響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化果膠酶輔助提取鎖陽(yáng)原花青素工藝

崔 瑋，張 勇，2，高海寧，2，焦 楊，李彩霞，2，*（.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅 張掖 734000；2.甘肅省高校河西走廊特色資源利用省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 張掖 734000）

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響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化果膠酶輔助提取鎖陽(yáng)原花青素工藝

崔 瑋1，張 勇1，2，高海寧1，2，焦 楊1，李彩霞1，2，*
（1.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅 張掖 734000；2.甘肅省高校河西走廊特色資源利用省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 張掖 734000）

利用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化果膠酶輔助乙醇提取鎖陽(yáng)原花青素工藝。通過(guò)單因素試驗(yàn)篩選出酶解時(shí)間、pH值、酶解溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)作為影響因素，以鎖陽(yáng)原花青素提取得率為響應(yīng)值進(jìn)行Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，建立鎖陽(yáng)原花青素提取得率的二次回歸方程，得到最優(yōu)提取條件。響應(yīng)面法分析結(jié)果表明鎖陽(yáng)原花青素的最佳提取工藝參數(shù)為：在果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，酶解時(shí)間34 min、pH 4.8、酶解溫度52 ℃、用體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液浸提1.5 h。該條件下，鎖陽(yáng)原花青素提取率達(dá)14.30%。

鎖陽(yáng)；果膠酶；原花青素；響應(yīng)面法

鎖陽(yáng)（Cynomorium songaricum Rupr.）為鎖陽(yáng)科鎖陽(yáng)屬多年生肉質(zhì)寄生草本植物，分布于我國(guó)西北沙漠地帶，主要產(chǎn)地在內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等［1］。鎖陽(yáng)又名地毛球、鎖嚴(yán)子、銹鐵棒等，具有補(bǔ)腎壯陽(yáng)、潤(rùn)腸通便、益精補(bǔ)血等功能［2］。鎖陽(yáng)含有單寧、固醇類、三萜、黃酮、生物堿、沒(méi)食子酸、原花青素等多種生物活性成分［3］。

原花青素是一類多酚類化合物，植物中廣泛存在，具有清除自由基、抗氧化，抗突變、抗癌、抗輻射、預(yù)防血栓形成，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、保健品等領(lǐng)域［4-7］。原花青素的提取方法主要有溶劑萃取法［8］、超聲輔助提取法［9-10］、酶法提取法［11］等。

生物酶法（主要是纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等及其復(fù)合酶類）是利用酶對(duì)植物細(xì)胞壁進(jìn)行降解和破壞，使有效成分充分暴露出來(lái)，從而提高有效成分的提取率的技術(shù)，該技術(shù)是一種新型、高效的綠色提取技術(shù)，反應(yīng)條件溫和、雜質(zhì)易除、節(jié)約能耗、高效、減少熱敏成分的降解，廣泛地應(yīng)用于藥品、食品及動(dòng)植物細(xì)胞有效成分的提取［12-15］。禹華娟等［16］用纖維素酶和果膠酶對(duì)蓮房原花青素酶解提取，與乙醇提取相比原花青素提高48%；汪志慧等［11］研究雙酶法提取蓮房原花青素，提取率比單一乙醇提取顯著提高；薛昆鵬等［17］研究超聲微波酶解協(xié)同提取油茶殼中原花青素，其結(jié)果均高于微波、超聲及超聲-微波協(xié)同提取。

響應(yīng)面分析法是利用合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用多元二次回歸方程擬合因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)對(duì)回歸方程的分析來(lái)尋求最佳工藝參數(shù)，能以用較少的試驗(yàn)數(shù)量和時(shí)間對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行全面研究，對(duì)因素及其交互作用的影響也可以進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以有效快速地確定多因素系統(tǒng)的最佳條件［18］。響應(yīng)面法雖然廣泛用于眾多過(guò)程優(yōu)化控制等領(lǐng)域［19-21］，但關(guān)于鎖陽(yáng)原花青素果膠酶法提取工藝條件的優(yōu)化鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究以鎖陽(yáng)為材料，運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化酶法提取鎖陽(yáng)中原花青素的工藝，以期為鎖陽(yáng)的資源開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鎖陽(yáng)2011年4月采于張掖紅沙窩，由河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院張勇教授鑒定為鎖陽(yáng)科植物鎖陽(yáng)的肉質(zhì)莖。

果膠酶制劑（多聚半乳糖醛酸酶82%、果膠酯酶16%、果膠裂解酶2%） 上海杰兔工貿(mào)有限公司；（+）-兒茶素 上海友思生物技術(shù)有限公司；香草醛、甲醇、濃鹽酸、乙醇均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DKB-501數(shù)顯超級(jí)恒溫水浴鍋 揚(yáng)州市三發(fā)電子有限公司；722型可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司；pH510酸度計(jì) 安萊立斯儀器科技（上海）有限公司；SHZ-2000循環(huán)水式真空泵 河南省鞏義市英峪予華儀器廠；MiLLROCK冷凍干燥機(jī) 美國(guó)Commillrock公司；BT125D電子天平 德國(guó)Sarstorius公司。

1.3 方法

1.3.1 鎖陽(yáng)原花青素提取工藝流程

新鮮鎖陽(yáng)→清洗泥土→切片→冷凍干燥→粉碎過(guò)60 目篩→準(zhǔn)確稱取鎖陽(yáng)粉1 g→根據(jù)預(yù)設(shè)條件添加果膠酶處理→調(diào)整乙醇體積分?jǐn)?shù)為70%浸提一定時(shí)間→減壓過(guò)濾→上清液定容50 mL→鎖陽(yáng)原花青素提取液

1.3.2 鎖陽(yáng)原花青素提取率測(cè)定

1.3.2.1 兒茶素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

采用香草醛-鹽酸法［22-23］測(cè)定鎖陽(yáng)提取物中原花青素的含量。將兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品溶解于甲醇中，配制成0.2 mg/mL的兒茶素標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別移取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL于試管中，用甲醇補(bǔ)充至0.5 mL，依次加入3.0 mL質(zhì)量濃度4.0 g/100 mL的香草醛-甲醇溶液、1.5 mL濃鹽酸，加塞搖勻，在避光條件下反應(yīng)15 min后，于500 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度。以兒茶素含量（X）為橫坐標(biāo)，吸光度（Y）為縱坐標(biāo)繪制兒茶素標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程：Y=5.662 9X+0.011 5，相關(guān)系數(shù)R2=0.998 3。

1.3.2.2 原花青素提取率的計(jì)算

將鎖陽(yáng)原花青素提取液稀釋20 倍，準(zhǔn)確吸取0.5 mL 按1.3.2.1節(jié)的方法操作，于500 nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度，重復(fù)3 次，取平均值。按以下公式計(jì)算原花青素提取率。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

1.3.3.1 果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1 g鎖陽(yáng)粉末5 份，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%的果膠酶10.0 mL （pH值為5的檸檬酸-磷酸緩沖液配制），在50 ℃保溫30 min，冷卻，加入無(wú)水乙醇，使其體積分?jǐn)?shù)為70%，在50 ℃恒溫浸提1 h，減壓過(guò)濾，計(jì)算原花青素提取率，從中選擇果膠酶最適質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.3.2 酶解時(shí)間對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取的影響

準(zhǔn)確稱取1 g鎖陽(yáng)粉末5 份，分別加入pH 5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%（根據(jù)1.3.3.1節(jié)的結(jié)果取值）果膠酶10 mL，在50 ℃保溫20、30、40、50、60 min，其余條件同1.3.3.1節(jié)，計(jì)算提取率。考察酶解時(shí)間對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取的影響。

1.3.3.3 pH值對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1 g鎖陽(yáng)粉末6 份，分別加入pH值為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%果膠酶10.0 mL，在50℃保溫30 min（根據(jù)1.3.3.2節(jié)的結(jié)果取值），其余條件同1.3.3.1節(jié)，計(jì)算提取率。考察pH值對(duì)原花青素提取的影響。

1.3.3.4 酶解溫度對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1 g鎖陽(yáng)粉末5 份，均加入pH 5（根據(jù)1.3.3.3節(jié)的結(jié)果取值）、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%果膠酶10 mL，分別置于溫度為30、40、50、60、70 ℃水浴中保溫30 min，其余條件同1.3.3.1節(jié)，計(jì)算提取率。從中選擇最適酶解溫度。

1.3.3.5 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1 g鎖陽(yáng)粉末5 份，均加入pH 5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%果膠酶10 mL，置于50 ℃（根據(jù)1.3.3.4節(jié)結(jié)果取值）保溫30 min，冷卻，加入無(wú)水乙醇使其體積分?jǐn)?shù)分別為50%、60%、70%、80%、90%，在50 ℃恒溫浸提1 h，減壓過(guò)濾，計(jì)算提取率。考察乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)原花青素提取的影響。

1.3.3.6 浸提時(shí)間對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取率的影響

準(zhǔn)確稱取1 g鎖陽(yáng)粉末5 份，加入pH 5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%果膠酶10 mL，置于50 ℃保溫30 min，冷卻，加入無(wú)水乙醇使其體積分?jǐn)?shù)為70%（根據(jù)1.3.3.5節(jié)結(jié)果取值），在50 ℃恒溫浸提0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h，減壓過(guò)濾，計(jì)算提取率。

1.3.4 響應(yīng)面試驗(yàn)

響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計(jì)［18］采用Box-Behnken模型，以酶解時(shí)間、pH值、酶解溫度以及乙醇體積分?jǐn)?shù)為考察因素，分別用X1、X2、X3、X4表示，并以1、0、-1分別代表自變量的高、中、低水平，因素編碼及各自變量水平見(jiàn)表1。

表1 Box-Behnken試驗(yàn)因素與水平Table1 Factors and l evels used for Box-Behnken design

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2003和Design-Expert 8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取效果的影響

圖1 果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)原花青素提取率的影響Fig.1 Effect of pectinase dosage on the extraction efficiency of proanthocyanidins

由圖1可知，隨著果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，原花青素提取率不斷上升，當(dāng)果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于1%時(shí)，繼續(xù)增加質(zhì)量分?jǐn)?shù)，原花青素提取率反而有下降，主要原因是在低質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下，底物和酶可較充分地結(jié)合，使細(xì)胞壁和細(xì)胞間的果膠物質(zhì)充分水解，進(jìn)而使有效成分溶出。繼續(xù)增加果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)，底物質(zhì)量濃度不能對(duì)酶達(dá)到飽和，導(dǎo)致酶的作用受到抑制，從而使原花青素的提取率降低。因此，果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，原花青素提取效果最好。

2.1.2 酶解時(shí)間對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取效果的影響

圖2 酶解時(shí)間對(duì)原花青素提取率的影響Fig.2 Effect of hydrolysis time on the extraction efficiency of proanthocyanidins

由圖2可知，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，原花青素的提取率不斷增大，當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)到30 min時(shí)，原花青素提取率達(dá)到最大，說(shuō)明酶解反應(yīng)基本進(jìn)行徹底；繼續(xù)延長(zhǎng)酶解時(shí)間，提取率反而有下降。其原因原花青素是酚類成分，隨著酶解時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，原花青素的穩(wěn)定性降低使得氧化程度增高，導(dǎo)致提取率降低，因此，從節(jié)能省時(shí)方面綜合分析，酶解時(shí)間應(yīng)以30 min為宜。

2.1.3 pH值對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取效果的影響

圖3 pH值對(duì)原花青素提取率的影響Fig.3 Effect of pH values on the extraction efficiency of proanthocyanidins

由圖3可知，當(dāng)pH值在3～5范圍內(nèi)，隨pH值的升高，原花青素提取率逐漸增大；當(dāng)pH值大于5.0時(shí)，隨pH值的升高，原花青素提取率逐漸降低。說(shuō)明該酶的最適pH值為5左右，在此條件下，鎖陽(yáng)的細(xì)胞壁降解和破壞程度最大，從而使更多的有效成分釋放到溶劑中，因此酶解液pH值應(yīng)選擇4～6范圍。

2.1.4 酶解溫度對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取效果的影響

圖4 酶解溫度對(duì)原花青素提取率的影響Fig.4 Effect of hydrolysis temperature on the extraction efficiency of proanthocyanidins

如圖4所示，當(dāng)溫度低于50 ℃時(shí)，隨著溫度的升高，原花青素的提取率不斷增加；當(dāng)溫度高于50 ℃時(shí)，隨溫度的升高，原花青素的提取率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。這主要是由于溫度對(duì)酶促反應(yīng)的雙重影響：在未達(dá)到酶的最適溫度前，升高溫度增加酶和底物分子在內(nèi)的溶液體系的熱能既可使細(xì)胞內(nèi)活性物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)速率加快，又能提供酶促反應(yīng)所需的能量，使酶解反應(yīng)加強(qiáng)，因此原花青素提取率不斷增加；然而溫度繼續(xù)升高會(huì)導(dǎo)致維系酶空間結(jié)構(gòu)的非共價(jià)鍵斷裂，從而使生物酶變性，酶促反應(yīng)受到抑制，得率降低［21］。另外溫度影響原花青素的穩(wěn)定性，所以酶解溫度應(yīng)選擇50 ℃為宜。

2.1.5 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取效果的影響

圖5 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)原花青素提取率的影響Fig.5 Effect of ethanol concentration on the extraction efficiency of proanthocyanidins

如圖5所示，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，原花青素提取率增大，當(dāng)達(dá)到70%時(shí)，原花青素提取率最高，而后，乙醇體積分?jǐn)?shù)再增加，原花青素提取率降低，這是因?yàn)橐恍┐既苄噪s質(zhì)溶出量增加，它們與原花青素競(jìng)爭(zhēng)和乙醇-水分子結(jié)合，從而導(dǎo)致原花青素提取率降低。

2.1.6 浸提時(shí)間對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取效果的影響

由圖6可知，隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，原花青素的提取率略有增加，當(dāng)浸提時(shí)間為1.5 h時(shí)，提取率達(dá)到最大，繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間，原花青素提取率又有所降低，這可能是因?yàn)殡S著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，原花青素氧化從而使提取率降低。由圖6可以看出，乙醇浸提時(shí)間影響不大，因此優(yōu)化浸提時(shí)間為1.5 h。

圖6 浸提時(shí)間對(duì)原花青素的提取率的影響Fig.6 Effect of extraction time on the extraction efficiency of proanthocyanidins

2.2 響應(yīng)面法試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

因?yàn)榻釙r(shí)間和酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取率的影響不顯著，所以在進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)時(shí)，固定酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%、浸提時(shí)間1.5 h；以影響提取效果較大的因素酶解時(shí)間（X1）、pH值（X2）、酶解溫度（X3）以及乙醇體積分?jǐn)?shù)（X4）作為自變量，以鎖陽(yáng)原花青素提取率為響應(yīng)值（Y），共29個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，其中24 個(gè)為析因點(diǎn)，5 個(gè)為中心點(diǎn)，中心點(diǎn)重復(fù)的目的是估計(jì)整個(gè)試驗(yàn)的純?cè)囼?yàn)誤差。鎖陽(yáng)原花青素提取的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Experiment design and result for resp on se surface analysis

2.2.2 模型的建立與顯著性分析

利用Design-Expert 8.0軟件對(duì)表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到鎖陽(yáng)原花青素提取的二次多元回歸方程：

表3 回歸 模型 方差 分析Table 3 Analysis of variance of regressi on model

從表3可以看出，模型極顯著（P＜0.01），說(shuō)明回歸方程可以很好地描述各因素與響應(yīng)值之間的真實(shí)關(guān)系，失擬項(xiàng)P=0.068 4＞0.05不顯著，表明試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)學(xué)模型擬合程度良好，可用該模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)鎖陽(yáng)原花青素的提取工藝條件，相關(guān)系數(shù)R2=0.892 2，說(shuō)明該模型擬合程度良好，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間有較好的相關(guān)性［24］?；貧w方程中各變量對(duì)響應(yīng)值影響的顯著性，由F檢驗(yàn)法判定，概率P值越小，則相應(yīng)變量的顯著性程度越高。

從表3回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)可知，一次項(xiàng)酶解時(shí)間（X1）、酶解溫度（X3），二次項(xiàng)酶解時(shí)間（X）、pH值（X）、酶解溫度（X）和乙醇體積分?jǐn)?shù)（X）對(duì)原花青素提取率影響極顯著（P＜0.01），一次項(xiàng)pH值（X2）、酶解時(shí)間和pH值的交互項(xiàng)（X1X2）對(duì)原花青素的提取率影響顯著（P＜0.05），其他項(xiàng)影響不顯著。因此，各試驗(yàn)因素對(duì)響應(yīng)值的影響不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，簡(jiǎn)單的分析方法難以解析，而響應(yīng)面法能較好地描述它們之間的關(guān)系，并能較好地優(yōu)化鎖陽(yáng)原花青素的提取工藝。

2.2.3 響應(yīng)面交互作用分析

圖7 各因素間交互作用對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取率影響的響應(yīng)面圖Fig.7 Response surface plots showing the effect of interactions among different factors on the extraction yield of proanthocyanidins from Cynomorium songaricum Rupr.

根據(jù)回歸方程所繪制出各因素交互作用的響應(yīng)面圖，其投影面為等高線圖，等高線的形狀可反映出交互作用的強(qiáng)弱，橢圓形表示兩因素交互作用顯著，而圓形則與之相反，響應(yīng)面的陡峭程度也可反映交互作用的強(qiáng)弱［25］。由圖7a可以看出，酶解時(shí)間和pH值的交互作用顯著，酶解時(shí)間軸向等高線密集且變化趨勢(shì)陡峭，pH值軸向等高線稀疏，變化平緩，表明酶解時(shí)間比pH值對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取率的影響較大；而由圖7b～f可以看出，酶解時(shí)間與酶解溫度、pH值和酶解溫度、酶解時(shí)間與乙醇體積分?jǐn)?shù)、pH值與乙醇體積分?jǐn)?shù)、酶解溫度與乙醇體積分?jǐn)?shù)的交互作用不顯著，但從曲面的變化趨勢(shì)來(lái)看酶解溫度、pH值對(duì)鎖陽(yáng)原花青素的提取影響較大，乙醇體積分?jǐn)?shù)的影響較小。

2.2.4 最優(yōu)工藝條件及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

利用Design-Expert 8.0軟件對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行分析，以獲得鎖陽(yáng)原花青素提取率的最優(yōu)提取工藝條件為酶解時(shí)間34.15 min、pH 4.75、酶解溫度52.47 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)69.58%，模型預(yù)測(cè)的鎖陽(yáng)原花青素提取率極大值為14.25%?？紤]到實(shí)際操作的便利，將各因素的參數(shù)修正為酶解時(shí)間34 min、pH 4.8、酶解溫度52 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，在此條件下進(jìn)行5 次重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，鎖陽(yáng)原花青素平均提取率為14.30%，與理論預(yù)測(cè)值接近。因此，采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化得到的工藝優(yōu)化條件可行，參數(shù)準(zhǔn)確可靠，具有實(shí)用價(jià)值。

2.2.5 酶法與乙醇提取法對(duì)鎖陽(yáng)原花青素提取率的比較

酶法與乙醇提取法（料液比1∶10，在70 ℃條件下，用體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液回流提取2 h），鎖陽(yáng)原花青素的提取率分別為14.30%和10.47%，相比較，酶法提取率明顯提高。

3 結(jié) 論

本研究利用響應(yīng)面法優(yōu)化果膠酶提取鎖陽(yáng)原花青素工藝參數(shù)，在果膠酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，鎖陽(yáng)原花青素提取的最優(yōu)工藝條件為pH 4.8、酶解溫度52 ℃、酶解時(shí)間34 min、以體積分?jǐn)?shù)為70%乙醇溶液提取1.5 h，鎖陽(yáng)原花青素提取率達(dá)到14.30%，對(duì)比乙醇提取法（10.47%）增加了3.83%，且高于文獻(xiàn)［26］所報(bào)道的甘肅酒泉所產(chǎn)鎖陽(yáng)的提取率（11.50%），說(shuō)明酶法提取鎖陽(yáng)原花青素可行；還說(shuō)明同一省不同產(chǎn)地的鎖陽(yáng)中同一有效成分含量有差異；采用不同的提取方法提取率有較大差異。

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Optimization of Pectinase-Assisted Extraction of Proanthocyanidin from Cynomorium songaricum Rupr.Using Response Surface Methodology

CUI Wei1， ZHANG Yong1，2， GAO Haining1，2， JIAO Yang1， LI Caixia1，2，*
（1.College of Agriculture and Biotechnology， Hexi University， Zhangye 734000， China；2.Key Laboratory of Hexi Corridor Resources Utilization of Gansu Universities， Zhangye 734000， China）

Purpose: To optimize the pectinase-assisted extraction of proanthocyanidins （PC） from the stems of Cynomorium songaricum Rupr..Methods: Pectinase was introduced into the process for improving the extraction efficiency.The extraction conditions were optimized by using response surface methodology （RSM）.Five key factors including enzyme dosage， hydrolysis duration， pH value， temperature and ethanol concentration were selected by one-factor-at-a-time experiments.The extraction yield of PC was used as the response.Results: A quadric regression equation for predicting the extraction yield of PC was established using Box-Behnken design and the extraction conditions were optimized as follows: hydrolysis for 34 min with 1% pectinase at 52 ℃ and initial pH 4.8 followed by extraction for 1.5 h with 70% ethanol as the extraction solvent.Under these optimized conditions， the extraction yield of PC reached 14.30%.Conclusion: The optimized pectinase-assisted extraction method can enhance the extraction efficiency of PC from Cynomorium songaricum Rupr..

Cynomorium songaricum Rupr.； pectinase； proanthocyanidins； response surface methodology

10.7506/spkx1002-6630-201614004

TQ461

A

1002-6630（2016）14-0018-06

崔瑋， 張勇， 高海寧， 等.響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化果膠酶輔助提取鎖陽(yáng)原花青素工藝［J］.食品科學(xué)， 2016， 37（14）: 18-23.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201614004. http://www.spkx.net.cn

CUI Wei， ZHANG Yong， GAO Haining， et al.Optimization of pectinase-assisted extraction of proanthocyanidin from Cynomorium songaricum Rupr.using response surface methodology［J］.Food Science， 2016， 37（14）: 18-23.（in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201614004. http://www.spkx.net.cn

2015-12-14

國(guó)家中醫(yī)藥管理局2012年中醫(yī)藥行業(yè)科研專項(xiàng)（201207002）

崔瑋（1969—），男，副教授，碩士，研究方向?yàn)閯?dòng)物生理和藥理。E-mail：zhangyecw@163.com

*通信作者：李彩霞（1967—），女，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，學(xué)士，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物開(kāi)發(fā)與利用。E-mail：pengli131@163.com