響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖工藝的研究

薛雅茹 操然 盧旭 張怡

摘 要 采用響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖的工藝條件。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取液料比、超聲波時(shí)間以及超聲波功率3個(gè)因素結(jié)合Box-Behnken試驗(yàn)建立數(shù)學(xué)模型，分析考察3個(gè)因素對(duì)薏苡仁低聚糖響應(yīng)值的影響程度，優(yōu)化工藝參數(shù)。各因素對(duì)薏苡仁低聚糖提取率影響程度從大到小順序依次為：超聲波功率>超聲波時(shí)間>液料比。響應(yīng)面設(shè)計(jì)法優(yōu)化出其最佳超聲波提取條件為：超聲波溫度70 ℃，液料比33 ∶ 1（mL/g），超聲波時(shí)間27 min，超聲波功率450 W。在該條件下，薏苡仁低聚糖提取率為0.94%，與模型預(yù)測(cè)值0.98%接近。說(shuō)明使用響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖的工藝條件是可行的。

關(guān)鍵詞 薏苡仁；低聚糖；超聲波提取；響應(yīng)面法

中圖分類號(hào) TS201.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract Response surface analysis methodology（RSM）was applied in this paper to optimize the ultrasonic-assisted extraction（UAE）of oligosaccharides from Coix seed（CSO）. On the basis of single factor experiment， liquid-solid ratio， ultrasonic temperature， ultrasonic time and ultrasonic power were chosen as the random factors. Established the mathematical model by Box-Behnken test and then analyzed the impact degree of the three technological parameters on the response of CSO to optimized the processing parameters. The result showed that the order of parameters on the yield of CSO was as follows： ultrasonic power > extraction time > liquid-solid ratio. The optimal technical condition for CSO： ultrasonic temperature was 70 ℃， liquid-solid ratio was 33 ∶ 1 mL/g， ultrasonic time was 27 min and ultrasonic power was 450 W. Under this condition the extraction rate was 0.94%， which is close to the predicted value of 0.98%. It indicated that using the response surface methodology to optimize the yield of CSO is reasonable.

Key words coix seed； oligosaccharides； ultrasonic-assisted extraction； response surface methodology

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.03.028

薏苡仁[（Coix Seed， Coix lachryma-jobi（L） var. frumentacea Makino）]，別名薏米、藥玉米、珍珠米等，為一年或多年生草本禾本科植物薏苡（Coix lacryma-jobi L.）的干燥成熟種仁。全國(guó)大部分地區(qū)均有種植，以福建、河北、遼寧等地產(chǎn)量較高[1]，被冠以“世界禾本科植物之王”的稱號(hào)[2]，具有抗腫瘤[3-4]、提高機(jī)體免疫力[5]、降血糖[6]、消炎鎮(zhèn)痛[7]、調(diào)節(jié)血脂代謝[8]、抑制骨質(zhì)疏松[9]等作用，被我國(guó)衛(wèi)生部列入既是食品又是藥品的名單中[10]。

低聚糖（Oligosaccharides）又叫寡糖，是由單糖分子以糖苷鍵形式連接而成的聚合度為2～10的低度聚合糖[11]。低聚糖可以分為兩類，一類是普通性低聚糖，主要作用是提供人體活動(dòng)所需的能量和賦予食品怡人的甜味[12]。另一類是功能性低聚糖，可直接代替蔗糖，但不被人體胃酸、胃酶降解，不被小腸吸收，直接到達(dá)大腸，具有促進(jìn)雙歧桿菌增殖等生理特性[13]。經(jīng)過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)功能性低聚糖不僅具有安全和無(wú)毒的良好的理化特性，且大多數(shù)具有良好的溶解性、熱穩(wěn)定性和耐酸性，以及良好的保濕性[14]。由于低聚糖具有諸多獨(dú)特的生理功能，因此近年來(lái)作為一種功能性食品基料廣受青睞。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)薏苡仁的研究主要集中在具有抗腫瘤活性的薏苡仁酯、降血糖活性的薏苡多糖、薏苡仁油等，對(duì)薏苡仁低聚糖的相關(guān)研究尚未見報(bào)道。因此，研究薏苡仁低聚糖的提取工藝不僅對(duì)我國(guó)薏苡仁產(chǎn)業(yè)的提升有重大意義，而且為薏苡仁低聚糖后續(xù)功能性的研究奠定了一定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。其提取工藝主要有水提法[15]、微波輔助提取法[16]、超聲波輔助提取法[17]、酶法[18]等，其中超聲波輔助提取法無(wú)需特殊裝置、操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)；與傳統(tǒng)溶劑提取相比，有利于縮短提取時(shí)間。

本研究以福建蒲城薏苡仁為原材料，采用響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖的工藝條件。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取液料比、超聲波時(shí)間以及超聲波功率3個(gè)因素為隨機(jī)因子，結(jié)合Box-Behnken試驗(yàn)建立數(shù)學(xué)模型，分析3個(gè)考察因素對(duì)薏苡仁低聚糖響應(yīng)值的影響程度，優(yōu)化工藝參數(shù)，以期為薏苡仁低聚糖的提取和制備提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料與試劑 薏苡仁由福建三明楊晨食品有限公司提供；95%乙醇、苯酚、濃硫酸、葡萄糖、酵母均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備 KQ-500VDE 型雙頻數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；T6型新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；RE 5298A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠；HH-2型數(shù)顯電子恒溫水浴鍋，常州國(guó)華電器有限公司；FW177型中草藥粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；FD-1D-80 型冷凍干燥機(jī)，北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)篩，上虞市銀河測(cè)試儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 薏苡仁低聚糖提取工藝流程 薏苡仁→粉碎過(guò)篩（20目試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)篩）→加水?dāng)嚢琛暡ㄝo助提取→加酵母→抽濾→真空濃縮至原體積的1/3→乙醇沉降→過(guò)濾→真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮旋干后加原體積的1/3的水復(fù)溶至無(wú)醇味→低聚糖濃縮液→冷凍干燥→薏苡仁低聚糖粉末（CSO）。

工藝要點(diǎn)：

①加酵母：酵母用量為原料量的1%，將酵母在38～40 ℃、含糖2%、酵母用量10倍以上的水溶液中復(fù)水活化，30～60 min后即可添加使用。單糖可被酵母發(fā)酵從而除去。

②乙醇沉降：加入5倍體積95%乙醇，沉降8 h過(guò)夜。乙醇可將溶液中的多糖沉降下來(lái)。

1.2.2 薏苡仁低聚糖含量的測(cè)定 采用苯酚-硫酸法[19]進(jìn)行低聚糖含量的測(cè)定。

（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的配制。精確稱取20 mg已恒重的葡萄糖標(biāo)樣于500 mL容量瓶中，用蒸餾水定容。分別吸取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6及1.8 mL，各以蒸餾水補(bǔ)至2.0 mL，然后加入1.0 mL 6%的苯酚，接著迅速加入5.0 mL濃硫酸，搖勻后快速冷卻，室溫放置20 min后在波長(zhǎng)490 nm處測(cè)定吸光度OD值，以2.0 mL蒸餾水按同樣顯色操作作為空白。

繪制得到標(biāo)準(zhǔn)曲線：Y=6.444 3X+0.002 2（R2=0.995 9）。表明葡萄糖溶液濃度與吸光度OD值在0～0.08 μg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。X表示葡萄糖溶液濃度，單位mg/mL；Y表示吸光度OD值。

（2）樣品中低聚糖提取率的測(cè)定。將制得的CSO粉末定容到一定體積的容量瓶中，吸取樣品液2.0 mL后加入1.0 mL 6%的苯酚，接著迅速加入5.0 mL濃硫酸，搖勻后快速冷卻，室溫放置20 min后，在波長(zhǎng)490 nm處測(cè)定吸光度Y1，將Y1代入葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，得到樣品液中低聚糖的濃度X1。

低聚糖提取率=×100%

X1為樣品液中低聚糖的濃度（μg/mL）；V1為定容后的體積（mL）；M1為薏苡仁干粉的質(zhì)量（mg）。

1.2.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)取10 g薏苡仁干粉，以CSO提取率為指標(biāo)，選取液料比、超聲波溫度、超聲波時(shí)間以及超聲波功率4個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)。液料比采用10 ∶ 1、20 ∶ 1、30 ∶ 1、40 ∶ 1、50 ∶ 1、60 ∶ 1、70 ∶ 1 mL/g 7個(gè)水平；超聲波時(shí)間采用15、20、25、30、35、40、45 min 7個(gè)水平；超聲波溫度采用30、40、50、60、70 ℃ 5個(gè)水平；超聲波功率采用200、250、300、350、400、450、500 W 7個(gè)水平?？疾旄鱾€(gè)因素對(duì)CSO提取率的影響。

1.2.4 Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選用Box-Behnken試驗(yàn)優(yōu)化超聲波輔助提取CSO的工藝參數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)分析重復(fù)3次，結(jié)果取平均值；采用DPS 7.05分析單因素試驗(yàn)結(jié)果，Design Expert 8.0軟件建立響應(yīng)面模型，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖單因素試驗(yàn)

2.1.1 不同液料比對(duì)薏苡仁低聚糖提取率的影響

在超聲波功率為350 W、超聲波時(shí)間為30 min、超聲波溫度為60 ℃條件下，考察液料比對(duì)薏苡仁低聚糖提取率的影響，結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，不同液料比對(duì)薏苡仁低聚糖的提取率有一定影響。在液料比較低時(shí)，薏苡仁低聚糖的提取率隨液料比的增大而顯著提高，在液料比為30 ∶ 1 mL/g時(shí)薏苡仁低聚糖提取率達(dá)到最大值，當(dāng)液料比超過(guò)30 ∶ 1 mL/g后薏苡仁低聚糖的提取率逐漸趨于穩(wěn)定。這可能是因?yàn)樵黾尤軇┯昧靠梢栽龃筠曹尤矢煞叟c溶劑的接觸面積，并使細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓差增大，提高了傳質(zhì)推動(dòng)力，從而使薏苡仁低聚糖的提取率增大，但由于薏苡仁低聚糖的含量有限，當(dāng)液料比增大到了一定程度時(shí)提取率趨于穩(wěn)定。從實(shí)際生產(chǎn)條件和成本考慮，液料比過(guò)大不僅浪費(fèi)溶劑，而且給濃縮帶來(lái)困難，因此本試驗(yàn)液料比考察范圍選取為20 ∶ 1～40 ∶ 1 mL/g。

2.1.2 不同超聲波溫度對(duì)薏苡仁低聚糖提取率的影響

在液料比為40 ∶ 1 mL/g、超聲波功率為350 W、超聲波時(shí)間為30 min條件下，考察超聲波溫度對(duì)薏苡仁低聚糖提取率的影響，結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，不同超聲波溫度對(duì)薏苡仁低聚糖的提取率有一定影響。當(dāng)超聲波溫度為30～70 ℃時(shí)，薏苡仁低聚糖提取率隨著超聲波溫度的升高而升高。這可能是因?yàn)闇囟仍礁撸瑢?duì)薏苡仁細(xì)胞的破壞作用越大，分子運(yùn)動(dòng)加劇，有利于低聚糖的浸出。由于儀器本身的限制，超聲波溫度最高只能達(dá)到70 ℃，因此，選取70 ℃作為后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)的條件。

2.1.3 不同超聲波時(shí)間對(duì)薏苡仁低聚糖提取率的影響

在液料比為40 ∶ 1 mL/g、超聲波功率為350 W、超聲波溫度為60 ℃條件下，考察超聲波時(shí)間對(duì)薏苡仁低聚糖提取率的影響，結(jié)果如圖4所示。由圖4可以看出，不同超聲波時(shí)間對(duì)薏苡仁低聚糖的提取率有一定影響。當(dāng)超聲波時(shí)間在15～25 min范圍內(nèi)時(shí)，薏苡仁低聚糖的提取率隨著超聲波時(shí)間的延長(zhǎng)而大幅度提高，25 min后則趨于穩(wěn)定。這說(shuō)明隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，薏苡仁顆粒充分溶脹，骨架結(jié)構(gòu)伸展，低聚糖充分溶出。但當(dāng)超聲波時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)提取率趨于平穩(wěn)可能是因?yàn)殡S著時(shí)間的延長(zhǎng)提取率接近極限。因此，超聲波時(shí)間考察范圍定為20～30 min。

2.1.4 不同超聲波功率對(duì)薏苡仁低聚糖提取率的影響

在液料比為40 ∶ 1 mL/g、超聲波時(shí)間為30 min、超聲波溫度為60 ℃條件下，考察超聲波功率對(duì)薏苡仁低聚糖提取率的影響，結(jié)果如圖5所示。由圖5可以看出，不同超聲波功率對(duì)薏苡仁低聚糖的提取率有顯著影響。隨著超聲波功率的提高，薏苡仁低聚糖提取率明顯增加，當(dāng)超聲波功率達(dá)到450 W時(shí)，提取率增加幅度變緩。這可能是由于超聲波功率越大，空化作用和機(jī)械振動(dòng)作用越強(qiáng)烈，細(xì)胞壁越容易被破壞，從而有利于低聚糖的溶出，當(dāng)超聲波功率達(dá)到一定值后，細(xì)胞壁被破壞得比較徹底，提取率增幅明顯減小，故超聲波功率考察范圍定為400～500 W。

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化薏苡仁低聚糖的提取工藝條件

2.2.1 Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn) 由于設(shè)備的限制，超聲波溫度最高只能設(shè)定為70 ℃，由單因素試驗(yàn)可以看出，采用超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖時(shí)提取率隨著超聲波溫度的增大而增大，且液料比、超聲波時(shí)間、超聲波功率對(duì)薏苡仁低聚糖提取率影響較大，所以超聲波溫度直接設(shè)定為70 ℃，選擇可能形成曲面且對(duì)提取率影響較大的3個(gè)因素（液料比、超聲波時(shí)間、超聲波功率），采用Box-Behnken設(shè)計(jì)法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素水平編碼值見表1。

表2是17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)給出的試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果。17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)可以分成兩類：其一是析因點(diǎn)，自變量取值在X1、X2、X3所構(gòu)成的三維頂點(diǎn)，共有12個(gè)析因點(diǎn)；其二是零點(diǎn)，為區(qū)域中心點(diǎn)，零點(diǎn)試驗(yàn)重復(fù)5次，用來(lái)估計(jì)試驗(yàn)誤差。

2.2.2 模型方差分析 以提取率為響應(yīng)值（Y），根據(jù)表2的試驗(yàn)結(jié)果，利用Design Expert 8.0軟件進(jìn)行多元回歸分析，結(jié)果見表3。從表3中可以看出，方程一次項(xiàng)中，液料比、超聲波時(shí)間及超聲波功率對(duì)薏苡仁低聚糖提取率影響均達(dá)到顯著水平（p<0.05），其中超聲波時(shí)間和超聲波功率對(duì)薏苡仁低聚糖提取率影響最大，達(dá)到極顯著水平（p<0.01）。在二次項(xiàng)中，液料比、超聲波時(shí)間和超聲波功率都達(dá)到了極顯著水平（p<0.01）。在交互項(xiàng)中，X2X3達(dá)到顯著水平（p<0.05），其余項(xiàng)X1X2、X1X3影響不顯著，可以看出各具體實(shí)驗(yàn)因子對(duì)響應(yīng)值的影響不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)所選模型極顯著（p<0.01），其失擬項(xiàng)p值為0.214 4，表明模型的純誤差不顯著；模型的決定系數(shù)R2=0.960 5，R2Adj=0.909 9，R2越接近1，表明模型越能預(yù)測(cè)其響應(yīng)值；變異系數(shù)C.V.%=5.47<10，變異系數(shù)的大小代表試驗(yàn)的可重復(fù)性，其值越小表明實(shí)驗(yàn)越精確；Adeq Precision=10.803>4，該值是模型信噪比的反映，其值大于4即說(shuō)明模型的響應(yīng)信號(hào)足夠強(qiáng)，可以用來(lái)擬合試驗(yàn)結(jié)果。

綜上分析可得，該模型可以用來(lái)分析、預(yù)測(cè)超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖的工藝條件。

由表3可知，各因素影響程度從大到小順序依次為：超聲波功率>超聲波時(shí)間>液料比。經(jīng)回歸擬合后，實(shí)驗(yàn)因子對(duì)響應(yīng)值的影響可用回歸方程表示為：

薏苡仁低聚糖提取率：

Y=-13.043+0.052 475X1+0.018 150X2+0.046 135X3-0.000 15X1X2+0.000 01X1X3+0.000 23X2X3-0.000 81X12-0.005 34X22-0.000 056 40X32。

解回歸方程可得，液料比32.81 ∶ 1 mL/g，超聲波時(shí)間26.57 min，超聲波功率466.11 W時(shí)，薏苡仁低聚糖提取率最高，在該條件下薏苡仁低聚糖的理論提取率為0.98%。

2.2.3 響應(yīng)曲面分析與優(yōu)化 超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖工藝條件的等高線與響應(yīng)曲面圖見圖6～8。由圖6可以看出，當(dāng)超聲波時(shí)間處于20～26 min范圍內(nèi)時(shí)，隨著超聲波時(shí)間的延長(zhǎng)，薏苡仁低聚糖提取率不斷上升，當(dāng)超聲波時(shí)間處于26～30 min范圍內(nèi)時(shí)，隨著超聲波時(shí)間的延長(zhǎng)，薏苡仁低聚糖提取率略有下降。同樣，當(dāng)液料比處于20 ∶ 1～30 ∶ 1 mL/g變化范圍內(nèi)，薏苡仁低聚糖提取率隨著液料比的增加而提高，當(dāng)液料比處于30 ∶ 1～40 ∶ 1 mL/g變化范圍內(nèi)，薏苡仁低聚糖提取率隨著液料比的增加而趨于平穩(wěn)。

由圖7可以看出，在液料比處于20 ∶ 1～30 ∶ 1 mL/g范圍內(nèi)，薏苡仁低聚糖提取率隨著液料比的增加而提高，在液料比處于30 ∶ 1～40 ∶ 1 mL/g范圍內(nèi)，薏苡仁低聚糖提取率隨著液料比的增加而趨于平穩(wěn)。當(dāng)超聲波功率在400～470 W之間時(shí)，隨著超聲波功率的增加，薏苡仁低聚糖提取率顯著提高，而當(dāng)超聲波功率在470～500 W之間時(shí)，隨著超聲波功率的增加，薏苡仁低聚糖提取率略有下降。

由圖8可以看出，當(dāng)超聲波時(shí)間處于20～26 min范圍內(nèi)時(shí)，薏苡仁低聚糖提取率隨著超聲波時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著上升，而當(dāng)超聲波時(shí)間處于26～30 min范圍內(nèi)時(shí)，薏苡仁低聚糖提取率隨著超聲波時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。當(dāng)超聲波功率處于400～460 W范圍內(nèi)時(shí)，薏苡仁低聚糖提取率隨著超聲波功率的增加而提高，當(dāng)超聲波功率處于460～500 W范圍內(nèi)時(shí)，薏苡仁低聚糖提取率隨著超聲波功率的增加而降低。當(dāng)超聲波時(shí)間處于25～27 min之間，超聲波功率處于450～470 W之間時(shí)，響應(yīng)曲面達(dá)到最高點(diǎn)。

結(jié)合回歸模型，采用模型所得優(yōu)化條件，根據(jù)實(shí)際操作條件，調(diào)整選用液料比33 ∶ 1 mL/g，超聲波時(shí)間27 min，超聲波功率450 W，在此條件下重復(fù)3次試驗(yàn)，薏苡仁低聚糖提取率分別為0.93%、0.94%、0.94%，平均值為0.937%，與理論預(yù)測(cè)值基本一致，說(shuō)明回歸模型準(zhǔn)確可靠。

2.3 與傳統(tǒng)熱水浸提法對(duì)比

傳統(tǒng)熱水浸提法的研究結(jié)果表明，熱水浸提法提取薏苡仁低聚糖的最佳工藝條件為：液料比20 ∶ 1 mL/g、浸提溫度75 ℃、浸提3 h，在此條件下，薏苡仁低聚糖提取率為0.590%。在本研究超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖所得最佳工藝條件下，薏苡仁低聚糖提取率為0.937%，比傳統(tǒng)熱水浸提法提高了0.347%。說(shuō)明該方法可應(yīng)用于提高薏苡仁低聚糖的提取率。

3 討論

在提取低聚糖的相關(guān)研究中，超聲波的空化效應(yīng)可破壞原料的細(xì)胞壁使低聚糖更容易溶脹出來(lái)，超聲波輔助法與傳統(tǒng)熱水浸提法提取低聚糖相比顯著提高了低聚糖的提取率。劉露等[20]采用響應(yīng)面法優(yōu)化了超聲波輔助提取山藥低聚糖的工藝條件，結(jié)果表明在最優(yōu)工藝條件下山藥低聚糖得率為7.21%，與預(yù)測(cè)值7.25%基本一致，且比相同條件下未使用超聲波的提取工藝提高了3.91%。唐雪娟等[21]采用正交試驗(yàn)優(yōu)化了超聲波法和溫水法提取香蕉低聚糖的工藝條件，結(jié)果表明，超聲波法提取香蕉低聚糖的得率為17.89%，明顯高于溫水法提取香蕉低聚糖的得率。Ruzica Jovanovic-Malinovska等[22]采用響應(yīng)面法優(yōu)化了超聲波輔助提取一些選定的果蔬（如藍(lán)莓、西瓜、大蒜、菊芋等）中低聚糖的工藝條件，結(jié)果表明超聲波輔助法與常規(guī)熱水浸提法相比，這些被研究的所有果蔬里低聚糖的提取率都提高了2～4倍，這些果蔬中菊芋低聚糖的提取率提高的幅度最大，采用常規(guī)熱水浸提法提取菊芋低聚糖，菊芋低聚糖的提取率僅為1.96%，而采用超聲波輔助提取法，菊芋低聚糖的提取率可達(dá)17%。而本研究采用超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖，在最佳工藝條件下薏苡仁低聚糖提取率為0.937%，與傳統(tǒng)熱水浸提法相比提高了0.347%。由此可見，超聲波輔助提取法具有操作簡(jiǎn)單、縮短時(shí)間、提高得率等優(yōu)點(diǎn)。因此，可以采用超聲波輔助提取法對(duì)低聚糖進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

4 結(jié)論

采用Design Expert 8.0軟件的Box-Behnken設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，建立數(shù)學(xué)模型。方差分析結(jié)果表明影響薏苡仁低聚糖提取率各因素的影響程度從大到小順序依次為：超聲波功率>超聲波時(shí)間>液料比。響應(yīng)面設(shè)計(jì)法優(yōu)化出其最佳超聲波提取條件為：超聲波溫度70 ℃，液料比33 ∶ 1 mL/g，超聲波時(shí)間27 min，超聲波功率450 W。在該條件下，薏苡仁低聚糖提取率為0.94%，與模型預(yù)測(cè)值0.98%接近。說(shuō)明使用響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波輔助提取薏苡仁低聚糖的工藝條件是可行的。

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