响应面法优化黄精多糖提取工艺

2022-08-09金昊艺林洪宇赵东夫冯玉荣

食品安全导刊 2022年20期

金昊艺，林洪宇，赵东夫，冯玉荣，宋润，李璐

（长春中医药大学，吉林长春 130117）

黄精为药食同源植物，可食用、也可药用。多糖是黄精的主要功效成分，具有抗自由基[1-2]、抗脂质过氧化[3]、免疫调节[4]、调节血糖和血脂[5]、抗疲劳[6]、抗病毒[7]、抑菌[8]和抗炎[9]等多种活性，且应用广泛。本研究采用响应面法优化了黄精多糖的提取工艺。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与设备

黄精、葡萄糖标准品为上海源叶生物公司产品；其余试剂均为国产分析纯；电子天平，购自德国赛多利斯公司；紫外分光光度计，上海让奇仪器公司。

1.2 实验方法

1.2.1 黄精多糖的提取工艺

黄精多糖的提取工艺为黄精→55 ℃干燥→粉碎→过筛→称重→用水浸泡→过滤→加80%终浓度的乙醇沉淀→离心得沉淀→干燥→苯酚-浓硫酸法测吸光度值→计算黄精多糖得率。

1.2.2 响应面法制备黄精多糖

参考单因素实验结果[10]，采用Design-Expert 8.0.6.1 软件依据Box-Behnken 实验设计原理，选择A粒度、B料液比、CpH 和D提取时间4 个因素进行优化，见表1。

表1 响应面法提取黄精多糖因素与水平表

1.2.3 数据处理实验数据以平均值± 方差（x—±s）表示，SPSS Statistics 24 软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 响应面优化结果

运用Design-Expert 8.0.6.1 软件进行响应面优化结果分析，见表2。

表2 响应面法提取黄精多糖实验结果

2.2 模型的建立与方差分析

运用Design-Expert 8.0.6.1 软件进行多元回归拟合，得到黄精得率（Y）与粒度（A）、料液比（B）、pH（C）以及提取时间（D）的回归方程为Y=4.03+0.60A+0.50B+0.45C+0.73D+0.17AB+0.013AC-0.30AD+0.15BC+0.16BD+0.12CD-0.87A2-1.17B2-1.09C2-0.93D2。由表3 可知，F值为39.674 31，P＜0.000 1，说明模型成立。失拟项方差分析表明，F值为5.357 348，P＞0.05，说明无需拟合更高次项方程，模型合理。模型决定系数为0.975，调整决定系数为0.951，说明响应值的变化95.1%来源于所选因素。本模型中信噪比值为19.17，远大于4，说明了模型的充分性和合理性，能准确地反映实验结果，具有较高的精确度。根据F值大小，对得率影响的因素大小顺序为D＞A＞B＞C。

表3 回归模型的各项方差分析

（续表3）

2.3 三维响应曲面图分析

图1为粒度、料液比、pH 以及提取时间4 个因素对响应值的三维曲面图以及等高线图。由图1可知，AB、AC、BC、BD以及CD间等高线近似圆形，显示因素间没有交互作用；其中，AD等高线近似椭圆形，说明A、D两因素间存在交互作用，且A因素对综合评分的影响低于D因素。同时，A和D因素响应面图显示，黄精多糖的得率随A粒度因素的增加而增加，但当达到一定值时则开始降低。

图1 粒度、料液比、提取时间和pH4 因素间的交互影响图

2.4 最佳工艺条件及验证

依据方差分析及三维响应曲面图分析结果，得出黄精多糖最佳提取工艺为粒度为82.69 目、料液比为1 ∶26.38、pH 9.49、提取时间为2.38 h 时，理论最佳得率的预测值为4.38%。根据上述条件，选取粒度80 目、料液比1 ∶26、pH 9.5、提取时间2.4 h时，测定黄精粗多糖得率，实验重复3 次，取平均值为4.21%，与理论最佳得率的预测值接近，且误差小于5%。