一种基于响应面法优化超声波提取胎菊总黄酮的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于响应面法优化超声波提取胎菊总黄酮的方法，采用响应面法对胎菊黄酮的提取工艺进行优化，在超声波、微波协同的条件下用乙醇进行提取，确定胎菊黄酮的最佳提取条件，从而为以后工业化大生产提供参考；本实验是在单因素的基础上，利用响应面法优化提取胎菊黄酮的工艺条件，最后得到了在超声波协同微波的条件下，提取胎菊总黄酮的最佳工艺条件是料液比1：40，提取时间40min，提取温度60℃，乙醇浓度72％。乙醇浓度72％。乙醇浓度72％。

【技术实现步骤摘要】
一种基于响应面法优化超声波提取胎菊总黄酮的方法


[0001]本专利技术涉及一种基于响应面法优化超声波提取胎菊总黄酮的方法。

技术介绍

[0002]杭白菊不仅营养价值很高，而且药用功效也很强，口感绝佳,是中国和东南亚地区人民普遍喜爱的日常饮料之一。现代医学研究证明，杭白菊有多种高生理活性的成分，主要有黄酮类化合物、挥发油、绿原酸、多糖类、微量因素(富含铁、锌、铜、硒等微量元素，因而具有一般蔬果无法比拟的作用)、维生素、氨基酸(其中谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸等含量较高)等，所以它的功效也很多，比如挥发油类有“三抗”，可抗菌抗炎抗肿瘤，也可解热等；黄酮类化合物可以抗氧化抗病毒、降压等；绿原酸可以降低血脂、清除人体内有害的自由基等。
[0003]目前提取黄酮类化合物的方法有很多种，比如有水浸提法、酶辅助解法、碱提酸沉法、超声波法、超临界流体提取法等。其中，用上述的第一种方法所提取出来的得率较低，而且提取液中含有较多的杂质，容易发生霉变；采用酶辅助解法的时候要考虑酶变性的条件，在设计实验参数的时候要兼顾到这个特殊的条件，这可能会降低提取率；碱提酸沉法的操作步骤较繁琐，需要先用碱提取黄酮再用酸使其沉淀下来；超临界流体提取设备属于高压设备，在购买器材方面需要大额的资金，不利于更好地推广；而超声波协同提取所需的技术要求不高，操作较简易，而且可以提高效率，缩短试验时间，成本较低，污染小，比较容易实现产业化生产，方便推广。

技术实现思路

[0004]根据现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于响应面法优化超声波提取胎菊总黄酮的方法，采用响应面法对胎菊黄酮的提取工艺进行优化，在超声波、微波协同的条件下用乙醇进行提取，确定胎菊黄酮的最佳提取条件，从而为以后工业化大生产提供参考。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种基于响应面法优化超声波提取胎菊总黄酮的方法，包括以下步骤：
[0006]步骤a.制备胎菊总黄酮提取液，计算黄酮提取率，根据黄酮提取率确定影响因素水平；
[0007]步骤b.进行单因素试验，考察各个因素对黄酮提取率的影响和确定各因素的最优取值点，并可以通过对比来剔除不重要的影响因素,
[0008]步骤c.响应面法试验设计，做了单因素试验得到相关结果之后，分析数据，综合考虑后，根据Box
‑
Behnken试验设计原理，把超声波功率这个因素剔除掉，只把料液比、提取时间、提取温度、乙醇浓度这四个因素填入系统中，并分别用字母A、B、C、D来表示，每个因素都取三个水平,响应值是黄酮提取率；
[0009]步骤d.响应面法优化试验结果与分析,把在单因素试验中得到的这四个因素的最优试验水平为中心点，再在这个点的上下区域各取一个水平值，将最优值及其水平值作为响应面试验设计水平，
[0010]步骤e.建立模型与检验显著性，将得到的实验数据通过回归分析；对试验数据进行多元拟合，得到了一个表现因素与响应值之间的关系的回归方程:Y＝4.01+0.011A
‑
0.062B+0.16C+0.14D+0.055AB
‑
0.032AC+0.045AD+0.070BC
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0.095BD+0.18CD
‑
0.42A2‑
0.80B2+0.019C2‑
0.69D2。
[0011]步骤f.根据回归方程模型作出因素两两组合之后的响应面图和等高线,根据图片逐个分析料液比、提取温度、提取时间和乙醇浓度究竟哪个对胎菊黄酮提取率的影响较大，最后得到的最优工艺条件。
[0012]优选的，所述影响因素水平选取乙醇浓度40％、50％、70％、80％、90％，提取时间20min、40min、60min、80min、100min，超声波提取功率50W、100W、130W、150W、200W，料液比1:10g/ml、1:30g/ml、1:40g/ml、1:60g/ml、1:70g/ml，提取温度40℃、50℃、55℃、70℃、80℃。
[0013]优选的，所述单因素试验包括：
[0014]探究料液比是如何影响黄酮提取率；
[0015]探究超声波功率是如何影响黄酮提取率；
[0016]探究提取时间是如何影响黄酮提取率；
[0017]探究提取温度是如何影响黄酮提取率；
[0018]乙醇浓度是如何影响黄酮提取率。
[0019]优选的，所述步骤d以料液比为1:40为最优值，再取1:30和1：50为水平值；提取温度以55℃为最优值，取50℃和60℃为水平值；提取时间以40min为最优值，取30min和50min为水平值；乙醇浓度以70％为最优值，取60％和80％为水平值。
[0020]优选的，根据方差分析表判断回归方程模型能否够反映响应值的变化。
[0021]优选的，所述最优工艺条件料液比1：39.86、时间39.91min、温度60℃和乙醇浓度72.35％，在这个条件之下预测得到的黄酮提取率为4.22％。
[0022]优选的，还包括3次平行实验，最后求一个平均值即为最终黄酮提取率，并再加一个无超声波协同提取的对比实验，以此来考察超声波的协同辅助提取黄酮的作用效果。
[0023]黄酮具有较高的极性，根据相似相溶的原理，实验中胎菊用不同浓度的乙醇作为溶剂来提取黄酮，将NaNO2、Al(NO3)3和NaOH这三种溶液加在一起作为一个显色剂。原理是在溶液为碱性的时候，提取出来的黄酮会在这个体系下与它们结合成一种红色的物质，这种红色的物质可以作为一种标记，就像酸碱滴定一样，颜色的变化可以显示实验的结果，最后显色完成后在510nm处测定吸光度值。
[0024]一般实验上采用的是正交设计或者是均匀设计，这是传统的数理统计方法，它可以同时兼顾几种因素，并可以找出最好的因素水平，再把它们组合在一起，但它有一个明显的缺点，就是在给出的一整个区域内，它给不了一个明确的多项式回归方程，这个函数表达式表示的是因素和响应值之间的关系，所以就不能找到最优工艺条件和响应面的最优值。而响应面法有它独特的优点，这个优点却又刚好可以弥补传统的数理统计方法的不足之处。响应面法也叫做响应曲面法，全部实验结束之后，将所有数据补充完整之后，系统就会根据实验数据给出相应图，有响应曲面和等高线图，可以切换来看。然后通过对响应曲面和等高线进行相关分析。这种方法简单来说就是选定目标响应值在函数等号的左端，选定一个或几个试验因素在函数等式的右端，并用直观的图形来表示这种函数关系。这种方法的一大优点就是它可以连续地对每个试验因素的各个水平进行分析，并给出相应的图形供参
考分析，克服了正交试验的最大缺点。这种方法还有的其他优点，比如总的实验次数减少了，实验周期变短了，最后得到的回归方程的精度高。
[0025]本专利技术的有益效果：这次的实验是采用响应面法对胎菊黄酮的提取工艺进行优化，在超声波、微波协同的条件下用乙醇进行提取，确定胎菊黄酮的最佳提取条件，从而为以后工业化大生产提供参考。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于响应面法优化超声波提取胎菊总黄酮的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a.制备胎菊总黄酮提取液，计算黄酮提取率，根据黄酮提取率确定影响因素水平；步骤b.进行单因素试验，考察各个因素对黄酮提取率的影响和确定各因素的最优取值点，并可以通过对比来剔除不重要的影响因素,步骤c.响应面法试验设计，做了单因素试验得到相关结果之后，分析数据，综合考虑后，根据Box
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Behnken试验设计原理，把超声波功率这个因素剔除掉，只把料液比、提取时间、提取温度、乙醇浓度这四个因素填入系统中，并分别用字母A、B、C、D来表示，每个因素都取三个水平,响应值是黄酮提取率；步骤d.响应面法优化试验结果与分析,把在单因素试验中得到的这四个因素的最优试验水平为中心点，再在这个点的上下区域各取一个水平值，将最优值及其水平值作为响应面试验设计水平；步骤e.建立模型与检验显著性，将得到的实验数据通过回归分析；对试验数据进行多元拟合，得到了一个表现因素与响应值之间的关系的回归方程:Y＝4.01+0.011A
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0.062B+0.16C+0.14D+0.055AB
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0.032AC+0.045AD+0.070BC
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0.095BD+0.18CD
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0.42A2‑
0.80B2+0.019C2‑
0.69D2。步骤f.根据回归方程模型作出因素两两组合之后的响应面图和等高线,根据图片逐个分析料液比、提取温度、提取时间和乙醇浓度究竟哪个对胎菊黄酮提取率的影响较大，最后得到的最优工艺条件。2.根据权利要求1所述一种基于响应面法优化超声波提取胎菊总黄酮的方法，其特征在于，所述影响因素水平选...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱艳，叶紫琪，史俊陶，
申请(专利权)人：杭州茶嘉茶业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：