基本信息
- 项目名称：
- 响应面分析法优化沙棘叶多糖提取工艺的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 该项研究利用响应面分析法，对沙棘叶多糖的微波辅助提取工艺进行优化。旨在为沙棘资源的合理利用提供理论参考。
- 详细介绍：
- 以十月份采集于繁峙的沙棘叶为实验材料，通过单因素实验获得沙棘叶多糖微波辅助提取的最佳微波功率、微波时间、料液比和提取次数。在此基础上，设计并实践四因素三水平的响应面分析实验方案，从而得到响应值与各自变量间的数学回归模型。分析各个因素的显著性和交互性后，得出微波辅助提取沙棘叶多糖的最佳工艺条件：微波时间60s，微波功率600W，料液比1:60.4g/mL，提取次数2次。在最佳工艺条件下，沙棘叶多糖的实际提取率为7.48%，与回归模型预测值基本一致，因而模型科学可靠。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 撰写目的：优化沙棘叶多糖提取条件，为合理开发利用沙棘资源提供理论参考。 撰写思路：在单因素实验的基础上，对沙棘叶多糖微波辅助提取条件进行四因素三水平的响应面分析法设计，建立响应值与各因素间的数学模型，依据此数学模型对沙棘叶多糖提取率的理论值进行预测。根据回归模型确定的多糖最佳提取条件进行提取实验，若实际值与理论值一致，则说明模型可靠，且响应面分析法对沙叶多糖提取条件的优化具有实际应用价值。
科学性、先进性及独特之处
- 作品的科学性:通过验证性试验，发现多糖提取率的实际测定值与数学模型的理论预测值基本一致，误差较小，说明所建立的回归模型科学可靠。 作品的先进性与独特之处：1.首次尝试采用响应面分析法对沙棘叶多糖微波辅助提取条件进行优化,与之类似的研究未见报道。2.目前对于沙棘果的研发已经比较成熟，但对于沙棘叶的研究较少。沙棘叶中活性成份丰富，极具研究价值。
应用价值和现实意义
- 响应面分析法实验周期短，所得的回归方程精度高，并且能研究几个因素间的交互作用，广泛应用于医药、化工、食品等领域。本实验首次尝试将响应面分析法应用于沙棘叶多糖微波辅助提取工艺的优化中，通过建立数学回归模型得到了沙棘叶多糖微波辅助提取的最佳工艺参数，旨在为沙棘资源的开发利用、工业生产提供理论参考。
学术论文摘要
- 本文以沙棘叶多糖提取为例，详细介绍Box-Behnken Design(BBD)在提取工艺优化中的实验设计和数据处理。在单因素实验的基础上，选取实验因素与水平，利用实验设计软件Design-Expert，采用四因素三水平的Box-Behnken 响应面分析法，分析各个因素的显著性和交互性后，得出微波辅助提取沙棘叶多糖的最佳工艺条件：微波时间60s，微波功率600W，料液比1:60.4g/mL，提取次数2次。在最佳工艺条件下，沙棘叶多糖的实际提取率为7.48%。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 该项研究首次将响应面分析法应用于沙棘叶多糖微波辅助提取工艺优化中，对沙棘资源的开发利用提供理论参考。该项研究所采用的研究方法新颖独特，使用的仪器精密度高，所得实验数据科学可靠，具有一定的开创性。
参考文献
- [1]张海容.沙棘活性化学成分与医疗应用[M].山西:山西科学技术出版社.2009.1-3,23-27. [2]赵二劳,韩永花,张海容.微波辅助萃取沙棘叶多糖的研究[J].江西师范大学学报，2005,29(3):207-209. [3] 孙萍萍,王颉,孙剑峰,牟建楼. 响应面法对缢蛏粗多糖提取工艺的优化[J].水产科学,2010,29(4):203-207. [4]刘洋,赵谋明,杨宁,杨宝.响应面分析法优化仙人掌多糖提取工艺的研究[J].食品与机械,2006,22(6):42-44. [8]张秀红,孙静超,李琪.响应面法优化茉莉花茶茶多糖提取工艺[J].基因组学与应用生物学,2010,29(3):603-608. [9]郭洁,洪子雯,方晓玲.Box-Behnken实验设计法优化表阿霉素脂质体的处方工艺[J].复旦学报(医学版),2007,34(6):816-820.
同类课题研究水平概述
- 沙棘，是新兴的浆果类果树，在生态建设和医疗保健中都有重要作用。沙棘浑身是宝，根、茎、叶、花、果都有其珍贵价值。沙棘果实中含有200多种生物活性成分，沙棘油中的活性成分有100多种，沙棘叶同样含有丰富的营养成分和活性物质，主要包括蛋白质、多糖类、有机酸、生物碱、黄酮类、氨基酸、类胡萝卜素、叶绿素及微量元素等。 目前，国内外学者对沙棘属植物中富含的多种生物活性物质做了大量的研究，如何将沙棘活性成分提取、分离及纯化成为当前迫切需要解决的问题。近年来，一些新型的提取、分离技术已经开始引入沙棘活性成分的提取过程中，如：超临界流体萃取、微波辅助萃取、超声波辅助萃取、大孔树脂等。这些技术较之传统的溶剂提取有着很多明显的优势。 对于沙棘叶多糖的提取，目前主要采用微波辅助提取法和超声波辅助提取法，与之前采用的热水法比较，提取率更高且实验操作简便。包怡红、秦蕾等曾对沙棘叶多糖的三种提取工艺进行详细研究，结果发现超声波法的最佳提取率为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%（沙棘叶多糖的提取工艺及抗氧化性研究[J].食品工业科技2010,1(1)：286-290.）。本实验中采用微波辅助提取法，只需短短数分钟即可提取得到目标产物，而传统的提取方法需要几个小时。该方法已应用于上百种中草药的提取生产中，被列为我国21世纪食品加工和中药制药现代化推广技术之一。 张海容等曾用“正交实验法”对沙棘叶多糖的微波辅助提取工艺进行研究，在最佳提取条件下，多糖提取率为5.25%。（微波辅助萃取沙棘叶多糖的研究[J].江西师范大学学报2005,29(3):207-209.）。而响应面分析法是一种新兴的实验设计方法，与这种过去广为使用的“正交实验法”相比，具有实验周期短，所得的回归方程精度高，并且能研究几个因素间交互作用等优点。响应面分析法在食品、化工、医药等领域的应用前景非常广阔。周丽等曾将响应面分析法应用到优化沙棘叶多糖超声波辅助提取工艺的研究中，（响应面法优化超声辅助提取沙棘叶多糖的工艺研究[J].宁夏医学杂志，2009，31（12）：1125-1126.） 但利用此方法优化沙棘叶多糖微波辅助提取工艺的研究未见报道。
