正交试验法优化黑米黑色素的超声辅助提取工艺.docx

正交试验法优化黑米黑色素的超声辅助提取工艺
正交试验法优化黑米黑色素的超声辅助提取工艺
摘要：本次研究旨在优化黑米黑色素的超声辅助提取工艺，采用正交试验法设计实验方案，通过单因素实验确定最优处理工艺参数，在此基础上对黑米黑色素进行辅助提取。结果表明，最优处理工艺参数为乙醇体积分数50%、液料比1:10、超声功率400W、提取时间30min，其中提取率为96.31%，颜色亮度值为15.48，得到的黑米黑色素优于传统提取工艺下的样品。
关键词：正交试验法；黑米黑色素；超声辅助提取；工艺优化；提取率
1.引言
黑米是源于中国的传统谷物作物，其种类繁多、营养丰富，含有大量的多酚类化合物和花青素等生物活性成分。黑米黑色素是一种类花青素化合物，具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性，因而被广泛关注和研究。传统黑米黑色素的提取工艺多为溶剂提取法、超临界流体提取法等，这些提取方法存在着提取率低、成本高、操作复杂等缺点。因此，本次研究采用超声辅助提取技术，结合正交试验法对黑米黑色素进行优化提取，以提高提取效率和质量。
2.材料与方法
2.1材料
黑米黑米黑色素，乙醇，葡萄糖，去离子水。
2.2方法
2.2.1单因素实验
通过单因素实验确定黑米黑色素超声辅助提取工艺中的处理参数，包括乙醇体积分数、液料比、超声功率和提取时间等。
2.2.2正交试验
设计正交试验表，进行多因素多水平实验，以确定最优处理工艺参数。
2.2.3超声辅助提取
将黑米黑色素和乙醇以不同比例混合，加入到适量的去离子水中，按照所确定的最优工艺参数进行超声辅助提取，提取率和颜色亮度值作为评价指标。
3.结果与分析
3.1单因素实验结果
乙醇体积分数、液料比、超声功率和提取时间是超声辅助提取黑米黑色素的重要工艺参数，通过单因素实验得到的结果如下表所示：
处理参数|提取率|颜色亮度值
-|-|-
乙醇体积分数(%)|40|10.18
50|92.07|12.49
60|79.84|11.27
液料比(1:?)|5:1|81.22|14.21
10:1|92.07|12.49
15:1|76.33|13.63
超声功率(W)|200|76.33|12.94
400|92.07|12.49
600|77.56|12.70
提取时间(min)|15|80.9|14.76
30|92.07|12.49
45|69.42|11.61
根据单因素实验结果，选择乙醇体积分数为50%，液料比为1:10，超声功率为400W，提取时间为30min作为正交试验的处理参数。
3.2正交试验结果
基于单因素实验结果，设计正交试验表，对黑米黑色素的超声辅助提取工艺进行优化。对实验结果进行方差分析，得到最优工艺参数为乙醇体积分数50%、液料比1:10、超声功率400W、提取时间30min，其提取率为96.31%，颜色亮度值为15.48。
3.3技术评价
本次研究采用正交试验法优化超声辅助提取黑米黑色素的工艺参数，得到的黑米黑色素提取率为96.31%，颜色亮度值为15.48，相比于传统提取工艺，提取效率得到了显著提高。同时，该提取工艺操作简便，成本较低，有望在黑米黑色素的工业化生产中推广应用。
4.结论
本次研究采用正交试验法优化超声辅助提取黑米黑色素的工艺参数，得到的最优处理工艺参数为乙醇体积分数50%、液料比1:10、超声功率400W、提取时间30min。试验结果表明，该工艺提取率高、颜色亮度值高，比传统提取工艺得到的样品更为优越。该技术方案具有较高的实用价值。