响应面——满意度函数优化复合酶法提取野木瓜汁工艺的研究

响应面——满意度函数优化复合酶法提取野木瓜汁工艺的研究 响应面——满意度函数优化复合酶法提取 野木瓜汁工艺的研究 2011NO.9 ?88?SerialNo.234ChinaBrewingR esearchReport 响应面——满意度函数优化复合酶法提取野木瓜汁工艺的研究 王雅臣,王明力,王丽娟z,袁志 (1.贵州省发酵_q2程与生物制药重点实验室,贵州贵阳550003;2.贵州大学化学与 化工学院,贵州贵阳550003) 摘要:为了提高野木瓜出汁率和野木瓜汁含糖量,采用复合酶法提取野木瓜汁,用 响应面——满意度函数分析法进行优化.结果表 明,最佳酶解工艺参数为每lOOg果肉打浆3HTk80mL,复合酶(纤维素酶与果胶酶 添加比例为4:1)添加量O. 170%,调整pH值为4.0,存 45?处理4h,野木瓜出汁率为76.0%,野木瓜汁含糖量达N7.77%,均高于空白样. 关键词:响应面;满意度函数;野木瓜;复合酶 中图分类号:TS275.5文献标识码:A文章编号:0254—5071(2011)09—0088—05 OptimizingcomplexenzymaticextractionofChaenomeleseathayensisjuicebyresponsesur facemethodology combinedwithdesirabilityfunctionanalysis WANGYachenII2jWANGMingli,WANGLijuan2,YUANZhi 《1.GuizhouKeyLaboratoryofFermentationEngineeringandBiologicMPharmacy,Guiy ang550003,China; 2.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang550003,c hina) Abstract:InordertoincreasetheyieldandsugarcontentofChaenomelescathayensisjuice,cc athayensisjuicewasextractedbycomplexenzymoly— sis.Theextractiontechnologywasoptimizedbyresponsesurfacemethodologycombinedwi thdesirabilityfunctionanalysis.Theresultsshowedthat theoptimumconditionsforenzymaticextractionofCcathayens~juicewereasfollows:80ml waterper100gpulp,0.170%complexenzymefcellu lose:pectinase=4:1),pHvalue4.0,enzymolysistemperature45? andenzymolysistime4h.ThejuiceyieldofC.cathayensiscouldreach76.O%,and thesugarcon~ntofC.cathayensisjuicecouldreach7.77%.Boththejuiceyieldandsugarconte ntweremuchhigherthancontro1. Keywords:responsesurface;desirabilityfunction;Chaenomelescathayensis;complexenz yme 野木瓜(Chaenomelescathayensis)属蔷薇科贴梗海棠 灌木丛植物,植物学上分类属于毛叶木)k~[Chaenomeles cathayensis(Hems1.)Schneid.],是贵州省遵义正安县独有 的天然特产资源【野木瓜皮薄,肉厚,气香,品质优良, 中医记载其味甘,平,归心,肾二经,有强心利尿,驱虫止 痛之功效闭.现代研究表明,野木瓜含有丰富的有机酸, 果胶,蛋白质,多种氨基酸维生素和矿物质,还含有多糖, 皂苷,黄酮,超氧化物歧化酶等活性成分『41,是理想的保 健食品. 野木瓜果肉硬度大,酸涩味重,小适合鲜食,利』_{j酶处 收稿日期:2011一O419 基金项目:贵州省社会发展攻关项目((2009)一3010) 作者简介:王雅臣(1986一),男,在读硕士研究生,研究方向为食品科学;王明力,教授, 通讯作者. 表3正交试验结果方差分析 Table3.Varianceanalysisofoahogonalexperimentresults 3结论 (1)微波处理小麦蛋白胶黏剂制备啤酒标签胶4个因 素的影响大小为料液tg>微波功率>处理时间>处理温度. 且因素A料液比对各指标影响高度显着,影响最大. (2)微波处理小麦蛋白标签胶黏剂制备啤酒标签胶的 最佳工艺条件为处理温度80~C,料液比l:4.5,微波功率 600W,处理时间90rnin. 参考文献: [1]张土龙,杨守平.环保胶黏刺原料及典型配方[M]此京:化学I业 版社,2010. [2】侯运城,范君怡,蔡永源我国胶黏剂1业现状及应j{J进展IJi.热性 树脂,2009,24(O4):55.59. 【3】玄夕娟,陈年.大豆蛋白胶黏剂的研究进展IJl高校理科研究,2009 (34):97 [4]4陈盾.中国上古胶粘剂及应用fJ】.巾国科技史料,2003,24(4):359365 [5】杨国浩.改性小麦面筋蛋白作为木材胶粘剂的粘接强度和抗水时间 研究[J].中国胶黏剂,2005,14(12):11-13. 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Mk=(0.861,0.724,0.216,0.557,0.438,0.952,0.775,0.535,0.461, 0.847,0.871,0.767,0.435,0.733,0.917) 3.2.3加权主成分二次回归模型的建立 以M为响应值,利用Minitab15.0软件对其与A,B,C进 行二次多项式拟合,并获得二元回归方程: M=0.905253+0.118901A+0.099217B+nl17686C.0.087273AB+ 0001957AC+0.025873BC.0.043483A0194987B.0.】97653C 表3回归模型系数显着性检验 Table3.Significancetestofcoefficientsinregressionmodel 表4回归方程的方差分析 Table4.Varianceanalysisofregressionequation 2011No.9 ?92?SerialNo.234ChinaBrewingR esearchRepo~ . 一 Il【】_0. r 图6各因素相互作用对出汁率影响的响应曲面图 Figure6.Responsesurfaceplotshowingtheinteractiveeffectsofcompositionofcomplexenz yme(A),additionamountof complexenzyme(13)andenzymolysistime(C)onjuiceyield 对模型(表3,表4)进行分析,由表3可知,各因素对酶 解效果的影响大JJ,/il~序为A>C>B.A,B问交互作用相 对显着.其决定系数R2=90.32%,说明二次多项式回归效果 比较好.由表4可知,失拟项p=0.131>0.05,说明二次多项 式回归模型正确. 3-2.4最优工艺的确定 对回归方程取一阶偏导为零,求解为(0.00,.0.80,.0.80), 即纤维素酶与果胶酶添加比例为4:1,复合酶添加量为 0.170%,酶解时间3.9h.在优化条件下再重复试验3次,野木 瓜果肉出汁率达~JJ76.O‰野木瓜汁含糖量达到7.77%,与预 测值较符合. 4结论 4.1以野木瓜果肉出汁率,榨得野木瓜汁的含糖量,在单因 素分析基础上,建立了纤维素酶与果胶酶添加比例,复合 酶添加量,酶解时间3个因素的回归方程,此模型在试验范 围内能较准确地预测酶解效果. 4.23个因素对酶解效果的影响大小顺序为纤维素酶与 果胶酶添加比>酶解时间>复合酶添加量. 4_3复合酶(纤维素酶与果胶酶比例为4:1)最佳酶解工艺 参数为每lOOg果肉打浆加水80mL,调整pH值为4.0,添加 复合酶0.170%,酶解温度45cc,酶解时间3.9h.在此最佳条 件下,野木瓜出汁率为76.O%,比空白样的51.4%多22.6%, 野木瓜汁含糖量达到7.77%,比空白样的2.67%多5.10%,极 大地提高了野木瓜果肉出汁率和野木瓜汁含糖量,说明复 合酶法辅助提取野木瓜汁是切实可行的. 参考文献: [】]李显国.立足资源创特色产业【JJ,黔中巡礼,2000,16(1):18-19 【2】项昭保,任绍光.木瓜资源的开发和利用….中国野生植物资源, 20O2,21(5):26—27. 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