哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心150000
【摘要】本次试验的评价指标是总抗氧化能力，实验基础为单因素试验，采用响应面法和中心组合设计来对沙棘果皮渣抗氧化成分进行提取，并且进行相应的优化。实验结果证明，试验进行的温度和乙醇体积分数以及酸醇比对于提取物的抗氧化能力产生了很大的影响，最终，提取沙棘的抗氧化材料最佳工艺为，提取时间为1h，料液比为1：10，提取温度控制在90℃左右，乙醇体积分数控制在68%，酸醇比为1:25的时候效果良好，可以提取两次，经过相关的试验进行模拟之后，证明有着很好的提取效果，可以用来进行大规模生产。
【关键词】响应面法;沙棘;抗氧化;工艺优化
沙棘别名为沙枣和醋柳，从物种上看为胡颓子科沙棘属，是一种生长在温带的落叶灌木植物。这种植物在我国分布面积很广泛，种类很丰富，主要分布地区为我国的华北、西北和四川等地，不但分布广泛，资源也十分丰富。
沙棘果实营养物质丰富，生物活性成分也存在很多种，例如生物总黄酮就是其中的一种，而其中有一种很强的天然抗氧化剂为原花青素，对人来说，具有着明显的清楚自由基的作用。关于人类的衰老，1956年在学界就已经提出了自由基导致衰老的说法，认为自由基通过对细胞成分进行一系列的诱导，而导致了人的衰老，如果可以加入抗氧化剂成分就可以达到清除自由基的效果，进而可以延缓衰老，甚至延年益寿。
在我国沙棘果的主要用途是榨汁和取油这两种，剩下的沙棘果的果皮和残渣经常被丢弃或者直接喂动物作为饲料，利用率非常低，造成了浪费。现在很多人都在致力于沙棘果内黄铜和色素的研究，并且对工艺进行了很多改良和尝试。而抗氧化和抑菌方面的效果直接决定了植物提取物的效果，如果其有出色的抗氧化效果，就会在保健食品和化妆品行业去的相应的地位。
响应面法采用二次回归这一方式作为工具来进行函数估计，结合数学和统计学方面的知识来建立一个模型，在缩减工作量的同时，提高计算的准确性，当前这种方式已经在培养基配置和植物提取中得到了很广泛的运用。对抗氧化成分提取工艺的优化试验得到了最佳提取工艺，对于工业生产来说，有着很重要的意义和指导作用。
一、材料和方法
（一）关于材料来源和试剂来源
山西五台山市沙棘制品公司提供沙棘果皮渣，南京建成生物工程研究所生产的抗氧化能力试剂盒，浓盐酸和无水乙醇以及标准缓冲溶液等等试剂都经过分析，并且合格。
1.2仪器与设备
UV-5100型紫外可见光分光光度计：海元析仪器有限公司；DF-101B集热式磁力加热搅拌器：金坛市医疗仪器厂；PHS-25型数显pH计：上海精密科学仪器有限公司；Centrifuge5424R型台式高速冷冻离心机：德国eppendorf公司；Molelement1018a型摩尔超纯水机：上海摩勒科学仪器有限公司。
1.3试验方法
提取工艺及操作要点
工艺流程：沙棘果皮渣粉→过筛→称量→回流提取→减压抽滤→定容→提取液
操作要点：将干燥的沙棘果皮渣粉过20目筛，准确称取一定质量沙棘果皮渣粉置于圆底烧瓶，加入一定体积相应的乙醇溶液浸没沙棘果皮渣粉，在磁力搅拌下恒温回流提取一定时间，然后减压抽滤，并将所得滤液定容到一定体积，低温保存备用。
二、关于结果和分析
（一）单因素试验
v单因素试验应该以大量查阅资料作为基础，进而选出一个合适提取参数，其中包括提取时间、料液比和提取温度以及乙醇体积分数，同时对比酸醇比值和提取次数，上述指标分别作为变量来进行单个因素的试验，对提取液的总抗氧化能力影响进行对比，分别进行单次试验，进而取得最佳值。
（1）提取时间对总抗氧化能力的影响
总体上看来，随着提取时间的增加，提取液的抗氧化能力也得到了显著提高，但是到了60min之后就逐渐趋于平缓，也就是说，到了60min之后，沙棘果皮渣中的抗氧化成分基本已经提取完毕，如果提取时间过场反而会导致抗氧化成分的分解。所以这样看来，把60min作为最合适的提取时间是比较合理的。
（2）料液比对总抗氧化能力的影响
试验表明，随着料液比的增大，提取物的总抗氧化能力最初急剧增加，当料液比超过1︰10（mV）后，增加幅度渐缓，没有明显优势，且增大溶剂用量不利于后期浓缩操作，也不经济，综合考虑，选取1︰10（mV）为最佳料液比。
（3）提取温度对总抗氧化能力的影响
试验表明，随着温度的增大，提取液的总抗氧化能力最初是直线上升，当温度高于80℃之后，增幅渐小，提高温度需要消耗更多的能源，在后期加酸的条件下会对设备影响较大，综合考虑，选取80℃为最佳提取温度。
（4）乙醇体积分数对总抗氧化能力的影响
试验表明，随着乙醇体积分数的逐渐增大，提取物的总抗氧化能力先增大，当乙醇体积分数为55%时，达到最大值，随后随着乙醇体积分数增加，提取液总抗氧化能力减小，因此选取55%为最佳乙醇体积分数。
（5）酸醇比对总抗氧化能力的影响
表明，随着酸醇比的逐渐增大，提取物的总抗氧化能力先快速增大，当酸醇比为5︰150时达到最大值，此后，随着盐酸量的增加，总抗氧化能力反而减小，由此确定5︰150为最佳酸醇比。
（6）提取次数对总抗氧化能力的影响
试验表明，随着提取次数的增加，提取液的总抗氧化能力先急剧上升，然后趋于平缓，综合考虑，选取最佳提取次数为2次。
（二）CCD优化试验
（1）CCD试验设计与结果
在单因素试验基础上，为简化操作，选定提取次数为1次，确定提取时间60min，料液比1︰10（mV），沙棘果皮渣粉10.00g。选取单因素试验中三个主要影响因素：提取温度，乙醇体积分数及酸醇比，分别取其最佳单因素值作为中心点进行三因素五水平的CCD试验设计。
（2）响应面分析与优化
为进一步考察三个因素中交互作用对提取液总抗氧化能力的影响，对其曲面图和等高线图进行分析，曲面图直观地反映了各因素对响应值的影响。等高线的形状可反映出交互效应的强弱，椭圆形表示两因素交互作用显著，而圆形则交互作用不显著。提取温度，乙醇体积分数和酸醇比三者之间均有交互作用，交互作用的影响可能导致响应面预测最佳值与单因素最佳值相对偏移。三组验证试验的平均值与预测值高度相符，因此，该响应面优化得到最佳工艺是可靠的，具有实用价值。
三、总结
以单因素试验作为依托，采用中心组合设计的方式和响应面分析方式来对提取沙棘果皮中的抗氧化成分工艺进行优化，得出了一个最为理想的工艺指标，具体为提取时间1h，料液比为1:10，提取温度控制在90℃，乙醇体积分数为68%，酸醇比为1:25，在这个基础上，进行两次提取。并且建立了一个各影响要素和提取结果的二次回归模型，该模型具有很明显的回归效果，和试验结果非常契合，并且经过重复试验证实该工艺可行并且可靠，对沙棘果皮通过工业来进行抗氧化物质提取具有很好的现实意义，并且对于提取沙棘果中抗氧化物质的工艺还将继续进行研究，并且力求将其完善起来。
参考文献
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