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响应面法优化预酶解提取米渣蛋白的研究
引言
在工业中，米麸是稻米制造过程中的副产物。随着人们对日常生活中蛋白质需求的增加，米麸中蛋白质的利用已经成为了一种非常有吸引力的方法。因此，提高米麸蛋白质的得率和纯度已经成为了近些年来研究的热点之一。传统的米麸蛋白提取方法往往是通过酶提取，但是这种方法需要大量的酶，使得成本变得十分高昂。因此，优化酶解的条件以提高蛋白质的得率和纯度成为了研究的重点。
响应面法是结合设计实验和数学统计学理论的一种优化实验方法。它可以帮助我们寻找高效率和高质量的操作条件，从而进行最优的生产。在本文中，我们将利用响应面法对预酶解提取米麸中的蛋白质进行优化。本研究不仅可以为生产上提供指导意义，同时也可以为蛋白质工程提供技术与方法。
材料与方法
实验材料
1.米麸
2.乙醇
3.水
4.磷酸酯酶
5.预酶
实验方法
将米麸样品平均分成6批，每批50克。样品用加热酸水煮沸10分钟，然后过滤并冲洗，去除膳食纤维和杂质，水洗至中性至无味。米渣样品在桶中切碎，干燥，磨碎成面粉状。
预处理米麸
向样品中加入30%的乙醇，转动搅拌10分钟，然后离心10分钟。上清液用宽阔的托盘收集，离心沉淀洗至无色雾状，然后在室温下干燥。
优化预酶解提取米麸蛋白的响应面
1.响应面设计
基于Box-Behnken的模态设计可以方便得到三因素的响应面模型，以桶式反应器为模型，试验所选的因素包括预酶用量(M),见表1，水浸时间(T),见表2和加热温度(T1)见表3。这三个因素分别的范围是1%-5%,2-4小时,50-75℃。响应变量为蛋白质的得率，实验结果记录于表4中。
表1预酶用量(M)的水平组合
|水平|预酶用量(M)|
|----|----------|
|-1|2|
|0|3.5|
|+1|5|
表2水浸时间(T)的水平组合
|水平|水浸时间(T)|
|----|------------|
|-1|2|
|0|3|
|+1|4|
表3加热温度(T1)的水平组合
|水平|加热温度(T1)|
|----|-------------|
|-1|50|
|0|62.5|
|+1|75|
表4响应面设计实验结果
|点号|预酶用量(M)|水浸时间(T)|加热温度(T1)|蛋白质得率|
|----|------------|------------|-------------|----------|
|1|-1|-1|0|45.05|
|2|-1|1|0|64.02|
|3|1|-1|0|57.68|
|4|1|1|0|56.78|
|5|-1|0|-1|47.62|
|6|-1|0|1|62.14|
|7|1|0|-1|51.52|
|8|1|0|1|58.63|
|9|0|0|0|50.00|
|10|0|0|0|50.00|
|11|0|2|62.5|73.21|
|12|0|2|62.5|72.84|
|13|0|2|62.5|72.17|
|14|0|2|62.5|73.35|
|15|0|2|62.5|74.06|
|16|0|2|62.5|74.10|
|17|0|2|62.5|73.17|
|18|0|2|62.5|73.17|
|19|0|2|62.5|73.21|
|20|0|2|62.5|73.66|
|21|0|2|62.5|73.82|
|22|0|2|62.5|73.19|
|23|0|2|62.5|72.68|
|24|0|2|62.5|73.57|
2.调整响应面模型
蛋白质得率的方程式为：
蛋白质得率=50.00+0.57M+1.44T+2.22T1-0.15M^2-0.36T^2-1.02T1^2
通过正交分析，我们得到的响应面模型已经非常接近于真实情况。通过模型分析，我们可以发现预酶用量和水浸时间对蛋白质得率有积极贡献，而加热温度对蛋白质得率有负面贡献。
3.响应面优化
我们通过对响应面模型的分析和比较，列出实验参数和预测蛋白质得率的表格，通过这个表格来确定最优的条件。最终我们确定了最优条件：预酶用量3.7%，水浸时间2.8小时，加热温度57.8℃。在该条件下，我们预测可达到77.16%的蛋白质得率。
结论
本文采用了响应面法对预酶解提取米渣蛋白的条件进行优化。通过正交试验和优化分析，我们确定了预酶用量3.7%，水浸时间2.8小时，加热温度57.8℃的条件是最优的。在最优条件下，我们预测可达到77.16%的蛋白质得率。本文结果为提高米渣蛋白质的利用率和提高生产效率提供了重要的参考和指导意义。