响应面法优化大豆多酚提取工艺的研究

张彩凤

（衡水学院生命科学学院 河北 衡水 053000）

大豆中含有非常丰富的多酚物质，该物质具有清除人体自由基的作用，还可以抑制脂质过氧化反应的进行，属于一种潜在的高效抗氧化剂。此外，多酚还具有助消化、利尿、降血压、抑制癌细胞的生长及预防心血管疾病等功能。对大豆多酚提取工艺进行高效优化研究，为以后食品和医疗行业中多酚的应用提供理论依据和参考数据。

1 单因素试验

1.1 材料与方法。将大豆粉碎，添加复合酶辅助(纤维素酶与果胶酶质量比为1∶1)，采用Folin-Ciocalteu法测定大豆细颗粒中的多酚提取量。

1.1.1 复合酶添加量对大豆多酚提取量的影响试验。固定水浴温度为40℃，液料比为100∶1(ml/g)，研究复合酶添加量(0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%)对大豆多酚提取量的影响。

1.1.2 液料比对大豆多酚提取量的影响试验。固定复合酶添加量为0.7%，水浴温度为40℃，研究液料比60∶1(ml/g)、70∶1(ml/g)、80∶1(ml/g)、90∶1(ml/g)、100∶1(ml/g)、110∶1(ml/g)、120∶1(ml/g)对大豆多酚提取量的影响。

1.1.3 温度对大豆多酚提取量的影响。固定液料比 为 100∶1(ml/g)，复合酶添加量为0.7%，研究水浴温度(20℃、30℃、40℃、50℃、60℃)对大豆多酚提取量的影响。

1.2 结果与分析

1.2.1 复合酶添加量对大豆多酚提取量的影响。从图1可以看出，当复合酶添加量为0.9%时，大豆多酚提取量最高，为22.48 mg GAE/g。纤维素酶和果胶酶具有协同作用，适当添加复合酶能提高大豆的利用率，有利于促进多酚成分的浸出和扩散。

图1 复合酶添加量对大豆多酚提取量的影响

1.2.2 液料比对大豆多酚提取量的影响。从图2可以看出，当液料比为100∶1(ml/g)时，多酚提取量最大，维持在23.23mg GAE/g左右。当液料比再增加时，提取量基本不变。

图2 液料比对大豆多酚提取量的影响

1.2.3 温度对大豆多酚提取量的影响。从图3中看出，随着温度的变化，大豆多酚的提取量也在变化，当温度为40℃时，多酚提取量最高，为22.68 mg-GAE/g。温度过高，会导致多酚物质变性。

图3 温度对大豆多酚提取量的影响

2 响应面优化多酚提取工艺试验

2.1 试验方法。以液料比A、复合酶浓度B、温度C为自变量，以大豆多酚提取量作为响应值进行分析，得到响应面试验优化结果，试验因素及水平见表1。运用Design Expert8.0.6软件设计响应面试验，结果如表2所示。

表1 响应面试验水平因素表

表2 响应面试验设计结果

2.2 结果与分析。通过比较响应值的大小，观察响应面所呈现的3D曲面图以及等高线的稀疏程度情况，可以直观的判断A、B、C三因素之间的交互作用对大豆多酚提取量的影响。由图4、图5、图6的3个响应面3D图和图7、图8、图9等高线中可以看出，大豆多酚提取量存在最大值，并且预测值都在试验范围内。说明此试验模型可以对试验结果进行有效的预测，且能有效的反映出温度、复合酶添加量以及液料比对结果的影响。因素A和C对结果的影响显著(P＜0.05)，B的影响不显著。

图4 液料比与复合酶添加量3D图

图5 液料比与温度3D图

图6 复合酶添加量与温度3D图

图7 液料比与复合酶添加量等高线图

图8 液料比与温度等高线图

图9 复合酶添加量与温度等高线图

3 回归模型验证

用Design Expert软件对回归方程进行验证得出，在最优条件下大豆多酚提取量的理论值为24.80 mg GAE/g，其验证结果为24.73 mg GAE/g，与理论值相近，说明该模型有实际意义，能有效预测大豆多酚的最佳提取工艺为液料比101.38∶1(ml/g)、复合酶添加量0.9%、温度38.44℃。

多酚物质的功效好，化学稳定性差，生物利用度低，且含量也相对较低，因而对其提取工艺进行深度研究，提高多酚的提取效率，在食品和医疗领域具有广泛的应用前景。