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響應曲面法優化藍藻多糖提取工藝研究畢業論文(編輯修改稿)

2026-07-17 04:33 本頁面

　

【文章內容簡介】多糖得率分別測定不同溫度，時間，料液比，凍融次數，溶菌酶濃度對粗多糖得率的影響。分別以不同的溫度、水料比、提取時間，凍融次數及溶菌酶濃度做單因素試驗, 考察各單因素對多糖得率的影響。根據Box Benhnken 的中心組合試驗設計原理，在單因素試驗基礎上，確定中心組合試驗因素與水平，以多糖得率為響應值，通過響應面分析對提取條件進行優化。試驗因素及水平編碼如表1所示。具體試驗設計方案見表2。表1　中心組合設計的因素與水平表Table1. Variables and levels in the design of the center bination experiment 變量代碼編碼水平 1 0 1提取溫度/℃ A 40 60 80提取時間/h B 3 4 5料液比/ml/g C 40 50 60對提取溫度A、提取時間B和液料比C作變換如下：A=(T － 60)/20，B=(t － 4)/1，C=(z － 50)/10，(T、t、z 分別為試驗提取溫度、提取時間及液料比)。以A、B、C 為自變量，以 2次試驗所得多糖提取率的平均值為響應值(R1)。數據處理每組實驗均設定二個平行實驗，結果求平均值，然后運用Design Expert 軟件對試驗數據進行分析。4 結果與分析單因素提取對水溶性多糖得率的影響以30 mL /g 的料液比，分別于50、60、70、80、90 ℃下提取4 h，并以95%的乙醇沉淀，醇沉比為1︰5。結果如圖1，由圖可知，隨著溫度的升高，多糖的提取率逐漸增加，且增幅明顯，當溫度增到70℃左右后增幅變小，80℃時多糖的提取率最高，之后隨著溫度的增加，多糖提取率逐漸減小。這里考慮到藍藻多糖還有很多后續研究，為了保持多糖結構不被嚴重破壞，應選擇提取溫度在6070℃之間為宜。圖1 提取溫度對多糖得率的影響 Effects of temperature on polysaccharides extraction rate在提取溫度為60 ℃下，分別以50mL /g 的料液比提取4h，并以95%的乙醇沉淀。結果見圖2，由圖2可知，多糖提取率隨液料比的增大而呈上升趨勢，這是由于加液量越大則提取出來的多糖越容易溶解，損失就越少，但料液比到達30ml/g 左右時多糖提取率增幅不大，提取率緩慢增加。增大液料比雖有利于多糖提取，但會增大后續濃縮的時間與能耗，所以從成本考慮料液比應在3040mL /g 左右。圖2 料液比對多糖得率的影響 of liquid/solid ratio on yield of polysaccharides在提取溫度為60℃下，以30mL/g 的料液比進行提取，時間分別為5 和6h，并以95%的乙醇沉淀。結果見圖3，由圖3 可知，多糖提取率隨著提取時間的增長，呈現先上升再穩定的總體趨勢，在4 h 左右出現最大值,隨后增幅不明顯。說明提取產物浸出過程與時間密切相關，時間過短，產物溶解不充分，但時間過長，又可能會引起產物結構的變化。單因素試驗的結果顯示，提取時間應在45h 左右。圖3 提取時間對多糖得率的影響 Effects of time on polysaccharides extraction rate在提取溫度為60℃,料液比為30mL/g及其它情況保持不變的情況下,加入0g、、根據實驗結果得圖4，加入溶菌酶對多糖得率并沒有什么正面促進作用，隨著溶菌酶量的增多，多糖提取率反而不斷下降。然而，加入溶菌酶的同時，每組加入同等量的EDTA，效果就不一樣，多糖提取率總體都因為EDTA的加入而升高，如紅色趨勢線所示，隨著溶菌酶量變多，多糖提取率先增加后慢慢減少。所以試驗中，為保證獲得更多的多糖，可以加入適量的溶菌酶和EDTA來提高產率。圖4溶菌酶和EDTA對多糖得率的影響 Effects of lysozyme and EDTA on polysaccharides extraction rate同樣保持提取溫度為60℃，水浴4h,料液比為30mL/g，醇沉比為1︰5及其他相同條件下，考查凍融次數為1次、2次、3次、4次直到7次對多糖得率的影響，根據實驗結果如圖5所示，隨著凍融次數的增加，多糖得率也隨之增加，后來增幅減少甚至呈下降趨勢。由圖可知，凍融次數在3次的時候，多糖得率最高，之后增加凍融次數反而抑制多糖的提取，實驗中為保證多糖結構不被破壞，應選凍融次數為2次。圖5凍融次數對多糖得率的影響 Effects of freezing numbers on polysaccharides extraction rate由前述表1的分析因素與水平,得響應面分析方案和結果如下:本實驗共17個實驗點，12個析因點為析因實驗，5個零點為中心試驗，用以估計實驗誤差。表2 Box Behnken 試驗設計中水提藍藻多糖得量實測值與預測值Table2. the expected and actural yield of Microcystis aeruginosa’polysaccharide and in the design

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