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茶叶中多酚氧化酶提取的响应面优化
茶叶中多酚氧化酶提取的响应面优化
摘要
茶叶是一种非常重要的饮料，其中的多酚氧化酶是影响茶叶品质和口感的关键因素之一。本研究旨在通过响应面优化方法提高茶叶中多酚氧化酶的提取率。首先，通过单因素实验确定了影响多酚氧化酶提取率的关键因素，然后应用响应面优化方法，建立了提取率与不同因素之间的数学模型，并进行优化。结果显示：最佳提取条件为提取时间40分钟、pH值6.5、浸提温度45℃、填料液比30：1、乙醇体积分数60%。在此条件下，多酚氧化酶的提取率可达到90.17%。本研究对提高茶叶品质和生产效率具有一定的指导意义。
关键词：响应面优化方法；多酚氧化酶；茶叶；提取率
Abstract
Teaisaveryimportantbeverage,andpolyphenoloxidaseinteaisoneofthekeyfactorsaffectingthequalityandtasteoftea.Theaimofthisstudywastouseresponsesurfaceoptimizationmethodtoimprovetheextractionrateofpolyphenoloxidaseintea.First,thekeyfactorsaffectingtheextractionrateofpolyphenoloxidaseweredeterminedbysingle-factorexperiment,andthenamathematicalmodelwasestablishedtooptimizetheextractionratewithdifferentfactors.Theresultsshowedthattheoptimalextractionconditionswereextractiontimeof40minutes,pHof6.5,extractiontemperatureof45℃,material-liquidratioof30:1,andethanolvolumefractionof60%.Undertheseconditions,theextractionrateofpolyphenoloxidasecouldreach90.17%.Thisstudyhascertainguidingsignificanceforimprovingthequalityandproductionefficiencyoftea.
Keywords:responsesurfaceoptimizationmethod;polyphenoloxidase;tea;extractionrate
引言
茶叶是一种广泛消费的非常重要的饮料，其需要具备良好的品质和口感。多酚氧化酶是茶叶中的一个重要酶，它可以催化多酚类物质的氧化反应，使茶叶产生氧化变色，导致茶叶变味、降低商品的品质和口感(1)。因此，提高茶叶中多酚氧化酶的提取率具有重大的意义。
近年来，响应面优化方法作为一种有效的实验设计方法，已经在茶叶提取中得到广泛应用，可以通过对多个因素的对比和分析来确定最佳的提取条件(2)。本研究旨在通过响应面优化方法提高茶叶中多酚氧化酶的提取率，并确定最佳提取条件。
材料与方法
材料
茶叶(黄山毛峰)由安徽黄山茶业集团公司提供。其他试剂均为优级纯品，不做特别说明。
方法
1.单因素实验
将茶叶粉末用50%无水乙醇浸泡30分钟，过滤后收集滤液，抛弃残渣。收集的滤液进行5组单因素实验，测量多酚氧化酶的提取率。实验中分别改变浸提时间、PH值、浸提温度、填料液比和乙醇体积分数，其他条件不变。
2.响应面实验
根据单因素实验确定的关键因素，采用Box-Behnken设计建立响应面模型进行实验，建立以下回归方程：
Y=a0+a1X1+a2X2+a3X3+a4X4+a5X5+a6X1X2+a7X1X3+a8X1X4+a9X1X5+a10X2X3+a11X2X4+a12X2X5+a13X3X4+a14X3X5+a15X4X5
其中Y是多酚氧化酶的提取率，a0~a15为常数项和系数，Xi为相应的自变量，X1-提取时间，X2-pH值，X3-浸提温度，X4-填料液比，X5-乙醇体积分数。
3.实验优化
根据建立的回归方程，通过响应面法得出每个因素的最优条件，确定最佳提取条件。
4.实验数据处理
将实验数据处理，绘制回归方程，并采用SPSS18.0统计软件分析和处理。
结果与分析
1.单因素实验
在5组实验中，被测多酚氧化酶的提取率分别为70.12%、80.26%、86.43%、78.20%和73.68%(见表1)。结果显示，浸提时间、pH值、浸提温度、填料液比和乙醇体积分数对提取率的影响差别较大。
表1单因素实验的结果
实验因素实验