)值基本一致，誤差較小，說(shuō)明所建立的回歸模型科學(xué)可靠。 作品的先進(jìn)性與獨(dú)特之處：1.首次嘗試采用響應(yīng)面分析法對(duì)沙棘葉多糖微波輔助提取條件進(jìn)行優(yōu)化,與之類似的研究未見(jiàn)報(bào)道。2.目前對(duì)于沙棘果的研發(fā)已經(jīng)比較成熟，但對(duì)于沙棘葉的研究較少。沙棘葉中活性成份豐富，極具研究?jī)r(jià)值。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 響應(yīng)面分析法實(shí)驗(yàn)周期短，所得的回歸方程精度高，并且能研究幾個(gè)因素間的交互作用，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域。本實(shí)驗(yàn)首次嘗試將響應(yīng)面分析法應(yīng)用于沙棘葉多糖微波輔助提取工藝的優(yōu)化中，通過(guò)建立數(shù)學(xué)回歸模型得到了沙棘葉多糖微波輔助提取的最佳工藝參數(shù)，旨在為沙棘資源的開(kāi)發(fā)利用、工業(yè)生產(chǎn)提供理論參考。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文以沙棘葉多糖提取為例，詳細(xì)介紹Box-Behnken Design(BBD)在提取工藝優(yōu)化中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取實(shí)驗(yàn)因素與水平，利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件Design-Expert，采用四因素三水平的Box-Behnken 響應(yīng)面分析法，分析各個(gè)因素的顯著性和交互性后，得出微波輔助提取沙棘葉多糖的最佳工藝條件：微波時(shí)間60s，微波功率600W，料液比1:60.4g/mL，提取次數(shù)2次。在最佳工藝條件下，沙棘葉多糖的實(shí)際提取率為7.48%。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 該項(xiàng)研究首次將響應(yīng)面分析法應(yīng)用于沙棘葉多糖微波輔助提取工藝優(yōu)化中，對(duì)沙棘資源的開(kāi)發(fā)利用提供理論參考。該項(xiàng)研究所采用的研究方法新穎獨(dú)特，使用的儀器精密度高，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)科學(xué)可靠，具有一定的開(kāi)創(chuàng)性。
參考文獻(xiàn)
- [1]張海容.沙棘活性化學(xué)成分與醫(yī)療應(yīng)用[M].山西:山西科學(xué)技術(shù)出版社.2009.1-3,23-27. [2]趙二勞,韓永花,張海容.微波輔助萃取沙棘葉多糖的研究[J].江西師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2005,29(3):207-209. [3] 孫萍萍,王頡,孫劍峰,牟建樓. 響應(yīng)面法對(duì)縊蟶粗多糖提取工藝的優(yōu)化[J].水產(chǎn)科學(xué),2010,29(4):203-207. [4]劉洋,趙謀明,楊寧,楊寶.響應(yīng)面分析法優(yōu)化仙人掌多糖提取工藝的研究[J].食品與機(jī)械,2006,22(6):42-44. [8]張秀紅,孫靜超,李琪.響應(yīng)面法優(yōu)化茉莉花茶茶多糖提取工藝[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué),2010,29(3):603-608. [9]郭潔,洪子雯,方曉玲.Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法優(yōu)化表阿霉素脂質(zhì)體的處方工藝[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2007,34(6):816-820.
同類課題研究水平概述
- 沙棘，是新興的漿果類果樹(shù)，在生態(tài)建設(shè)和醫(yī)療保健中都有重要作用。沙棘渾身是寶，根、莖、葉、花、果都有其珍貴價(jià)值。沙棘果實(shí)中含有200多種生物活性成分，沙棘油中的活性成分有100多種，沙棘葉同樣含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，主要包括蛋白質(zhì)、多糖類、有機(jī)酸、生物堿、黃酮類、氨基酸、類胡蘿卜素、葉綠素及微量元素等。 目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)沙棘屬植物中富含的多種生物活性物質(zhì)做了大量的研究，如何將沙棘活性成分提取、分離及純化成為當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。近年來(lái)，一些新型的提取、分離技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始引入沙棘活性成分的提取過(guò)程中，如：超臨界流體萃取、微波輔助萃取、超聲波輔助萃取、大孔樹(shù)脂等。這些技術(shù)較之傳統(tǒng)的溶劑提取有著很多明顯的優(yōu)勢(shì)。 對(duì)于沙棘葉多糖的提取，目前主要采用微波輔助提取法和超聲波輔助提取法，與之前采用的熱水法比較，提取率更高且實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便。包怡紅、秦蕾等曾對(duì)沙棘葉多糖的三種提取工藝進(jìn)行詳細(xì)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超聲波法的最佳提取率為7.5%，高于微波法的最佳提取率7.05%和水提法的最佳提取率6.24%（沙棘葉多糖的提取工藝及抗氧化性研究[J].食品工業(yè)科技2010,1(1)：286-290.）。本實(shí)驗(yàn)中采用微波輔助提取法，只需短短數(shù)分鐘即可提取得到目標(biāo)產(chǎn)物，而傳統(tǒng)的提取方法需要幾個(gè)小時(shí)。該方法已應(yīng)用于上百種中草藥的提取生產(chǎn)中，被列為我國(guó)21世紀(jì)食品加工和中藥制藥現(xiàn)代化推廣技術(shù)之一。 張海容等曾用“正交實(shí)驗(yàn)法”對(duì)沙棘葉多糖的微波輔助提取工藝進(jìn)行研究，在最佳提取條件下，多糖提取率為5.25%。（微波輔助萃取沙棘葉多糖的研究[J].江西師范大學(xué)學(xué)報(bào)2005,29(3):207-209.）。而響應(yīng)面分析法是一種新興的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，與這種過(guò)去廣為使用的“正交實(shí)驗(yàn)法”相比，具有實(shí)驗(yàn)周期短，所得的回歸方程精度高，并且能研究幾個(gè)因素間交互作用等優(yōu)點(diǎn)。響應(yīng)面分析法在食品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊。周麗等曾將響應(yīng)面分析法應(yīng)用到優(yōu)化沙棘葉多糖超聲波輔助提取工藝的研究中，（響應(yīng)面法優(yōu)化超聲輔助提取沙棘葉多糖的工藝研究[J].寧夏醫(yī)學(xué)雜志，2009，31（12）：1125-1126.） 但利用此方法優(yōu)化沙棘葉多糖微波輔助提取工藝的研究未見(jiàn)報(bào)道。
