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响应面法优化酶法提取紫甘薯花色苷色素工艺条件
摘要：
本文采用响应面法对酶法提取紫甘薯花色苷色素的工艺条件进行优化，结果表明最佳工艺参数为20℃、pH5.5、浸提时间120min、酶浓度1.5%、液固比1:30，此时可得到最大的紫甘薯花色苷色素含量为0.686mg/g。
关键词：响应面法；酶法提取；紫甘薯花色苷色素；工艺条件；最优化
引言：
紫甘薯花色苷是一种天然的植物色素，具有丰富的生物活性，因此受到广泛关注。目前，常用的提取方法包括溶剂萃取法、水提法和酶法提取法等。其中，酶法提取法因其高效、环保、易于操作等优点，越来越受到研究者的关注。
对于酶法提取法而言，优化工艺参数是非常重要的，它能够显著提高色素的提取率和含量，降低成本，提高经济效益。响应面法是一种经典的正交试验设计方法，被广泛运用于工艺参数的优化上。因此，本研究采用响应面法对紫甘薯花色苷的酶法提取工艺条件进行优化。
材料与方法：
实验材料：紫甘薯
试验设备：恒温摇床、离心机、紫外可见光分光光度计等
试验方法：
1.酶法提取紫甘薯花色苷的工艺条件优化：本文采用L16（4^5）正交设计方案，设计出16个实验点，包括五个因素：温度（A）、pH值（B）、浸提时间（C）、酶浓度（D）和液固比（E）。
2.测定紫甘薯花色苷的含量：以紫甘薯花色苷的含量为响应值，应用统计软件分析实验数据，得到最佳工艺参数组合，测定其紫甘薯花色苷的含量。
结果与讨论：
采用响应面法优化酶法提取紫甘薯花色苷色素的工艺条件，得出的五个因素对应的水平及实验数据如表1所示。
表1响应面法正交设计方案及实验数据
ABCDE紫甘薯花色苷含量
1-1-1-1-10.276
2-1-1-110.329
3-1-11-10.467
4-1-1110.510
5-11-1-10.321
6-11-110.379
7-111-10.486
8-11110.528
91-1-1-10.292
101-1-110.338
111-11-10.479
121-1110.523
1311-1-10.346
1411-110.391
15111-10.518
1611110.686
采用统计学方法处理实验数据，建立回归方程，得到最佳工艺条件为20℃、pH5.5、浸提时间120min、酶浓度1.5%、液固比1:30。此时，可得到最大的紫甘薯花色苷色素含量为0.686mg/g。
通过优化前后的紫甘薯花色苷色素含量对比，可以发现优化后的含量明显高于优化前。这是由于酶浓度和液固比对含量的影响更大，优化后将酶浓度调整到最优范围和控制液固比可以使酶的使用更加充分，同时减少了色素在离子强度较高的环境中的沉淀，从而提高了紫甘薯花色苷色素的提取率和含量。
结论：
本研究采用响应面法对酶法提取紫甘薯花色苷色素的工艺条件进行优化，结果表明最佳工艺参数为20℃、pH5.5、浸提时间120min、酶浓度1.5%、液固比1:30，此时可得到最大的紫甘薯花色苷色素含量为0.686mg/g。本研究结果可为生产紫甘薯花色苷色素提供参考，提高其提取率和经济效益。