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实验设计方案 题目：超声波辅助双水相萃取石榴皮中原花青素 1材料与方法 1.1实验材料 石榴皮（从滨河集团国风酒业下脚料中捡取并粉碎过目） 1.2实验方法 1.2.1 试剂和仪器 无水乙醇、香草醛、甲醇、浓盐酸、硫酸铵、蔗糖、食盐、抗坏血酸、柠檬酸均为分析纯；儿茶素、上海友思生物技术有限公司；紫外分光光度计、电子天平（PL203）、FH3型恒温磁力加热搅拌器、PHS-3C酸度计、超声波。 1.2.2 乙醇-硫酸铵双水相体系 低级醇-盐双水相体系中水溶性有机溶剂选择乙醇，析盐相选择硫酸铵。乙醇-硫酸铵双水相体系参照文献（罗建平等2011），在水溶性乙醇中加入硫酸铵，利用硫酸铵的盐析作用形成双水相体系，通过改变乙醇与水的比例和盐的用量可以控制双水相体系的形成，水、硫酸铵、乙醇总的双水相反应体系为10g。 1.2.3 原花青素的超声提取与双水相分离 称取一定量的硫酸铵固体于干净的试管中，在试管中加入一定量的蒸馏水，摇至硫酸铵固体完全溶解，再加入一定量的无水乙醇，然后按一定的料液比准确称取一定量的石榴皮粉末于乙醇-硫酸铵双水相体系中，充分混匀后，超声提取一定时间，静置30min，待完全分层后，分别测定上相乙醇相和下相清液中原花青素的含量。计算石榴皮中原花青素的提取率和分配系数。 提取率=（原花青素提取物质量/石榴皮粉末质量）×100% K=c上/c下 1.2.4 香草醛-盐酸法测定原花青素的含量 1.2.4.1 标准曲线制作 测定方法参照文献[1]，选儿茶素为标准，分别吸取不同浓度的儿茶素标准溶液0.5ml，加3ml4%香草醛甲醇溶液，再加入1.5ml浓盐酸，避光反应15min。以0.5ml蒸馏水， 3ml4%香草醛甲醇溶液，和1.5ml浓盐酸为空白对照，避光反应15min。在500nm处测定吸光值。以反应体系所测吸光值为纵坐标，儿茶素含量为横坐标，做标准曲线，求得回归方程为y=6.0271x + 0.0105 ，R2=0.9986,y代表吸光值，x代表儿茶素含量（mg）。 1.2.4.2 原花青素含量的测定 吸取4%香草醛甲醇溶液3ml，浓盐酸1.5ml，加入萃取样品液0.5ml(若浓度较大，可以进行适当倍数的稀释)，避光反应15min，在500nm处测定吸光值。计算出原花青素的提取率和双水相体系的分配系数。 1.3实验设计 1.3.1 Plackett-Burman(PB)实验设计 Plackett-Burman(PB)实验设计法是一种2水平的试验设计方法，可以分清实验因素对指标影响的大小，找出主要因素，抓住主要矛盾，用此方法可以使试验次数减少，而影响因素的主要效果得到尽可能准确的估计，能从众多的考察因素中尽快而有效地筛选出最为重要的几个因素 (赵沁沁等2011),以便后面进一步研究。本文在预实验的基础上设计了高低两个水平，并通过Design-expert软件进 行了Plackett-Burman试验设计。 1.3.2最陡爬坡实验（Steepest ascent design） 根据Plackett-Burman(PB)实验设计找出显著因素后，安排最陡爬坡试验，要先逼近最佳区域后再建立有效地响应面拟合方程（汪彬彬等2011）。最陡爬坡法试验值变化的梯度方向为爬坡方向，根据各因素效应值的大小确定变化步长，能快速，经济地逼近最佳区域(赵沁沁等2011)。可以了解实验因素岁试验指标影响的规律性，即每个因素的水平改变时，指标是怎样变化的。 1.3.3Box-Benhnken Design(BBD)实验设计 Box-Benhnken Design(BBD)法是利用合理的实验设计并通过实验得到一定数据，采用多元二次方程来拟合因素和响应面值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优提取条件，解决多变量问题的一种统计学方法（汪彬彬等2011），与其他方法相比，Box-Benhnken Design试验减少了试验次数，周期短，得到的回归方程精确度高，又能研究好几个因素之间的交互作用，是解决生产过程中实际问题的一种有效办法。 1.4石榴皮原花青素的分离纯化 1.4.1静态吸附和静态吸附动力学实验 在三角瓶中加入1.5g经处理的树脂，再加入20ml石榴皮原花青素原液，用保鲜膜封口，放入25℃恒温振荡器中振荡。静态吸附实验时，将树脂与吸附后的石榴皮原花青素样液分离，测定样液的原花青素浓度（mg/ml）;静态吸附动力学研究时，定时取样，测定样液中石榴皮原花青素浓度（mg/ml），按下式计算吸附率（%）和吸附量（mg/g）。 吸附率原液浓度样液浓度100% 原液浓度 （原液浓度样液浓度）体积吸附量100% 树脂干重 1.4.2大孔吸附树脂静态解吸试验 选择不同浓度的乙醇溶液对吸附原花青素的树脂进行解吸试验，测定解吸后溶液（解吸液）的体积（ml）和石榴皮原花青素浓度（mg/ml），按下式计算解吸率（%）。 解吸率解吸液浓度解吸液体积100% （原液浓度样液浓度）体积1.5石榴皮原花青素稳定性的研究 1.5.1 光照对石榴皮原花青素稳定性的影响 用蒸馏水配置一定浓度的石榴皮原花青素样品溶液，取等量的两份该样品溶液分别置于两支小试管中，并用保鲜膜封口，将一份置于避光条件下保存，另一份至于日光直射条件下保存，每隔2小时测定样品溶液中石榴皮原花青素含量。 1.5.2 温度对石榴皮原花青素稳定性的影响 用蒸馏水配置一定浓度的石榴皮原花青素样品溶液，取等量的4份该样品溶液分别置于4支小试管中，并用保鲜膜封口，分别将加有样液的这4支试管置于20℃、40℃、60℃、80℃的条件下避光保存，每隔2小时测定样品溶液中石榴皮原花青素含量。 本文来源：https://www.dywdw.cn/a0e391efe009581b6bd9ebaf.html
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2023-03-22
