CN105017200A - 一种响应面法优化红心火龙果果皮花青素提取工艺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种响应面法优化红心火龙果果皮花青素提取工艺的方法,以红心火龙果的果皮为原料,运用单因素试验法探究乙醇浓度、提取时间、浸提液pH值和提取温度对提取火龙果果皮花青素的作用,以乙醇浓度、浸提液pH值、提取温度、提取时间为影响因素,以红心火龙果果皮花青素提取液吸光度为响应值,应用中心组合试验建立数学模型,通过响应面的分析,确定提取红心火龙果果皮花青素最佳的乙醇浓度、浸提液pH值、提取温度和提取时间,得到的花青素的提取量为?58.9mg/g。本发明不仅可以提高收益,而且可以降低果皮对环境造成的污染,提高火龙果的价值。
Description
技术领域
本发明涉及果皮花青素提取工艺技术领域,尤其涉及一种响应面法优化红心火龙果果皮花青素提取工艺的方法。
背景技术
火龙果(Hylocereus undatus)是我们日常生活中常见的一种水果,别名又叫做青龙果、红龙果等。因为火龙果具很高的营养成分,所以火龙果有益于人类的身心健康。
火龙果不仅营养成分很高,而且它还含有其它植物比较少见的植物性白蛋白及花青素。火龙果的种类丰富,如果按照它的果皮和果肉的颜色作为分类依据一共可以分为红皮白肉、红皮红肉、黄皮白肉等3种,其所含的植物性白蛋白具备很好的解毒效用,特别是对于重金属中毒的患者,而它的另一大效用就是保护人体胃壁。红龙果果皮中含有的花青素不仅具有抗氧化的作用,还具有抗衰的功效,能够有效的避免人脑细胞的突变,遏制老年人痴呆的发生;它含可溶性膳食纤维,可以有效的降低人体的血糖,从而防止大肠癌等等。火龙果含有繁多的花青素,因此火龙果是花青素提取的优良来源。
然而目前花青素提取的技术条件相对较差,既造成了资源的极大浪费,还导致环境污染,加工质量不稳定,生产成本高,经济效益低。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种响应面法优化红心火龙果果皮花青素提取工艺的方法,确定红心火龙果中花青素的最佳的提取条件,提高火龙果的价值。
有鉴于此,本发明提供了一种响应面法优化红心火龙果果皮花青素提取工艺的方法,包括以下步骤:
步骤a)以红心火龙果果皮为原料,进行红心火龙果果皮花青素提取的单因素试验,包括乙醇浓度的选择、浸提液 pH 值的选择、提取温度的选择、提取时间的选择;
步骤b)以乙醇浓度、浸提液 pH 值、提取温度、提取时间为影响因素,以红心火龙果果皮中所提取的花青素的吸光度为响应值,应用中心组合试验建立数学模型,进行响应面分析,筛选出对果皮花青素提取影响显著的因素;
步骤c)对所述影响因素相互作用的等高线、响应面曲面图和数学模型进行分析,确定提取红心火龙果果皮花青素最佳的乙醇浓度、浸提液 pH 值、提取温度和提取时间。
优选的,所述乙醇浓度的选择具体为:以乙醇的体积分数为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的乙醇体积分数下红心火龙果果皮花青素的吸光度。
优选的,所述浸提液 pH 值的选择具体为:以浸提液pH值为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的pH值下红心火龙果果皮花青素的吸光度。
优选的,所述提取温度的选择具体为:以提取温度为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的提取温度下红心火龙果果皮花青素的吸光度。
优选的,所述提取时间的选择具体为:以提取时间为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的提取时间下红心火龙果果皮花青素的吸光度。
优选的,所述应用中心组合试验建立数学模型具体为:运用Box-Behnken 复合模型,进行影响因素的水平试验,以红心火龙果果皮中所提取的花青素的吸光度为响应值,运用 Design Expert8.0.5b 软件对试验所得的数据进行回归分析,得到红心火龙果果皮花青素提取液吸光度与所述影响因素之间的数学模型。
优选的,所述数学模型为0.520-0.077×A+0.016×B+8.333×10-2×C+0.01×D-5.000×10-3×A×B+2.250×10-3×A×C-5.750×10-3×A×D+0.02×B×C+0.047×B×D+2.500×10-3×C×D-0.084× A2-0.036×B2-6.125×10-3 ×C2+8.750×10-4 ×D2,其中,A为乙醇浓度,B为提取温度,C为提取时间,D为浸提液 pH 值。
优选的,在步骤a)之前,还包括:将红心火龙果果皮粉末与溶剂混合,振荡后离心分离,取上清液;将所述上清液稀释,然后于300~800 nm 的波长下进行紫外扫描,以判定花青素的最佳检测波长。
优选的,所述响应面曲面图按照如下方法进行绘制:将所述影响因素中的两个因素固定在零水平,对其他两个影响因素的相关数据进行响应面分析,得到响应面曲面图。
优选的,提取红心火龙果果皮花青素最佳的乙醇浓度为25%,浸提液 pH 值为5.68,提取温度为47℃,提取时间为63min,红心火龙果果皮花青素的提取量为 58.9mg/g。
本发明提供了一种响应面法优化红心火龙果果皮花青素提取工艺的方法,以红心火龙果的果皮为原料,运用单因素试验法探究乙醇浓度、提取时间、浸提液 pH 值和提取温度对提取火龙果果皮花青素的作用,以乙醇浓度、浸提液 pH 值、提取温度、提取时间为影响因素,以红心火龙果果皮花青素提取液吸光度为响应值,应用中心组合试验建立数学模型,通过响应面的分析,确定提取红心火龙果果皮花青素最佳的乙醇浓度、浸提液 pH 值、提取温度和提取时间,得到的花青素的提取量为 58.9mg/g。本发明不仅可以提高收益,而且可以降低果皮对环境造成的污染,提高火龙果的价值。
附图说明
图1为本发明不同的乙醇体积分数下所提取而得到的红心火龙果果皮花青素的吸光度曲线;
图2本发明不同的时间下所提取而得到的红心火龙果果皮花青素的吸光度曲线;
图3发明不同的pH值下所提取而得到的红心火龙果果皮花青素的吸光度曲线;
图4为本发明不同的提取温度下所提取而得到的红心火龙果果皮花青素的吸光度曲线;
图5为本发明温度和醇浓度相互作用的等高线与响应曲面;
图6为本发明时间和温度相互作用的等高线与响应曲面;
图7为本发明pH值和醇浓度相互作用的等高线与响应曲面;
图8为本发明pH和时间相互作用的等高线与响应曲面;
图9为本发明时间和醇浓度相互作用的等高线与响应曲面;
图10为本发明温度和pH相互作用的等高线与响应曲面。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种响应面法优化红心火龙果果皮花青素提取工艺的方法,包括以下步骤:
步骤a)以红心火龙果果皮为原料,进行红心火龙果果皮花青素提取的单因素试验,包括乙醇浓度的选择、浸提液 pH 值的选择、提取温度的选择、提取时间的选择;
步骤b)以乙醇浓度、浸提液 pH 值、提取温度、提取时间为影响因素,以红心火龙果果皮中所提取的花青素的吸光度为响应值,应用中心组合(Box-Behnken)试验建立数学模型,进行响应面分析,筛选出对果皮花青素提取影响显著的因素;
步骤c)对所述影响因素相互作用的等高线、响应面曲面图和数学模型进行分析,确定提取红心火龙果果皮花青素最佳的乙醇浓度、浸提液 pH 值、提取温度和提取时间。
作为优选方案,在步骤a)之前,还包括:将红心火龙果果皮粉末与溶剂混合,振荡后离心分离,取上清液;将所述上清液稀释,然后于300~800 nm 的波长下进行紫外扫描,以判定花青素的最佳检测波长。具体为:用蒸馏水将火龙果清洗干净 ,接着将火龙果的果肉和果皮给分开,然后把果皮放在烘箱里烘干后并用中药粉碎机将烘干的火龙果果皮研磨成粉末;称量1.0g 红心火龙果果皮粉末,然后添加适当的溶剂,于常温下使用摇床振荡适当的时间,接着放入离心机离心,取上清液;将取得的上清液经过适当稀释之后于300~800 nm 波长之内进行紫外扫描,以判定花青素吸收波长的最高峰。
作为优选方案,所述乙醇浓度的选择具体为:以乙醇的体积分数为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的乙醇体积分数下红心火龙果果皮花青素的吸光度。更优选为:称量干燥的红心火龙果果皮粉末 1.0 g ,添加 pH 值等于6的乙醇体积分数为 0%、15%、30%、45%、60%的溶剂10 mL,设定摇床提取的温度为35℃,振荡30 min ,然后放入4000 r/min的离心机中离心10 min,将取得的上清液适当稀释后于519 nm下测量吸光值。
作为优选方案,所述浸提液 pH 值的选择具体为:以浸提液pH值为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的pH值下红心火龙果果皮花青素的吸光度。更优选为:称量干燥的红心火龙果果皮粉末1.0 g ,添加 pH值为3、4、5、6、7的30%的乙醇溶剂10 mL,设定摇床提取的温度为35℃,振荡的时间为30 min,然后放入4000 r/min的离心机中离心10 min,将取得的上清液适当稀释后于519 nm下测量吸光值。
作为优选方案,所述提取温度的选择具体为:以提取温度为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的提取温度下红心火龙果果皮花青素的吸光度。更优选为: 称量干燥的红心火龙果果皮粉末 1.0g 加入 pH 值为6.0的30%的乙醇溶剂10 mL,提取的温度为 35℃、45℃、55℃、65℃、75℃,振荡30 min,然后放入4000 r/min的离心机种离心10 min,将取得的上清液适当稀释后于519 nm下测量吸光值。
作为优选方案,所述提取时间的选择具体为:以提取时间为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的提取时间下红心火龙果果皮花青素的吸光度。更优选为:分别精确的称量干燥的红心火龙果果皮粉末1.0 g,添加 pH 值为6.0 的30%的乙醇溶剂10 mL,设定提取的温度为 35℃,分别振荡35min、45min、55min、65 min、75min ,然后放入4000 r/min的离心机中离心10 min,将取得的上清液适当稀释后于519 nm下测量吸光值。
所述应用中心组合试验建立数学模型具体为:运用Box-Behnken 复合模型,进行影响因素的水平试验,以红心火龙果果皮中所提取的花青素的吸光度为响应值,运用 Design Expert8.0.5b 软件对试验所得的数据进行回归分析,得到红心火龙果果皮花青素提取液吸光度与所述影响因素之间的数学模型。根据 Box- Behnken 中心组合试验的设计原理,对单因素试验所得出来的结果进行分析,选用提取温度、pH、乙醇体积分数和提取时间对红心火龙果果皮花青素提取液吸光度作用比较明显的的4组因素,然后从各个影响因素中选取3组水平,同时用-1、0、1 分别代表各个影响因素的水平。
作为优选方案,所述数学模型优选为0.520-0.077×A+0.016×B+8.333×10-2×C+0.01×D-5.000×10-3×A×B+2.250×10-3×A×C-5.750×10-3×A×D+0.02×B×C+0.047×B×D+2.500×10-3×C×D-0.084× A2-0.036×B2-6.125×10-3 ×C2+8.750×10-4 ×D2,其中,A为乙醇浓度,B为提取温度,C为提取时间,D为浸提液 pH 值。
所述响应面曲面图按照如下方法进行绘制:将所述影响因素中的两个因素固定在零水平,对其他两个影响因素的相关数据进行响应面分析,得到响应面曲面图。
按照本发明,提取红心火龙果果皮花青素最佳的乙醇浓度为25%,浸提液 pH 值为5.68,提取温度为47℃,提取时间为63min,红心火龙果果皮花青素的提取量为 58.9mg/g。
从以上方案可以看出,本发明通过单因素试验和响应面的分析,得出了火龙果果皮花青素提取各因素变量的二次方程模型,从而得到的最佳提取条件为温度47℃,pH值为5.68,提取时间63min,乙醇体积分数 25%,在该条件下对红心火龙果果皮的花青素进行提取,得到的花青素的提取量为(mg/g)=58.9mg/g。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。
主要试剂有:无水乙醇、盐酸、氢氧化钠均为AR。
主要仪器有:可见紫外分光光度计(722型),电子天平(AB204-N)中药粉碎机(LX-03),飞鸽牌台式离心机(Anke TDL-5),烘箱(PMC-9246),摇床(HY-8)。
实施例1
检测波长的确定
用蒸馏水将火龙果清洗干净 ,接着将火龙果的果肉和果皮给分开,然后把果皮放在烘箱里烘干后并用中药粉碎机将烘干的火龙果果皮研磨成粉末。准确称量1.0g 红心火龙果果皮粉末,然后添加适当的溶剂,于常温下使用摇床振荡适当的时间,接着放入离心机离心,取上清液。将取得的上清液经过适当稀释之后放入波长范围为300~800 nm 紫外分光光度计中扫描,从而判定花青素最大的吸收波长。经过紫外分光光度计的扫描,火龙果果皮花青素的最大吸收峰出现在 519nm ,因此确定花青素的最佳的检测波长是519nm。
实施例2
乙醇的浓度对红心火龙果果皮花青素提取产生的影响
分别精确的称量干燥的红心火龙果果皮粉末 1.0 g,添加 pH 值等于6的乙醇体积分数为 0%、15%、30%、45%、60%的溶剂10 mL,设定摇床提取的温度为35℃,振荡30 min,然后放入4000 r/min的离心机中离心10 min,将取得的上清液适当稀释后于519 nm下测量吸光值,得到图1。
图 1 表明,不同浓度的无水乙醇对红心火龙果皮花青素产生的不同作用,伴随乙醇体积分数的递增,吸光度也随之逐渐的递增,而当吸光度为最高峰时相对应的乙醇体积分数是30%,当它继续递增,吸光度不仅没有递增反而递减了。其最主要的原因是因为红心火龙果果皮中的花青素是属于水溶性的色素,所以当醇浓度太高时不仅不会增加提取率,相反会减少色素的提取率。因此确定最佳乙醇体积分数为30%。
实施例3
提取时间对红心火龙果果皮花青素提取产生的影响
分别精确的称量干燥的红心火龙果果皮粉末1.0 g,添加 pH 值为6.0 的 30%的乙醇溶剂 10 mL,设定提取的温度为 35℃,分别振荡35min、45min、55min、65 min、75min ,然后放入4000 r/min的离心机中离心10 min,将取得的上清液适当稀释后于519 nm下测量吸光值,如图2。
由图2可得,伴随时间的不断的递增,吸光度也先随时间的递增而递增,当时间为45min之时,吸光度为最大。当提取的时间继续递增时,吸光度伴随时间的递增而递减,主要的原因是因为当提取的时间太短,反应不够充分。而当提取的时间太长时,反应时间太长使提取液中的部分杂质会溶出,因此花青素的含量减少了。因此确定最佳的提取时间为45min。
实施例4
浸提液 pH 值对火龙果果皮花青素提取产生的影响
分别精确的称量干燥的红心火龙果果皮粉末1.0 g,添加 pH值为3、4、5、6、7的30%的乙醇溶剂10 mL,设定摇床提取的温度为35℃,振荡的时间为30 min,然后放入4000 r/min的离心机中离心10 min,将取得的上清液适当稀释后于519 nm下测量吸光值,得到图3。
由图3可得,伴随时间的不断的递增,吸光度也先随时间的递增而递增,当时间为45min之时,吸光度为最大。当提取的时间继续递增时,吸光度伴随时间的递增而递减, 主要的原因是因为当提取的时间太短,反应不够充分。而当提取的时间太长时,反应时间太长使提取液中的部分杂质会溶出,因此花青素的含量减少了。因此确定最佳的提取时间为45min。
实施例5
提取温度对红心火龙果果皮花青素提取产生的影响
分别精确的称量干燥的红心火龙果果皮粉末 1.0g 加入 pH 值为6.0的30%的乙醇溶剂 10 mL ,提取的温度为 35℃、45℃、55℃、65℃、75℃,振荡30 min,然后放入4000 r/min的离心机种离心10 min,将取得的上清液适当稀释后于519 nm下测量吸光值,得到图4。
由图 4 可得,伴随温度的不断递增,吸光度也先随之递增,而当温度等于45℃时,吸光度为最高峰,当提取温度再增加时吸光度反而递减,其主要的原因是红心火龙果果皮花青素的耐热性差,所以当温度过高,花青素比较容易发生降解褐变,使花青素的提取率减少了。因此确定最佳提取温度为45℃。
实施例6
根据 Box-Behnken 中心组合试验的设计原理,对单因素试验所得出来的结果进行分析,选用提取温度、pH、乙醇体积分数和提取时间对红心火龙果果皮花青素提取液吸光度作用比较明显的的4组因素,然后从各个影响因素中选取3组水平,同时用-1、0、1 分别代表各个影响因素的水平,响应面法的各因素和各水平如表 1。
实施例7
通过选取乙醇体积分数、提取时间、提取温度,pH为影响因素,然后以红心火龙果果皮中所提取的花青素的吸光度为响应值,在单因素试验的基础上应用中心组合试验设计建立数学模型,进行响应面的分析,得到了表2。
表2响应面分析设计及结果
试验号 | A | B | C | D | 吸光值 |
1 | -1 | 0 | 1 | 0 | 0.507 |
2 | 0 | 1 | 0 | -1 | 0.428 |
3 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0.333 |
4 | 1 | -1 | 0 | 0 | 0.318 |
5 | 0 | -1 | 0 | 1 | 0.468 |
6 | -1 | 1 | 0 | 0 | 0.506 |
7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.513 |
8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.549 |
9 | 0 | 0 | 1 | -1 | 0.485 |
10 | -1 | 0 | 0 | -1 | 0.503 |
11 | 0 | 1 | -1 | 0 | 0.445 |
12 | 1 | 0 | 0 | -1 | 0.336 |
13 | 0 | -1 | 1 | 0 | 0.431 |
14 | -1 | 0 | 0 | 1 | 0.523 |
15 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0.348 |
16 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0.513 |
17 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.475 |
18 | -1 | -1 | 0 | 0 | 0.456 |
19 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0.375 |
20 | 0 | 0 | -1 | -1 | 0.535 |
21 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.563 |
22 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0.541 |
23 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0.561 |
24 | -1 | 0 | -1 | 0 | 0.509 |
25 | 1 | 0 | -1 | 0 | 0.368 |
26 | 0 | -1 | -1 | 0 | 0.441 |
27 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.495 |
28 | 0 | -1 | 0 | -1 | 0.521 |
29 | 0 | 0 | -1 | 1 | 0.553 |
如表 2 响应面分析设计及结果中,通过运用Box-Behnken 复合模型,做四个因素三组水平,总共包含29 组试验组,其中有5组中心组,3组平行样的响应面分析试验。用红心火龙果果皮中所提取的花青素的吸光值作响应值, 接着运用 Design Expert8.0.5b 软件对此次试验所得的数据进行回归分析,通过一系列的分析得到红心火龙果果皮花青素提取液吸光度与各个因素变量之间的数学模型为0.520-0.077×A+0.016×B+8.333×10-2×C+0.01×D-5.000×10-3×A×B+2.250×10-3×A×C-5.750×10-3×A×D+0.02×B×C+0.047×B×D+2.500×10-3×C×D-0.084× A2-0.036×B2-6.125×10-3 ×C2+8.750×10-4 ×D2。
通过模型方差的详细分析,所得的结果如表3,通过表3可以看出模型回归关系极显著 ﹤0.0001 A、BD、A2、B2在该模型中表现为显著或极显著。而在回归方程中的失拟项表现为不显著 >0.05 ,由此可以说明此二次方程对此次试验的拟合状况良好,误差相对较小。
表3 方差分析结果
方差来源 | 平方和 | 自由度 | 均方 | F | P | 显著性 |
模型 | 0.14 | 14 | 9.981×10-3 | 8.79 | 0.0001 | ** |
A-醇浓度 | 0.071 | 1 | 0.071 | 62.96 | < 0.0001 | ** |
B-温度 | 3.316×10-4 | 1 | 3.316×10-3 | 2.76 | 0.1187 | |
C-时间 | 8.333×10-8 | 1 | 8.333×10-8 | 7.343×10-5 | 0.9933 | |
D-pH | 1.704×10-3 | 1 | 1.704×10-3 | 1.5 | 0.2407 | |
AB | 1.000×10-4 | 1 | 1.000×10-4 | 0.088 | 0.7709 | |
AC | 2.025×10-5 | 1 | 2.025×10-5 | 0.018 | 0.8956 | |
AD | 1.323×10-4 | 1 | 1.323×10-4 | 0.12 | 0.7379 | |
BC | 2.809×10-3 | 1 | 2.809×10-3 | 2.48 | 0.1380 | |
BD | 8.649×10-3 | 1 | 8.649×10-3 | 7.62 | 0.0153 | * |
CD | 2.500×10-5 | 1 | 2.500×10-5 | 0.022 | 0.8841 | |
A2 | 0.045 | 1 | 0.045 | 40.09 | < 0.0001 | ** |
B2 | 8.406×10-3 | 1 | 8.406×10-3 | 7.41 | 0.0165 | * |
C2 | 2.433×10-4 | 1 | 2.433×10-4 | 0.21 | 0.6504 | |
D2 | 4.966×10-6 | 1 | 4.966×10-6 | 4.376×10-3 | 0.9482 | |
总残差 | 0.016 | 14 | 1.135×10-3 | |||
失拟项 | 9.545×10-3 | 10 | 9.545×10-4 | 0.6 | 0.7656 | |
纯误差 | 6.344×10-3 | 4 | 1.586×10-3 | |||
总和 | 0.16 | 28 |
注:“*”差异显著;“**”差异极显著
实施例8
响应面法的图形如图5至图10。把其中的两个因素给固定在零水平的同时对其他两个影响因素的相关数据进行响应面的详细分析。这样不仅可以比较清晰的反应各个影响因素对响应值的作用,还可以从中看出反应过程中的各个因素之间的相互作用。
由图 5至图10的等高线和响应曲面可知,影响花青素的提取量最为明显的因素是乙醇体积分数与温度,其相对应的等高线和响应面曲面较为陡。而影响花青素的提取量比较不明显的是pH与提取时间,其相对应的等高线和响应曲面相对较为平缓。通过各因素相互作用的等高线和响应曲面图以及二次方程模型的分析,可以确定最佳的的提取条件为提取时间63min,乙醇体积分数25%,温度47℃,pH5.68。在这个最佳的提取条件下红心火龙果果皮花青素的提取液的吸光值理论上为 0.566。为了考证理论的结果与真实的结果有没有相符合,因此在理论的最佳条件下进行了3次的平行试验,所得出的结果是火龙果果皮花青素的吸光度为 0.566,和理论值相符合,这个结果充分的表明了此优化的结果是靠谱的。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1. 一种响应面法优化红心火龙果果皮花青素提取工艺的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤a)以红心火龙果果皮为原料,进行红心火龙果果皮花青素提取的单因素试验,包括乙醇浓度的选择、浸提液 pH 值的选择、提取温度的选择、提取时间的选择;
步骤b)以乙醇浓度、浸提液 pH 值、提取温度、提取时间为影响因素,以红心火龙果果皮中所提取的花青素的吸光度为响应值,应用中心组合试验建立数学模型,进行响应面分析,筛选出对果皮花青素提取影响显著的因素;
步骤c)对所述影响因素相互作用的等高线、响应面曲面图和数学模型进行分析,确定提取红心火龙果果皮花青素最佳的乙醇浓度、浸提液 pH 值、提取温度和提取时间。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述乙醇浓度的选择具体为:
以乙醇的体积分数为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的乙醇体积分数下红心火龙果果皮花青素的吸光度。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述浸提液 pH 值的选择具体为:
以浸提液pH值为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的pH值下红心火龙果果皮花青素的吸光度。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提取温度的选择具体为:
以提取温度为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的提取温度下红心火龙果果皮花青素的吸光度。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提取时间的选择具体为:
以提取时间为变量,控制其他因素使其他因素的反应条件一致,在吸收波长为519nm下分别测量不同的提取时间下红心火龙果果皮花青素的吸光度。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述应用中心组合试验建立数学模型具体为:
运用Box-Behnken 复合模型,进行影响因素的水平试验,以红心火龙果果皮中所提取的花青素的吸光度为响应值,运用 Design Expert8.0.5b 软件对试验所得的数据进行回归分析,得到红心火龙果果皮花青素提取液吸光度与所述影响因素之间的数学模型。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述数学模型为0.520-0.077×A+0.016×B+8.333×10-2×C+0.01×D-5.000×10-3×A×B+2.250×10-3×A×C-5.750×10-3×A×D+0.02×B×C+0.047×B×D+2.500×10-3×C×D-0.084× A2-0.036×B2-6.125×10-3 ×C2+8.750×10-4 ×D2,其中,A为乙醇浓度,B为提取温度,C为提取时间,D为浸提液 pH 值。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤a)之前,还包括:
将红心火龙果果皮粉末与溶剂混合,振荡后离心分离,取上清液;
将所述上清液稀释,然后于300~800 nm 的波长下进行紫外扫描,以判定花青素的最佳检测波长。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述响应面曲面图按照如下方法进行绘制:
将所述影响因素中的两个因素固定在零水平,对其他两个影响因素的相关数据进行响应面分析,得到响应面曲面图。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,提取红心火龙果果皮花青素最佳的乙醇浓度为25%,浸提液 pH 值为5.68,提取温度为47℃,提取时间为63min,红心火龙果果皮花青素的提取量为 58.9mg/g。
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