Box-Behnken響應面法優化玫瑰茄花色苷浸提工藝*

謝秋情，范哲賢，柯曉燕

(三明醫學科技職業學院，福建 三明 365000)

玫瑰茄(HibisunsSabdriffaL.)又名蘇丹紅、洛神花、山茄等，是錦葵科木槿屬一年生草本植物，原產于非洲蘇丹，現廣泛分布于全球熱帶和亞熱帶地區，在福建、廣東、廣西和云南南部等地引入栽培，已形成規模化種植[1]。玫瑰茄含有類黃酮素、原兒茶酸、花青素、異黃酮素以及豐富的氨基酸、維生素、糖類、有機酸、無機鹽等化學成分，其中玫瑰茄花萼中花色苷含量高達2%[2-4]。《傣醫藥》記載：“花萼，酸，涼。清熱解渴，斂肺止咳。用于高血壓癥，咳嗽，中暑，酒醉”[5]。現代研究表明，玫瑰茄花萼具有抗氧化、抗菌、降血脂、降血糖、降血壓、抗腫瘤等藥理作用[6-10]。趙曉峰等[11-13]研究表明，花色苷易受自身化學結構、酸度、溫度、濃度、氧氣等內外因素的影響，高度不穩定，容易降解。為了提高花色苷得率，且保持花色苷原有的結構特點，本實驗采用傳統浸提方法，利用Box-Behnken響應面法研究玫瑰茄花色苷浸提工藝，為進一步發掘和研究玫瑰茄產品提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玫瑰茄干花萼：福建三明；矢車菊素-3-O-葡萄糖苷(純度98.7%) 四川省維克奇生物科技有限公司；無水乙醇、三水合乙酸鈉、氫氧化鈉、氯化鉀、濃鹽酸均為分析純，西隴科學股份有限公司；pH 4.5 緩沖液：CH3COONa(1 mol/L):HCl (1 mol/L):水=100:60:90 (V/V)；pH 1.0 緩沖液：鹽酸溶液(0.2 mol/L):KCl溶液(0.2 mol/L)=25:67(V/V)。

1.2 儀器與設備

BHS-2數顯恒溫水浴鍋，江陰市保利科研器械有限公司；JD200-4電子天平(萬分之一)，沈陽市多杰電子科技有限公司；雷磁PHS-25 pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；RE-52旋轉蒸發儀，上海亞榮生化儀器廠；SHZ-Ⅲ循環水真空泵，上海亞榮生化儀器廠；UV-3200紫外分光光度計，上海美普達儀器有限公司。

開采技術的創新促進了油氣田高效開發。創新頁巖氣勘探開發工程技術，大幅降低了單井綜合成本，創新形成了頁巖氣地質綜合分析與產能概率性評價技術；積極探索“一趟鉆”鉆井新技術，優質儲層鉆遇率提高至90%以上，鉆井周期縮短50%以上；形成了長水平井分段分簇體積壓裂改造技術及“工廠化”作業模式，工程作業效率提高30%，建井成本降低近30%。南海高溫高壓鉆完井關鍵技術取得重大突破，鉆井成功率達到100%，平均鉆井周期由175天降至52天，使我國躋身于世界海上高溫高壓鉆完井技術先進行列。

1.3 方 法

1.3.1 玫瑰茄花色苷的浸提工藝

在分析玫瑰茄花色苷浸提的單因素試驗結果基礎上，應用Design Expert8.02軟件進行Box-Bennhken響應面設計，分析酸性乙醇濃度、浸提溫度、料液比對玫瑰茄花色苷含量的影響，響應面試驗結果見表2所示，方差分析見表3所示。

1.3.4 玫瑰茄花色苷浸提Box-Benhnken響應面優化試驗

1.3.2 玫瑰茄花色苷波長的測定

在單因素試驗基礎上，以總花色苷含量為響應值，選取對玫瑰茄花色苷含量影響較大的因素酸性乙醇濃度(A)、浸提溫度(B)和料液比(C)3個因素為自變量，利用Design-Expert 8.05軟件設計三因素三水平響應面(Box-Benhnken)優化試驗，對玫瑰茄花色苷的浸提參數進行優化，具體因素水平編碼表見表1所示。

1.3.3 玫瑰茄花色苷含量的測定

式中：ΔA=(A520 pH1.0-A700 pH1.0)-(A520pH4.5-A700 pH4.5)；V 為浸提液總體積，mL；D為稀釋倍數；M 為矢車菊素-3-O-葡萄糖苷的相對分子質量，484.84 g/mol；ε 為矢車菊素-3-O-葡萄糖苷的摩爾吸光系數，29600 L/(mol·cm)；m為樣品質量，g；L為比色皿寬度，1 cm。

根據唐琳等[14-15]的研究方法，采用pH示差法測定玫瑰茄花色苷含量。將玫瑰茄花萼浸提液定容至100 mL量瓶，分別取1.0 mL，用氯化鉀緩沖液(pH 1.0)和醋酸鈉緩沖液(pH 4.5)定容至25 mL的棕色容量瓶中，靜置60 min，以緩沖溶液作空白，分別測定溶液在520 nm和700 nm 處的吸光度(A)，按照下列公式計算玫瑰茄總花色苷的含量：

總花色苷含量(mg/g)=ΔA×V×D×M/(ε×m×L)

商業銀行服務自貿港區必須立足于當地經濟發展水平，自貿港所在地分行要結合三批、11個自貿區以及自貿區內片區發展水平差異，制定有針對性的區域策略。建議強化上海自貿區分行服務全國其他分支行的功能定位，完善跨分行FT賬戶聯動開戶運營辦法，以及資金定價辦法和收益雙算方案等。密切關注自貿港政策在雄安新區、粵港澳大灣區等國家戰略性區域的落實情況，結合區域規劃研究制定差異化策略。

在現階段教學中，將生活中的實際情況與數學知識相結合仍然存在阻礙，但是在以后的教學發展中，將課堂教學與實際生活相結合，將現實生活中的情境帶入課堂；將課后練習逐步趨向為生活實踐進行知識鞏固，這些方式都會可以更好地引導學生把數學知識用于解決實際問題。為了新一代的發展，教師在培養學生學習數學興趣的同時，也應注重發展學生的創造力和想象力，培養學生解決實際問題的能力，進而為國家培養新型人才打下良好的基礎。

圖1是根據試驗臺風室布置繪制的物理模型。風室的長度為5400 mm、寬度為800 mm，風室進口段長度730 mm、寬度400 mm、高度480 mm。本模擬所選鍋爐主風室共有30個爐排調風門，取一半鍋爐風室模型，因此本模擬的鍋爐模型共有15個爐排調風門，分成5組。

HB濾波器由于其抽頭系數一半為零,因此計算速率快,實時性強。但是由于常系數HB 的濾波器參數已定,無法根據不同通信系統配置不同的濾波器系數,因此需要設計如圖9所示的可配置半并行 HB 結構。首先利用MATLAB中的FDATOOL工具將濾波器的抽頭系數設計好,其次使用參數配置模塊將5種模式的HB濾波器抽頭系數保存在ROM中。然后設置HB 各參數輸入接口,由上位機指令發送單元經過參數配置模塊根據所選模式對濾波器參數進行配置,參數可靈活配置是本文實現多種通信系統正常工作的核心。

取玫瑰茄花萼浸提液和矢車菊素-3-O-葡萄糖苷對照品溶液稀釋一定體積，在200～1000 nm范圍進行波長掃描，繪制光譜圖，確定出玫瑰茄花色苷的最佳測定波長。

表1 花色苷Box-Benhnken響應面因素編碼水平表Table 1 Factors and levels in Box-Benhnken design of anthocyanin

2 結果與分析

2.1 玫瑰茄花色苷波長的確定

玫瑰茄花萼浸提液和矢車菊素-3-O-葡萄糖苷對照品溶液全波長掃描光譜圖見圖1所示。

實驗選取宜昌地區高壩州水電站壩肩右岸邊坡(A)、清江水布埡三友坪公路邊坡(B)、三峽大學信息技術樓側邊坡(C)為研究坡地，研究樣地描述如表1所示，三處均為巖質邊坡，均采用植被混凝土生態防護施工工藝，邊坡初始條件及后期管理養護條件等無較大差異。

圖1 全波長掃描光譜圖Fig.1 UV-visible spectrum

2.2 Box-Bennhken響應面法優化試驗結果

稱取玫瑰茄干花萼粗粉3 g，按一定的料液比加入適量溶劑，于恒溫水浴鍋中浸提一定時間。浸提液濾過，備用。

表2 Box-Bennhken響應面試驗結果Table 2 Results of Box-Bennhken design

表3 Box-Benhnken響應面試驗結果方差分析Table 3 ANOVA for Box-Benhnken design

續表3

由表3可以看出，影響花色苷含量的因素主次順序為浸提溫度(B)>酸性乙醇濃度(A)>料液比(C)。模型中A、B、A2、B2對總花色苷含量的影響極顯著(P<0.01)，C2對花色苷含量的影響顯著(P<0.05)。而C、AB、AC、BC均不顯著(P>0.05)，表明不同提取條件對玫瑰茄花色苷含量的影響不同。

采用Design Expert 8.0.6軟件，以花色苷含量為評價指標，對各因素進行二次多項式擬合，二次多項式擬合方程為：

R1=6.89+0.24A-0.33B+0.070C+0.18AB+2.5×10-3AC+

如圖1所示，玫瑰茄花萼浸提液和矢車菊素-3-O-葡萄糖苷對照品溶液在紫外-可見光區 200～1000 nm進行全波長掃描，確定玫瑰茄花色苷的最佳測定波長為520 nm。

0.17BC-0.52A2-0.68B2-0.28C2

其中：P=0.0003， R2=0.9624，失擬項P=0.1419。

雖然旅游業已經在我國發展了幾十年，但是相關法律法規卻非常缺失，需要進一步完善才可以。網絡上的信息真假難分，想要保證在線上良好運行，必須有強大的法律保障，才能減少不利因素的影響，創建出綠色網絡環境。游客由于自身原因，很難分辨出真假信息，導致經常出現上當受騙的情況，造成錢財的損失。在實際運行中，一般都是線上查詢、線下交易，過程中存在一定的漏洞。當游客自身權益受到侵犯的時候，卻沒有法律的保障，長此以往市場秩序會出現混亂的情況。所以建立健全法律法規是必然的，讓旅游各方面都更加規范。

此模型的P值分別為0.0003，為極顯著 (P<0.01)，R2=0.9624表明模型對本試驗擬合程度良好，失擬項P值為0.1419，無顯著性差異，方程能很好的響應，有統計學意義。

由圖2可知，兩兩因素之間交互作用的響應面圖都較為平緩，表明各因素之間的交互作用不顯著。花色苷含量與浸提溫度的曲線較酸性乙醇濃度與花色苷含量的曲線陡，說明浸提溫度對玫瑰茄花色苷含量的影響較酸性乙醇濃度高，同理可知，酸性乙醇濃度的影響對玫瑰茄花色苷含量的影響大于料液比，與方差分析結果相符。

圖2 各因素交互作用對玫瑰茄花色苷含量的響應面和等高線Fig.2 Response surfece diagram and Contour plots showing the interaction effect of anthocyanins on Hibiscus sabdariffa L.

由Design-Expert8.0.6分析得到優化后的浸提工藝參數為酸性乙醇濃度41.94%，浸提溫度67.96 ℃，料液比1:15.32(g/mL)，花色苷的含量預測值為6.95 mg/g。考慮實際可操作性，調整參數，最佳浸提條件確定為酸性乙醇濃度42%(pH=2.0)，浸提溫度68 ℃，料液比1:15(g/mL)，浸提1.5 h，浸提2次。此條件下進行3次平行驗證實驗，玫瑰茄花色苷提取量為(7.43±0.06)mg/g。與預測值相近，響應面法優化該浸提方法具有一定的實際應用價值。

3 結 論

本實驗以福建三明產玫瑰茄為原料，在單因素實驗基礎上，應用Design Expert8.0.6進行Box-Bennhken響應面優化試驗，得到最佳浸提工藝條件為酸性乙醇濃度42%(pH=2.0)，浸提溫度68 ℃，料液比1:15(g/mL)，浸提1.5 h，浸提2次，玫瑰茄花色苷提取量為(7.43±0.06)mg/g，與模擬預測值接近，說明響應面法優化玫瑰茄花色苷的浸提工藝可靠。