響應面優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

（廣東科貿職業學院，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，原產非洲熱帶干旱地區，現在我國廣東、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，葉子富含優質蛋白質和礦物質，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出優秀的抗氧化能力。

目前國內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-等自由基均表現出強大的清除能力。FOLTZ等[10]研究發現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，不僅具有優越的抗氧化能力，還可作為優質的保健食品原料。本研究采用響應面分析法優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據和理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

猴面包樹果實（購自淘寶網）；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。《易經·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。”按照《周易》的思想，謙遜的人最大的優勢在能“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。《周易》中對謙卦的整體評價是：“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，氣機內斂，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

鋼混凝土混合連續梁在中孔大跨全部或部分采用鋼主梁，兩側采用預應力混凝土主梁，充分發揮了混凝土材料的壓重作用和鋼材跨越能力大的優勢，自重輕，施工快，節省材料[1-3]。該橋型發展僅有幾十年，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展時結構受力與經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，在現代城市建設與發展中發揮的作用也是不容忽視的。要將園林花卉的價值充分發揮出來，就與掌握科學的養護與管理措施，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、模型的構建與檢驗、最佳組合條件的優化及驗證等步驟[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）進行優化，制訂科學的試驗設計方案，見表1。

根據1.3.1提取方法的參數進行試驗。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量，mg；M2為猴面包樹果實原料質量，mg。

1.3.2 單因素試驗

表1 響應面實驗的因素與水平表

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

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

參照宋思圓等[11]的方法，稱取適量經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，稱量所得沉淀物質量即為猴面包樹果實粗多糖質量。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 響應面試驗結果

2.2.1 響應面試驗設計與結果及方差分析

響應面試驗結果如表2所示。運用Design-Expert程序構建模型，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神經網絡是一種基于徑向基函數網絡發展而來的一種前饋型神經網絡，它的理論依據是貝葉斯決策理論，其作為徑向基網絡的一種，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果相似。

2.3 最優提取工藝驗證

經由Design-Expert軟件的數據處理結果，所顯示的最優提取條件為料液比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與參考。

3 結論

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化猴面包樹果實多糖的提取工藝。借助Design-Expert軟件對試驗結果進行分析，結果表明當料液比為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%。考慮到實際情況對上述條件進行修正，最終的優化條件為料液比1∶25（mg·mL-1），提取時間51 min，提取溫度67 ℃，經驗證，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。