响应面法优化豆粕中大豆异黄酮的提取工艺研究.doc

响应面法优化豆粕中大豆异黄酮的提取工艺研究阮洪生，葛文中，秦学功，安红波黑龙江八一农垦大学生命科技学院（大庆163319）摘要：以豆粕为原料，以染料木素含量为指标通过单因素实验初步得到提取工艺条件，再根据Box—Benhnken的中心组合实验设计原则，在单因素实验的基础上采用3因素3水平的响应面分析法，建立了大豆异黄酮含量与各影响因子的回归方程，并得到以大豆异黄酮含量为响应值的响应面图和等高线图，进而得出豆粕中大豆异黄酮的最佳提取工艺条件：温度78.94℃、乙醇浓度59.28％、乙醇用量为20.85：1、每次提取2h，提取2次。在此条件下，染料木素的理论提取量为12.03µg/g。关键词：响应面法；大豆异黄酮；提取工艺大豆异黄酮是存在于大豆中的生物活性成分，重要来源于豆科植物的荚豆类，其含量最高为0.1%～0.5%。目前发现的大豆异黄酮共有12种，分为游离型苷元和结合型糖苷两类[1]，其药效物质为游离型的染料木素、大豆苷元和黄豆黄素。现代药理学研究表白，除具有抗氧化作用外，大豆异黄酮还可作为雌性激素治疗的替代品，用于改善妇女更年期综合症，并具有减少血液胆固醇、防止骨质疏松及克制癌细胞生长的作用[2]。此外，大豆异黄酮还具有防止心血管疾病、抗菌等多种功能，已广泛应用于食品、医药等行业[3~6]。本实验立足于我国资源优势，采用脱脂后的豆粕为原料提取其中的大豆异黄酮成分，适应保健食品和医药工业的需要，为大豆的综合运用开辟新的途径。本实验采用脱脂后的豆粕为原料，乙醇水溶液为溶剂，染料木素的含量为指标，根据影响有效成分提取因素，实验中采用响应面分析法(ResponseSurfaceAnalysis)进行设计，该法运用多元二次回归方程拟合因素与指标之间的函数关系，通过对象迎面的等值线分析寻求最优工艺参数。1材料与方法1.1原料与试剂95%乙醇，哈尔滨新春化工厂；豆粕，哈尔滨吉庆豆业有限公司；染料木素（含量测定用，纯度大于99%），成都思科华生物技术有限公司；其他试剂均为分析纯。1.2仪器与设备TU—1800紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)、恒温水溶锅（上海精密科学仪器有限公司）、LD5A离心机（长沙英泰仪器有限公司）。1.3大豆异黄酮含量测定方法参考文献方法[7]采用染料木素为对照品的紫外分光光度法。在260nm处测得吸光度，以对照品微克x为横坐标，以测得的吸光度值y为纵坐标绘制标准曲线，计算回归方程，y=0.026+3.748x,r=0.9998。1.4单因素实验选取温度、溶剂浓度、乙醇用量3个也许影响提取效果的因素做单因素实验，以拟定相关因素及各因素的合适范围。1.5响应面实验根据单因素实验结果，选择对大豆异黄酮提取效果有影响的因素，实验中采用响应面分析法进行设计,做温度、溶剂浓度、乙醇用量的3因素3水平共17个实验点(5个中心点)的响应面分析实验,运用SASRSREG(Responsesurfaceregression)程序对17个实验点的响应值进行回归分析。基金项目：大庆市科研课题—豆粕中大豆异黄酮的提取与精制工艺研究（SGG2023-034）。作者简介：阮洪生（1973-），男，硕士，讲师，重要从事中药学的教学和科研工作。2结果与分析2.1单因素实验2.1.1最佳乙醇浓度的拟定称取5克豆粕，提取温度80℃，乙醇用量20∶1，提取2次，每次2h，分别以50%、60%、70%、80%、95%的乙醇浓度进行提取，按照1.3含量测定条件测定其染料木素含量，结果见表1。表1不同乙醇浓度的提取情况Table1Effectsofethanolconcentrationonthesoysaponinsofsoybeanresidue乙醇浓度（﹪）Ethanolconcentration5060708095染料木素（μg/g）6.3912.175.706.389.03从表1数据可以看出，随着乙醇浓度的变化，染料木素的含量有一定的变化，但乙醇浓度60%时，染料木素的含量达成最高值，以60%乙醇提取较好。2.1.2最佳提取温度的拟定称取5克豆粕，乙醇浓度60%，提取2次，每次2h，乙醇用量20∶1，分别以提取温度50℃、60℃、70℃、80℃、90℃进行提取，按照1.3含量测定条件测定其染料木素含量，结果见表2。表2不同温度的提取情况Table2Effectsoftempretureonthesoysaponinsofsoybeanresidue提取温度（℃﹪）tempreture5060708090染料木素（μg/g）6.658.149.3911.699.74从表2数据可以看出，随着提取温度的变化，染料木素的含量也有变化，但提取温度80℃时含量最高，故提取温度拟定为80℃。2.1.3最佳乙醇用量的拟定称取5豆粕，乙醇浓度60%，提