響應面優(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（設計）</p><p>　　論文題目：響應面優(yōu)化苦蕎麥總黃酮提取工藝的研究</p><p>　　所在學院 生物與環(huán)境學院 </p><p>　　專業(yè)班級 環(huán)境工程 </p><p>　　學生姓名 學號 <

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

3、的主要因素提取時間、提取溫度、乙醇體積分數(shù)、料液比進行優(yōu)化，得到影響因素的最佳值。在此基礎之上，應用Design-Expert軟件中的Box-Benhnken中心組合設計響應面實驗，并通過方差分析回歸建立數(shù)學模型，得到苦蕎麥總黃酮的最佳提取條件為：提取時間120.41min，提取溫度93.79℃，乙醇體積分數(shù)63.79%，液固比1:54.73g/mL，在此條件下，提取率最高達12.8%。說明采用響應面法對苦蕎麥總黃酮的提取條件進行優(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 實驗儀器3</p><p>　　2.2 實驗試劑與材料3</p><p>　　2.3 實驗方法3</p><p>　　2.3.1 蘆丁標準曲線3</p><p>　　2.

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

10、間對苦蕎麥總黃酮提取率的影響6</p><p>　　3.1.2 乙醇體積分數(shù)對苦蕎麥總黃酮提取率的影響6</p><p>　　3.1.3 料液比對苦蕎麥總黃酮提取率的影響7</p><p>　　3.1.4 提取溫度對苦蕎麥總黃酮提取率的影響8</p><p>　　3.2 響應面分析法優(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11</p><p>　　3.2.3 響應曲面分析13</p><p>　　3.3 驗證性試驗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>　　蕎麥具有很好的營養(yǎng)保健作用?？嗍w麥俗稱苦蕎,學名韃靼蕎麥（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、增加機體對胰島素敏感性和抗脂質(zhì)過氧化等作用[2]。苦蕎麥含蛋白質(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。苦蕎麥是一種經(jīng)濟價值很高的農(nóng)作物具有極廣

14、的開發(fā)應用前景[4]。目前黃酮提取工藝研究中以熱水浸提法較多，近年來發(fā)展起來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>　　響應面法是利用合理的試驗設計，采用多元二次回歸

15、合因素與響應值之間的函數(shù)關(guān)系，通過對回歸方程的分析尋求最佳工藝參數(shù)，進行多變量優(yōu)化的一種有效方法，具有使用簡單、精密度高、預測性好的優(yōu)點，廣泛應用于生物、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，對應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,通過分析提取物紅外圖譜特征，并與蘆丁標準品比較，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, 利用單因素響應面分析法對影響苦蕎麥總黃酮提取率的主要因素提取時間、提取溫度、乙醇體積分數(shù)、料液比進行優(yōu)化，得到影響因素的最佳值。再在單因素試驗的基礎上，采用Box-Behnken中心組合設計，并通過方差分析回歸建

17、立數(shù)學模型，得到苦蕎麥總黃酮的最佳提取條件。響應面法優(yōu)化苦蕎麥總黃酮索氏提取法提取條件，對苦蕎麥的綜合利用以及黃酮類化合物的產(chǎn)業(yè)化具有理論指導意義[9]。</p><p><b>　　2 材料與方法</b></p><p><b>　　2.1 實驗儀器</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）；UV-3200PCS分光光度計（上海美普達儀器有限公司）；SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵（上海青浦瀘西儀器廠）；蒸餾裝置。</p><p>　　2.2 實驗試劑與材料</p><p>　　苦蕎麥（粉狀），蘆丁標準品（阿拉?。瑹o水乙醇

19、(溧陽市光源工貿(mào)有限公司)，亞硝酸鈉（天津市北方天醫(yī)化學試劑廠），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，稱量紙，濾紙，紗布，溫度計，漏斗，圓底燒瓶，玻璃棒，燒杯。</p><p><b>　　2.3 實驗方法</b></p><p>　　2.3.1 蘆丁標準曲線</p><p>　　精確稱取恒重的蘆丁標準品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的蘆丁標準溶液。</p><p>　　精確吸取蘆丁標準溶液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510nm處測定吸光度值，得吸光度值與濃度之間的回歸方程，繪制標準曲線，得到標準曲線方程為：</p><p>　　y = 14.375x + 0.003（R² = 0.9993）。</p><p><b>　　標準工作曲線如圖1</b></p><p>　　圖1 蘆丁標準工作曲線</p><p>

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

23、蒸餾，考察提取時間對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　2.3.2.2 乙醇體積分數(shù)的選擇</p><p>　　精確稱取2.0g干燥的苦蕎麥粉，固定提取溫度90℃，料液比1:30g/mL，提取時間2h，選擇乙醇體積分數(shù)分別為50％，60％，70％，80％，90％，進行索氏提取，抽濾，蒸餾，考察乙醇體積分數(shù)對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>　　精確稱取2.0g干燥的苦蕎麥粉，固定提取溫度90℃，乙醇體積分數(shù)60％，提取時間2h,選擇料液比分別為1:20，1:30，1:40，1:50，1:60g/mL,進行索氏提取，抽濾，蒸餾，考察料液比對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>　　精確稱取2.0g干燥

25、的苦蕎麥粉，固定料液比1:50g/mL，乙醇體積分數(shù)60％，提取時間2h,選擇提取溫度分別為79、82、85、90、95℃，進行索氏提取，抽濾，蒸餾，考察提取溫度對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　2.3.3 響應面優(yōu)化苦蕎麥總黃酮的優(yōu)化試驗</p><p>　　根據(jù)Box-Benhnken的中心組合試驗設計原理，結(jié)合單因素實驗結(jié)果，選擇提取時間、提取溫度、料液比、乙醇體積分

26、數(shù)四個因素，每個因素3個水平，應用Design-ExpertSoftware軟件，設計4因素3水平的響應面分析試驗，利用響應面試驗結(jié)果，對苦蕎麥總黃酮的提取工藝進行優(yōu)化。因素與水平設計見表1。</p><p>　　表1 響應面分析因素與水平</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定</p><p>　　精確稱取苦蕎麥粉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所描述的固定三個因素不變，改變一個因素進行索氏提取，所得的溶液趁熱進行抽濾，接著將所得的濾液在可調(diào)溫的電熱套上進行蒸餾，最后將蒸餾后的一點溶液

28、進行過濾到10mL比色皿中，再用純乙醇進行定容到刻度，并在可見分光光度計上測得吸光度，按下面的公式計算黃酮的得率：</p><p>　　Y=C×V/M×100％ (1)</p><p>　　式中：C為標準曲線求出的濃度mg/mL；M為稱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 單因素試驗結(jié)果</p><p>　　3.1.1 提取時間對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間的增大而升高，當提取時間為120min時達到最大值，之后提取率降低。剛開始時，提取時間的延長有助于苦蕎麥總黃酮的充分

30、擴散析出，所以，總黃酮提取率會不斷增加，后來，隨著時間的延長，溶出的雜質(zhì)過多隨即阻礙苦蕎麥總黃酮的溶出[13]，還有可能原因是在長時間作用下，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，提取時間以120min為宜。</p><p>　　圖2 提取時間對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 乙醇體積分數(shù)對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數(shù)的增大而直線上升，當乙醇體積分數(shù)為60%時達到最大值，之后提取率逐漸下降，根

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

33、致對黃酮類化合物溶解度減小。而且隨著乙醇體積分數(shù)的增大，一些醇溶性雜質(zhì)、色素、親脂性強的成分大量溶出，不利于提取和后期的分離純化[6]。所以乙醇體積分數(shù)以60%為宜。</p><p>　　圖3 乙醇體積分數(shù)對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，在剛開始前兩個點是呈下降趨勢，當料液比為1:50時提取率達到最大，之后隨著料液比的增大，提取率下降?？赡苁莿傞_始溶劑用量增加提高了液固濃度差,同時增大樣品與溶劑的接觸面,有利于

35、黃酮擴散速度的提高[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，其他非黃酮類可溶性物質(zhì)溶解度也逐漸增大，進而致使總黃酮相對提取率降低[8]。還有可能是由于料液比過大導致許多雜質(zhì)溶出，從而阻礙黃酮類化合物的溶出[13]，并且采用大量溶劑對后續(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。當提取溫度為90℃時提取率達到最大，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，導致提取率提高。然而，過高的溫度也會產(chǎn)生使黃酮類化合物氧化等不良的反應，黃酮的得率下降[6]。還有可能是因為在溫度增高時，苦蕎麥中的可溶性蛋白溶出變性，增大了提取溶劑的黏度，從而阻礙了黃酮類物質(zhì)從細胞中溶出[14]；并且類黃酮為活性物質(zhì)，提取溫度過高會破壞類黃酮的化學結(jié)構(gòu)[16]，進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 響應面分析法優(yōu)選苦蕎麥總黃酮提取工藝</p><p>　　3.2.1 響應

39、面分析與結(jié)論</p><p>　　根據(jù)中心組合設計原理[11]，結(jié)合響應面分析方法，綜合單因素試驗結(jié)果，以料液比A=( Z1-50)/10、提取時間B=( Z2 -120)/10、乙醇體積分數(shù)C=( Z3-60)/10和提取溫度D=( Z4-90)/5四個因素為自變量（Z1、Z2、Z3和Z4見表 1），以苦蕎麥總黃酮提取率為響應值(Y)，設計4因素5水平共29個試驗點（其中25個為析因試驗，4個為中心試驗）的響應

40、面分析試驗。</p><p>　　表2中試驗3、5、6、7、10~29為析因試驗，1、2、4、8、9為中心試驗。29個實驗點分為析因點和零點，其中析因點為自變量取值在A、B、C和D所構(gòu)成的三維頂點, 零點為區(qū)域的中心點, 零點實驗重復5次，用以估計試驗誤差[12]。實驗方案及實驗結(jié)果見表2。</p><p>　　表2 響應面試驗結(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</p><p>　　應用Design-Expert.V8.0.6軟件對表2中的數(shù)據(jù)進行二次多元回歸擬合，得到料液比A、提取時間B、乙醇

42、體積分數(shù)C、提取溫度D與苦蕎麥總黃酮之間的二次多項回歸方程：-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>　　對上述回歸模型進行方差分析，

43、結(jié)果見表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，說明回歸方程描述各因子與響

44、應值之間的關(guān)系時，其應變量與全體自變量之間的線性關(guān)系是極其顯著的，即這種實驗方法是可靠的[6]。由表3可知，一次項中料液比、提取溫度對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應極顯著，提取時間對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應顯著，乙醇體積分數(shù)對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應不顯著。各因素對苦蕎麥總黃酮得率的影響大小為提取溫度>液固比>提取時間>乙醇體積分數(shù)。交互項中液固比和提取溫度的交互作用對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應高度顯著，提取時間和提取

45、溫度的交互作用對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應顯著，液固比和乙醇體積分數(shù)的交互作用對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應顯著。液固比和提取時間、提取時間和乙醇體積分數(shù)、乙醇體積分數(shù)和提取溫度三個對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應不顯著。二次項中液固比、提取時間和提取溫度對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應極顯著，乙醇體積分數(shù)對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應高度顯著。模型的F值為24.14，P<0.0001，說明模型差異顯著。失擬值P=0.0059<0.01

46、，失擬項差異高度顯著[7]。</p><p>　　3.2.3 響應曲面分析</p><p>　　多元回歸方程可以得到不同因素對得率影響的響應面及其等高線圖。等高線圖表示在同一橢圓型的曲線上，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。如果一個響應曲面坡度趨于陡峭(即等高線排列密集)，表明響應值對于操作條件的改變非常敏感，而曲面坡度相對平緩(即等高線排列疏松)，

47、操作條件的改變對響應值影響會比較小。等高線的形狀也可反映出交互效應的強弱，趨向橢圓且橢圓的軸線與坐標軸存在一個角度，表明交互作用明顯。而等高線的形狀趨向圓形或橢圓的軸線與坐標軸角度較小，表明交互作用比較弱[6]。</p><p>　　圖6 液固比和提取溫度對苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線和響應面（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可以看出等高線圖都趨向橢圓且橢圓的軸線與坐標軸存在一個角度，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存在上升嶺系統(tǒng)。在液固比較低水平時，等高線相對比較平坦，提取溫度對總黃酮得率的影響不明顯，在

49、液固比較高水平時，等高線排列密集，提取溫度對總黃酮得率的影響比較明顯。而且通過上升嶺系統(tǒng)可以較快地到達得率最優(yōu)區(qū)域。說明2個因素之間存在互相促進作用，與回歸方程中項系數(shù)AD為正號相符。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可以看出等高線圖都趨向橢圓且橢圓的軸線與坐標軸存在一個角度，表明交互作用顯著。分析圖7可知提取時間與提取溫度的等高線存在上升嶺系

50、統(tǒng)。在提取時間較低水平時，等高線相對比較密集，提取溫度對總黃酮得率的影響明顯，在提取時間較高水平時，等高線排列平坦，提取溫度對總黃酮得率的影響比較不明顯。而且通過上升嶺系統(tǒng)可以較快地到達得率最優(yōu)區(qū)域。說明2個因素之間存在互相促進作用。又因為BD交互項的p=0.0176大于AD交互項的p=0.0084，所以提取時間和提取溫度之間的交互作用對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苦蕎麥總黃酮提取率的影響。

51、</p><p>　　圖7 提取時間和提取溫度對苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線和響應面（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數(shù)對苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線和響應面（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: 當液固比較小，等高線排列比較密集，表明在液固比不是很充足時，乙醇體積分數(shù)對苦蕎麥總黃酮的得率影響顯著，提高乙醇體積分數(shù)能明顯提高苦蕎麥總黃酮的得率。而在液固比較充分時，等高線排列比較疏松，表明對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數(shù)，苦蕎麥總黃酮的得率也得不到明顯提高。說明這2個因素之間互相抑制，但還是有明顯的交互效應。又由于AC交互項的p=0.0199大于AD和BD交互項的p

54、值，所以料液比和乙醇體積分數(shù)之間的交互作用對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間與提取溫度的交互作用對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交互項的p=0.0662大于AD、BD和AC的交互項p值，所以提取時間和乙醇體積分數(shù)對苦蕎麥總黃酮提取率的影響次于后三者對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　圖9 乙醇體積分數(shù)

55、和提取溫度對苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線和響應面（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 提取時間和乙醇體積分數(shù)對苦蕎麥總黃酮提取率

56、影響的等高線和響應面（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交互項的p=0.1986

57、大于AD、BD、AC和CD的交互項p值，所以提取溫度和乙醇體積分數(shù)對苦蕎麥總黃酮提取率的影響次于后四者對苦蕎麥總黃酮提取率的影響。</p><p>　　圖11 液固比和提取時間對苦蕎麥總黃酮提取率影響的等高線和響應面（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交互項的p=0.3109大于其他的交互項p值，所以液固比和提取時間之間的交互作用對苦蕎麥總黃酮的提取率影響不顯著。</p><p><b>　　3.3

59、 驗證性試驗</b></p><p>　　通過實驗輔助軟件Design Expert優(yōu)化提取條件， 得到最佳的理論提取條件并對其通過實際試驗驗證[17]，得出最佳提取條件為液固比1:54.73g/mL，提取時間120.41min，乙醇體積分數(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%。為了檢驗響應面法所得結(jié)果的可靠性，同時考慮到實際操作和實驗儀器的局限性，修正后

60、的最佳工藝條件如下:液固比1:55 g/mL，提取時間120min，乙醇體積分數(shù)64%，提取溫度94℃，在此條件下，進行3次驗證試驗得，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%。實際測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 軟件的預測值。所以，實驗模型選擇合理，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處的吸收峰對應的是羥基伸縮振動，峰

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

63、頻方向移動是因為相鄰羥基誘導作用產(chǎn)生，可能是羥基的面內(nèi)彎曲振動產(chǎn)生的，在此發(fā)生峰的疊加，1167.1733cm-1處的吸收峰對應芳醚反稱的吸收峰[19]。與蘆丁結(jié)構(gòu)圖13一致。</p><p>　　圖13 蘆丁標樣的紅外光譜</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>　　以單因素為實驗基礎，采用響應面法對影響苦蕎麥黃酮提取條件的料液比、乙醇體積分數(shù)、提取溫度、提取時間四個因素進行了方差分析[18]。</p><p>　　使用軟件進行數(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，對影響索氏提取的關(guān)鍵因素及其相互作用進行探討，得到因素的主效應關(guān)系為: 提取溫度>液固比>提取時間>乙醇體積分數(shù)。交互項中液固比和提取溫度的交互作用對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應高度顯著，提取時間和提取溫度的交互作用對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應顯著，液固比和乙醇體積分數(shù)的交互作用對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應顯著。液固比和提取時間、提取時間和乙醇體

66、積分數(shù)、乙醇體積分數(shù)和提取溫度三個對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應不顯著。二次項中液固比、提取時間和提取溫度對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應極顯著，乙醇體積分數(shù)對苦蕎麥總黃酮得率的線性效應高度顯著。</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。該法無需化學處理，操作簡單，能快速、科學、準確地對苦蕎麥的質(zhì)量進行鑒別研究[21]。</p><p>　　利用由響應

67、面法得到的模型進行探討，最后得到的索氏提取過程優(yōu)化的工藝條件如下: 乙醇體積分數(shù)為64%，提取時間為120min，提取溫度為94℃，液料比為1:55g/mL。驗證實驗表明苦蕎麥總黃酮得率11.5%，與模型預測值基本相符。</p><p><b>　　參考文獻</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)過半年多時間的實驗，畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲。</p><p>　　本論文是在導師林老師的悉心指導下完成的，整個論文從剛開始的選題、查閱文獻、實驗設計、實施、修改到完成都凝聚著導師的心血。林老師平日工作比較繁忙，但對于我們的畢業(yè)論文指導工作還是十分重視的。由于缺乏經(jīng)驗，在實驗過程中遇到很多困難，在林老師的指導和幫助下，順利地

80、解決了這些困難。林老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、精益求精的工作作風使我受益匪淺。值此論文完成之際，謹向?qū)熤乱猿绺叩木匆夂驼嬲\的謝意。</p><p>　　在整個實驗和論文的完成過程中，我同組的同學都給予了我熱情的指導和幫助；同時，還要感謝學院生物與環(huán)境科學的老師這四年來對我的教導、支持和鼓勵。</p><p>　　最后，我深深感謝一直以來關(guān)心、支持和幫助我的家人、朋友及老師！</p>