響應面法優化大豆多酚提取工藝的研究

張彩鳳

（衡水學院生命科學學院 河北 衡水 053000）

大豆中含有非常豐富的多酚物質，該物質具有清除人體自由基的作用，還可以抑制脂質過氧化反應的進行，屬于一種潛在的高效抗氧化劑。此外，多酚還具有助消化、利尿、降血壓、抑制癌細胞的生長及預防心血管疾病等功能。對大豆多酚提取工藝進行高效優化研究，為以后食品和醫療行業中多酚的應用提供理論依據和參考數據。

1 單因素試驗

1.1 材料與方法。將大豆粉碎，添加復合酶輔助(纖維素酶與果膠酶質量比為1∶1)，采用Folin-Ciocalteu法測定大豆細顆粒中的多酚提取量。

1.1.1 復合酶添加量對大豆多酚提取量的影響試驗。固定水浴溫度為40℃，液料比為100∶1(ml/g)，研究復合酶添加量(0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%)對大豆多酚提取量的影響。

1.1.2 液料比對大豆多酚提取量的影響試驗。固定復合酶添加量為0.7%，水浴溫度為40℃，研究液料比60∶1(ml/g)、70∶1(ml/g)、80∶1(ml/g)、90∶1(ml/g)、100∶1(ml/g)、110∶1(ml/g)、120∶1(ml/g)對大豆多酚提取量的影響。

1.1.3 溫度對大豆多酚提取量的影響。固定液料比 為 100∶1(ml/g)，復合酶添加量為0.7%，研究水浴溫度(20℃、30℃、40℃、50℃、60℃)對大豆多酚提取量的影響。

1.2 結果與分析

1.2.1 復合酶添加量對大豆多酚提取量的影響。從圖1可以看出，當復合酶添加量為0.9%時，大豆多酚提取量最高，為22.48 mg GAE/g。纖維素酶和果膠酶具有協同作用，適當添加復合酶能提高大豆的利用率，有利于促進多酚成分的浸出和擴散。

圖1 復合酶添加量對大豆多酚提取量的影響

1.2.2 液料比對大豆多酚提取量的影響。從圖2可以看出，當液料比為100∶1(ml/g)時，多酚提取量最大，維持在23.23mg GAE/g左右。當液料比再增加時，提取量基本不變。

圖2 液料比對大豆多酚提取量的影響

1.2.3 溫度對大豆多酚提取量的影響。從圖3中看出，隨著溫度的變化，大豆多酚的提取量也在變化，當溫度為40℃時，多酚提取量最高，為22.68 mg-GAE/g。溫度過高，會導致多酚物質變性。

圖3 溫度對大豆多酚提取量的影響

2 響應面優化多酚提取工藝試驗

2.1 試驗方法。以液料比A、復合酶濃度B、溫度C為自變量，以大豆多酚提取量作為響應值進行分析，得到響應面試驗優化結果，試驗因素及水平見表1。運用Design Expert8.0.6軟件設計響應面試驗，結果如表2所示。

表1 響應面試驗水平因素表

表2 響應面試驗設計結果

2.2 結果與分析。通過比較響應值的大小，觀察響應面所呈現的3D曲面圖以及等高線的稀疏程度情況，可以直觀的判斷A、B、C三因素之間的交互作用對大豆多酚提取量的影響。由圖4、圖5、圖6的3個響應面3D圖和圖7、圖8、圖9等高線中可以看出，大豆多酚提取量存在最大值，并且預測值都在試驗范圍內。說明此試驗模型可以對試驗結果進行有效的預測，且能有效的反映出溫度、復合酶添加量以及液料比對結果的影響。因素A和C對結果的影響顯著(P＜0.05)，B的影響不顯著。

圖4 液料比與復合酶添加量3D圖

圖5 液料比與溫度3D圖

圖6 復合酶添加量與溫度3D圖

圖7 液料比與復合酶添加量等高線圖

圖8 液料比與溫度等高線圖

圖9 復合酶添加量與溫度等高線圖

3 回歸模型驗證

用Design Expert軟件對回歸方程進行驗證得出，在最優條件下大豆多酚提取量的理論值為24.80 mg GAE/g，其驗證結果為24.73 mg GAE/g，與理論值相近，說明該模型有實際意義，能有效預測大豆多酚的最佳提取工藝為液料比101.38∶1(ml/g)、復合酶添加量0.9%、溫度38.44℃。

多酚物質的功效好，化學穩定性差，生物利用度低，且含量也相對較低，因而對其提取工藝進行深度研究，提高多酚的提取效率，在食品和醫療領域具有廣泛的應用前景。