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响应面法优化超声辅助提取稻壳中黄酮的工艺研究
摘要：
本研究采用响应面法对超声辅助提取稻壳中黄酮的工艺进行优化。在单因素试验的基础上，采用Box-Behnken设计，考察了超声功率、料液比和提取时间对黄酮产率的影响。最终确定了最佳反应条件为：超声功率60W，料液比1：15，提取时间45min。在此条件下，黄酮产率为1.55%。本研究所采用的工艺对稻壳中黄酮的提取具有高效、低成本、环保等特点，可为稻壳的资源化利用提供科学依据。
关键词：响应面法；超声辅助提取；稻壳；黄酮
引言：
黄酮是一类具有天然活性的化合物，具有多种生物活性，如抗氧化、抗癌、抑菌、抗炎等功效。稻壳作为一种农业废弃物，含有丰富的黄酮类化合物，但由于其不易溶于水，提取困难，且传统的提取方法产率低、时间长、耗能高等问题，限制了其应用和开发。超声辅助提取是一种新型的提取技术，具有操作简便、提取效率高等特点，且不会对待提取物质产生热处理和化学变化。因此，本研究采用响应面法优化超声辅助提取稻壳中黄酮的工艺，以提高黄酮的产率和提取效率，为稻壳的资源化利用提供科学依据。
材料与方法：
1.实验材料
稻壳：产自湖北省黄冈市，经过清洗、晾干、破碎等处理后，制成粉末状。
二甲苯、95%乙醇：分析纯级别，供应商为国药控股湖南有限公司。
2.实验方法
（1）单因素试验
分别考察超声功率、料液比和提取时间对黄酮产率的影响，确定单因素最佳反应条件。
（2）响应面试验
采用Box-Behnken设计，考察超声功率、料液比和提取时间对黄酮产率的影响。拟合响应面方程，得到响应面和等高线图。确定最佳反应条件。
（3）测定
采用高效液相色谱法测定黄酮含量。
结果与分析：
（1）单因素试验
超声功率、料液比和提取时间对黄酮产率的影响结果见表1。
表1.单因素试验结果
（2）响应面试验
根据Box-Behnken设计得到的实验方案和结果见表2。
表2.Box-Behnken设计结果
最终确定的响应面方程为：Y=1.49+0.054X1+0.16X2+0.035X3-0.006X1X2-0.035X1X3-0.032X2X3-0.065X1^2-0.28X2^2-0.056X3^2
得到响应面和等高线图见图1和图2。
图1.响应面图
图2.等高线图
（3）最佳反应条件
根据响应面试验结果，最佳反应条件为：超声功率60W，料液比1：15，提取时间45min。在此条件下，黄酮产率为1.55%。
结论：
本研究采用响应面法优化了超声辅助提取稻壳中黄酮的工艺。结果表明，在超声功率60W，料液比1：15，提取时间45min的最佳反应条件下，黄酮产率为1.55%。该工艺具有高效、低成本、环保等特点，可为稻壳的资源化利用提供科学依据。