響應面優(yōu)化猴面包樹多糖提取工藝

◎ 陳海彬，李 欣，梁秋仙，劉彩蔓，劉雪婷，陳金波

（廣東科貿(mào)職業(yè)學院，廣東 廣州 510430）

猴面包樹(Adansonia digitataL.）是木棉科（Bombacaceae）猴面包樹屬（AdansoniaL.）的多年生大型落葉喬木，原產(chǎn)非洲熱帶干旱地區(qū)，現(xiàn)在我國廣東、云南、海南等地亦有少量栽培[1]。猴面包樹的果肉、種子、葉子、幼苗和幼樹的塊莖主根等一直以來是非洲人野生采集的食物。CHADARE等[2]研究表明，猴面包樹是一種多用途植物，其果肉富含維生素C，葉子富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)，整個種子和籽粒的脂肪含量相對較高，果仁富含脂肪，且果肉和葉子也表現(xiàn)出優(yōu)秀的抗氧化能力。

目前國內(nèi)關于猴面包樹的相關研究主要在栽培[3-4]、觀賞[5-6]及活性物質(zhì)提取[7-8]等方面。而國外研究主要在于猴面包樹的食品用途和藥用價值。RITA[9]等研究猴面包樹果實對健康成人餐后血糖的影響，并測定其生物活性化合物和抗氧化活性，結(jié)果表明猴面包樹果實中含有大量的酚類、原花青素和可水解單寧，并對DPPH、ABTS和O2-等自由基均表現(xiàn)出強大的清除能力。FOLTZ等[10]研究發(fā)現(xiàn)猴面包樹果肉粉由果膠多糖組成，且富含低甲氧基高半乳糖醛酸，有良好的益生功能，是潛力巨大的益生元之一。

猴面包樹果實含有大量活性多糖，不僅具有優(yōu)越的抗氧化能力，還可作為優(yōu)質(zhì)的保健食品原料。本研究采用響應面分析法優(yōu)化了猴面包樹果實多糖的提取工藝，旨在為進一步研究猴面包樹果實多糖的功效及應用提供基礎數(shù)據(jù)和理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

猴面包樹果實（購自淘寶網(wǎng)）；無水乙醇（光華科技）。

1.2 儀器與設備

微型植物粉碎機FZ102（天津市泰斯特儀器有限公司）；P4紫外可見分光光度計（上海美譜達儀器有限公司）；超聲清洗機SB-3200DTD（寧波新芝生物科技股份有限公司）；臺式高速冷凍離心機H2050R（湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司）；鼓風干燥箱DHG-9000（上海一恒科學儀器有限公司）。

在這方面，《周易》的思想也是很明白的?！兑捉?jīng)·謙卦》有一段是這樣說的：“勞謙，君子有終，吉。子曰：勞而不伐，有功而不德，厚之至也。語以其功下人者也。德言盛，禮言恭；謙也者，致恭以存其位者也?！卑凑铡吨芤住返乃枷耄t遜的人最大的優(yōu)勢在能“存其位”，換句話說，能保全自己的飯碗，保全自己的聲名，關鍵時刻能保全自己的生命?！吨芤住分袑χt卦的整體評價是：“謙，亨，君子有終。”因為能“存其位”，自然可以善始善終，所以謙卦的彖傳中言：“天道虧盈而益謙。地道變盈而流謙。鬼神害盈而福謙。人道惡盈而好謙。”

可人家星雨同學還在第三層“清風垂露”上打轉(zhuǎn)，氣機內(nèi)斂，熱力外泄，正好召喚全谷的蚊子來降壇會飲，所以一把蒲扇不得離手之外，還必須舍去女孩兒夏天熱衷的長裙，緊緊地裹著男弟子們的長褲，饒是這樣，口鼻、手足露出她瑩瑩肌膚的地方，還是被蚊子咬得斑斑點點。

1.3 試驗方法

鋼混凝土混合連續(xù)梁在中孔大跨全部或部分采用鋼主梁，兩側(cè)采用預應力混凝土主梁，充分發(fā)揮了混凝土材料的壓重作用和鋼材跨越能力大的優(yōu)勢，自重輕，施工快，節(jié)省材料[1-3]。該橋型發(fā)展僅有幾十年，實際工程應用也偏少，存在著一些設計和施工中需予以研究和解決的新問題，如鋼箱梁長度的合理選擇是該橋型往大跨度方向發(fā)展時結(jié)構(gòu)受力與經(jīng)濟性能平衡的難點之一[4-6]。

綜上所述，花卉在城市園林綠化中有廣泛性應用，在現(xiàn)代城市建設與發(fā)展中發(fā)揮的作用也是不容忽視的。要將園林花卉的價值充分發(fā)揮出來，就與掌握科學的養(yǎng)護與管理措施，在實踐中不斷改進與完善相關方案，助力于園林工程長效發(fā)展進程，塑造美好城市形象。

1.3.3 響應面試驗設計

基于單因素實驗所得的結(jié)果，按照Box-Behnken的試驗設計原理進行響應面試驗。一般包括試驗設計、模型的構(gòu)建與檢驗、最佳組合條件的優(yōu)化及驗證等步驟[12]。以猴面包樹粗多糖提取率為響應值，對料液比（A）、提取時間（B）、提取溫度（C）進行優(yōu)化，制訂科學的試驗設計方案，見表1。

根據(jù)1.3.1提取方法的參數(shù)進行試驗。固定提取時間30 min，提取溫度60 ℃，探究不同料液比（1∶20、1∶30、1∶40、1∶50和1∶60）對猴面包樹果實多糖提取率的影響。固定料液比1∶30，提取溫度60 ℃，探究不同提取時間（10 min、30 min、50 min、70 min和90 min）對猴面包樹果實多糖提取率的影響。固定料液比1∶30，提取時間30 min，探究不同提取溫度（40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃和80 ℃）對猴面包樹果實多糖提取率的影響。

1.3.1 猴面包樹果實多糖的提取

式中：E猴面包樹果實多糖提取率，%；M1為猴面包樹果實多糖質(zhì)量，mg；M2為猴面包樹果實原料質(zhì)量，mg。

1.3.2 單因素試驗

表1 響應面實驗的因素與水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

原發(fā)性甲狀腺淋巴瘤(primary thyroid lymphoma,PTL)指原發(fā)于甲狀腺的淋巴瘤，伴或不伴有頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，不包括其它部位淋巴瘤擴散或轉(zhuǎn)移到甲狀腺的淋巴瘤。根據(jù)目前報道，PLT較少見，是主要累及B族淋巴細胞的結(jié)外非何杰金淋巴瘤[1]，約占甲狀腺惡性腫瘤的2%～5%，占結(jié)外淋巴瘤的1%～2.5%[2]。

參照宋思圓等[11]的方法，稱取適量經(jīng)超微粉碎機粉碎的猴面包樹果實粉末，按相應的料液比加入去離子水，在一定的時間、功率和溫度條件下進行超聲波輔助提取。將提取液離心（4 000 r·min-1，30 min）收集上清液，加入3倍體積的95%乙醇溶液，4 ℃沉淀過夜，離心（4 000 r·min-1，15 min）后棄上清液，沉淀物依次用無水乙醇反復洗滌，離心后沉淀在40 ℃烘箱中烘干至恒重，稱量所得沉淀物質(zhì)量即為猴面包樹果實粗多糖質(zhì)量。猴面包樹果實多糖提取率計算公式如下：

料液比、提取時間和提取溫度對猴面包樹果實多糖提取率的影響如圖1所示。如圖1（a）所示，在料液比1∶10～1∶20時，多糖提取率快速增加，在料液比1∶20～1∶50，多糖提取率逐漸降低，因此料液比選擇1∶20左右較好。如圖1（b）和圖1（c）所示，隨著提取時間及提取溫度的延長或升高，多糖提取率呈現(xiàn)先升后降的趨勢，因此提取時間選擇50 min左右，提取溫度選擇60～70 ℃更佳。

2.2 響應面試驗結(jié)果

2.2.1 響應面試驗設計與結(jié)果及方差分析

響應面試驗結(jié)果如表2所示。運用Design-Expert程序構(gòu)建模型，得到多元二次回歸方程為提取率（%）=37.45+0.26A+0.27B-0.19C+0.33AB-0.17AC+0.19BC-1.46A2-1.73B2-0.32C2，進行方差分析及其顯著性檢驗用于模型的檢驗。

由表3方差分析結(jié)果可知，此模型的P＜0.05，證實模型為極顯著，失擬項P=0.48＞0.05，證實為不顯著。模型方差分析中A2、B2的P值均＜0.01，證明影響極為顯著，C2的P值＞0.05，證明影響不顯著。而交互的AB、AC、BC的P值均＞0.05，證明影響不顯著。R2值為0.866 2，說明此模型擬合性較好。

表3 方差分析表

2.2.2 響應面分析

PNN神經(jīng)網(wǎng)絡是一種基于徑向基函數(shù)網(wǎng)絡發(fā)展而來的一種前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡，它的理論依據(jù)是貝葉斯決策理論，其作為徑向基網(wǎng)絡的一種，比較適合模式分類。PNN的層次模型見圖7。

利用Design-Expert軟件對回歸模型進行響應面優(yōu)化，得到料液比、提取時間和提取溫度3個因素交互影響對猴面包樹果實多糖提取的響應曲面圖和等高線圖，如圖2所示。等高線輪廓的形態(tài)可以反映出各因素之間交互作用的強弱情況，等高線的形狀為橢圓表示這2個因素之間彼此作用強烈，圓形則代表交互作用不顯著。圖中交互的AB、AC、BC等高線形狀似圓形，相互作用較弱，與方差分析得到的結(jié)果相似。

2.3 最優(yōu)提取工藝驗證

經(jīng)由Design-Expert軟件的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，所顯示的最優(yōu)提取條件為料液比1∶25（mg·mL-1）、提取時間51.46 min、提取溫度67 ℃，軟件所預測的提取率為37.51%。為驗證此最佳提取條件，并使操作便捷，筆者采用的發(fā)酵條件為料液比1∶25（mg·mL-1）、提取時間51 min、提取溫度67 ℃，所測得的提取率為37.08%，與軟件所預測提取率相差較小，說明此模型合理，可為猴面包樹果實多糖提取工藝研究提供一定的依據(jù)與參考。

3 結(jié)論

本研究采用單因素試驗分析考察料液比、提取時間和提取溫度對多糖提取率的影響，確定合適的提取條件，再用響應面分析法優(yōu)化猴面包樹果實多糖的提取工藝。借助Design-Expert軟件對試驗結(jié)果進行分析，結(jié)果表明當料液比為1∶25（mg·mL-1），提取時間為51.46 min，提取溫度為67 ℃時，可獲得最高提取率37.51%?？紤]到實際情況對上述條件進行修正，最終的優(yōu)化條件為料液比1∶25（mg·mL-1），提取時間51 min，提取溫度67 ℃，經(jīng)驗證，得到提取率為37.08%，與理論預測值較接近，證明該模型可較好地預測實際提取率。