Plackett-Burman和Box-Behnken试验优化莫海威芽孢杆菌HXS-LV12产纤维素酶发酵工艺

本试验以莫海威芽孢杆菌HXS-LV12为研究对象,优化其发酵产纤维素酶工艺。首先,通过单因素试验对其发酵工艺(碳源种类、碳源质量浓度、氮源种类、氮源质量浓度、无机盐种类、无机盐质量浓度、转速、接种量、发酵时间、初始pH和发酵温度)进行初步优化,然后通过Plackett-Burman试验,筛选出3个显著影响HXS-LV12产纤维素酶的因素,再利用最陡爬坡试验确定其产纤维素酶的最大响应区域,然后通过Box-Behnken试验确定其最优产纤维素酶工艺。优化工艺条件为羧甲基纤维素钠(CMC-Na)质量浓度32.9 g/L,酵母浸粉(YEP)质量浓度17.6 g/L,磷酸氢二钾质量浓度5.7 g/L,转速190 r/min,接种量6.5%,发酵时间24.0 h,初始pH 7.0,发酵温度33.0℃。在此培养条件下,HXS-LV12产纤维素酶活力达到(40.53±0.43)U/mL,是优化前的2.05倍。

Plackett-Burman试验结合Box-Behnken响应面法优化琯溪蜜柚海绵层水溶性抗氧化膳食纤维猪肉丸加工配方

为进一步研发并提升猪肉丸产品品质,研究采用Plackett-Burman结合Box-Behnken试验设计,以硬度、内聚性、弹性、咀嚼性四个质构指标的综合评分为指标,优化琯溪蜜柚海绵层水溶性抗氧化膳食纤维(Soluble antioxidant dietary fiber,SADF)猪肉丸的加工配方,分别考察SADF(羟自由基清除率为IC_(50)=0.92 mg/mL)、玉米淀粉、食盐、复合磷酸盐以及水分添加量对猪肉丸硬度(X_(1))、内聚性(X_(2))、弹性(X_(3))、咀嚼性(X_(4))及质构综合评分(Y)的影响,基于上述结果,采用Plackett-Burman设计筛选对实验结果影响较为显著的因素(SADF、玉米淀粉以及水分添加量)进行Box-Behnken响应曲面优化试验,并用光学显微镜和扫描电镜观察猪肉丸微观结构。结果表明:采用降维分析法提得两个公共因子,确立猪肉丸Y值计算公式为:Y=(84.055Y_(1)+15.627Y_(2))/99.681(Y_(1)=0.234X_(1)+0.259X_(2)+0.297X_(3)+0.296X_(4),Y_(2)=0.989X_(1)-0.784X_(2)-0.010X_(3)-0.084X_(4));最终得到猪肉丸最优配方为:琯溪蜜柚海绵层SADF添加量为6.49%,玉米淀粉添加量为18.64%,水添加量为29.98%,此时猪肉丸质构综合评分最高(1.2782分),猪肉丸软硬适中、粘弹性优良;经光学显微镜和扫描电镜观察猪肉丸微观结构显示,6.49%SADF添加组肉丸较之未添加SADF组能够明显改善猪肉丸的整体结构,使其微观结构细密均匀,内部凝胶网络相互交联程度增强。综上,本研究不仅提升了猪肉丸的营养与质构品质,还实现了蜜柚废弃物的综合利用,为肉糜类食品品质优化提升提供了新思路。

Plackett-Burman设计结合Box-Behnken响应面法筛选草乌甲素纳米乳凝胶贴膏的处方

目的优化草乌甲素纳米乳凝胶贴膏基质的处方。方法在Plackett-Burman设计、最陡爬坡实验的基础上,以甘油、酒石酸、纯化水用量作为变量,以初黏力、持黏力、感官评价的综合评分为评价指标,用Box-Behnken响应面法优化草乌甲素纳米乳凝胶贴膏基质的处方。结果最优处方为甘油用量40.877 g,酒石酸用量0.294 g,纯化水用量42.491 g,综合评分为94.937分。结论建立的方法稳定、可靠、预测性能优良,此方法可用于优化草乌甲素纳米乳凝胶贴膏基质的处方。

Plackett-burman法优化荞麦多糖提取工艺及体外抗氧化活性研究

在单因素试验的基础上,采用Plackett-burman试验、最陡爬坡试验和Box-behnken试验设计优化超声波辅助复合酶法提取通荞3号多糖工艺进行优化,测定多糖含量采用苯酚-硫酸法。结果表明,最优提取工艺为中性蛋白酶(50000.0 U/g)添加量0.9000%,纤维素酶(≥15000.0 U/g)添加量0.0450%,果胶酶(≥50.0 U/g)添加量0.0324%,料液比1∶20(g∶mL),pH值7.0,提取温度60℃,超声功率424 W,在此条件下多糖得率为7.31%。并对通荞3号多糖体外抗氧化能力做了相关研究,结果表明,多糖质量浓度为1.0 g/mL时清除DPPH自由基、ABTS+自由基的能力分别是62.31%和88.78%,FRAP为76.76%,由此可以为通荞3号的开发利用提供理论依据。

Plackett-Burman联用响应面法优化酶法-超声波提取葛根中葛根素工艺

为优化酶法-超声波提取葛根中葛根素的工艺条件,以单因素试验为基础,采用Plackett-Burman试验得出液料比、乙醇体积分数、超声时间、超声温度为葛根素提取的4个影响显著的因素;利用最陡爬坡试验,使结果接近最大响应值;最后运用Box-Behnken试验对葛根素提取工艺进行响应面优化。结果表明,葛根中葛根素提取的最佳工艺条件为:纤维素酶添加量0.4%,酶解时间70 min,液料比30∶1(mL/g),乙醇体积分数52%,超声时间31 min,超声温度64℃;在此工艺条件下葛根素得率为8.78 mg/g。以上结果说明,Plackett-Burman试验联合Box-Behnken分析能较好地优化酶法-超声波提取葛根中葛根素的工艺条件。

Plackett-Burman实验设计联用Box-Behnken响应面法优化柚皮素白蛋白纳米粒的处方工艺

目的 优化NabTM技术制备柚皮素的牛血清白蛋白纳米粒的处方工艺。方法 以包封率为指标,采用Plackett-Burman实验设计结合Box-Behnken响应面法优化柚皮素白蛋白纳米粒的处方工艺,并考察纳米粒的体外释放规律。结果 最终确定柚皮素白蛋白纳米粒处方工艺为:白蛋白浓度为30 mg·mL-1,水相pH值为6,有机相与水相比例为1∶5,制备的纳米粒包封率为88.80%,粒径为171.9 nm, PDI为0.340,体外释放具有明显缓释作用。结论 Plackett-Burman实验设计联用Box-Behnken响应面法可用于优化柚皮素白蛋白纳米粒工艺处方。

基于Plackett-Burman的薄壁塑件注塑压缩成型多目标工艺参数优化

基于Moldflow软件对某笔记本电脑显示器外壳进行系统创建及模拟分析,采用Plackett-Burman方法筛选实验设计,对熔体温度、模具温度、压缩力、压缩速度、压缩距离和压缩时间6因子进行筛选,以最大翘曲变形量、平均熔接线和平均体积收缩率为目标,找出显著影响因子,并对显著影响因子进行响应曲面优化分析。通过模拟验证得出最佳工艺参数组合:模具温度78.4090℃,压缩力为56.7837 t,压缩时间为13.3636 s。

Plackett-Burman法筛选电-Fenton降解水中盐酸四环素的主要因素

以RuO_(2)-TiO_(2)/Ti为阳极,石墨为阴极,构建电-Fenton体系氧化降解水中盐酸四环素(TC),分别考察溶液初始pH、温度、H_(2)O_(2)投加量等因素对TC降解效果的影响及作用机理,并引入Plackett-Burman法筛选影响电-Fenton降解TC的显著单因素。结果表明:当TC浓度为100μmol/L时,各单因素试验的最佳条件为pH=3、温度为30℃、H_(2)O_(2)投加量为10 mmol/L、电流强度为0.5 A、H_(2)O_(2)/Fe^(2+)摩尔比为16:1、电解质浓度为0.1 mol/L、极板间距为2.5 cm,其中溶液初始pH、电流强度与电解质浓度为该电-Fenton氧化体系下降解TC的显著单因素。

Plackett-Burman设计在灵芝生长及产胞外多糖主要影响因子筛选中的应用

本文采用Plackett-Burman试验设计,选取葡萄糖、蔗糖、玉米浆干粉、蛋白胨、黄豆芽汁、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、ZnSO4·7H2O、维生素B1、谷氨酸钠11个对灵芝生长及产胞外多糖相关因子进行筛选。统计分析表明:蔗糖(p=0.0119)、磷酸二氢钾(p=0.0111)和硫酸锌(p=0.0024)对灵芝菌丝生长具有显著影响;蔗糖(p=0.0165)、磷酸二氢钾(p=0.0103)和硫酸锌(p=0.0019)对灵芝产胞外多糖具有显著影响。

Plackett-Burman实验设计优化餐厨垃圾发酵产燃料酒精的研究

针对餐厨垃圾中营养元素含量丰富的特点,利用运动发酵单胞菌对餐厨垃圾发酵生产燃料酒精,采用Plackett-Burman实验设计分析多种酶制剂和营养物质对发酵过程的影响.结果表明,糖化酶和蛋白酶对于酒精发酵影响显著,其他酶和营养物的添加对发酵均无显著影响,说明餐厨垃圾自身所含的丰富营养即可以满足细菌生长的需要.进一步的单因素试验分析表明糖化酶的最佳添加量为100 U/g.当同时添加100 U/g蛋白酶和100 U/g糖化酶时,酒精产量达到最大值53 g/L,比单纯添加糖化酶时产量高10%,其酒精转化率为44%.经酒精发酵后,餐厨垃圾粗蛋白增加了1.5倍且纤维素含量较低,可作为饲料使用.利用餐厨垃圾产酒精不仅处理了污染严重的废物,同时也为酒精生产提供了廉价的原料,具有较高的环境效益和经济效益.

Plackett-Burman和Box-Behnken试验设计优化超声波-酶法提取青钱柳多糖工艺及结构初探

为了开发利用青钱柳多糖(CPP)资源,本文探究了超声波结合复合酶处理提取CPP的工艺条件并对其结构进行了初步分析。首先通过单因素实验获得各因素的最佳范围,利用Plackett-Burman试验设计筛选影响CPP得率的关键因素,再采用Box-Behnken设计对提取工艺进行优化。最后,采用紫外、红外光谱以及气相色谱对CPP结构进行初步分析。结果表明,关键因素为酶解pH、复合酶添加量、酶解时间和超声功率。最佳工艺参数为酶解pH值6.11,复合酶添加量4.81%,酶解时间1.685 h,超声功率96.9 W,料液比1∶20,超声时间30min,CPP得率为7.18%。CPP具有多糖典型的羟基和醛基结构,且单糖组成为鼠李糖∶阿拉伯糖∶甘露糖∶葡萄糖∶半乳糖=1.00∶7.03∶2.06∶2.11∶5.25∶12.06。

Plackett-Burman设计和响应面法优化荷叶总黄酮的提取工艺

在单因素试验基础上,首先用Plackett-Burman设计对影响荷叶总黄酮得率的因素进行了评价,筛选出具有显著效应的三个因素——乙醇浓度、液固比和提取次数;然后用响应面分析法确定了主要影响因素的最佳提取条件为乙醇浓度67%、液固比34:1(V/m)、提取3次,在此条件下荷叶总黄酮得率的预测值可达3.19%,实测值为3.17%,两者较接近。表明Plackett-Burman设计结合响应面分析法可以很好地对荷叶总黄酮提取工艺进行优化。

Plackett-Burman设计和响应面法优化速冻紫苏籽肉丸的配方

为改善速冻紫苏籽肉丸的品质,运用Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验结合Box-Behnken响应面实验对影响速冻紫苏籽肉丸品质的工艺配方参数进行优化。首先用Plackett-Burman设计对影响速冻紫苏籽肉丸的品质的七个因素进行了评价,筛选出具有显著效应的三个因素：紫苏籽、冰水和大豆分离蛋白;然后用最陡爬坡路径逼近最大响应区域;最后采用响应面法确定了主要影响因素的最佳配方工艺为紫苏籽7%、冰水29%和大豆分离蛋白2.5%。经验证实验得到感官评分为22.03分,硬度为2158.83 g,弹性为8.82 mm,内聚性为0.63,相对误差在0.57%~1.61%之间,与预测值很接近,表明Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验结合响应面法可以很好地对速冻紫苏籽肉丸的工艺配方参数进行优化,而且制备的紫苏籽肉丸富含多不饱和脂肪酸。

Plackett-Burman联用Box-Behnken响应面法优化凝胶膏剂基质研究

目的通过Plackett-Burman联用Box-Behnken响应面法优化凝胶膏剂的基质处方。方法以凝胶膏剂的初黏力和拉力为综合得分为评价指标,采用Plackett-Burman设计对凝胶膏剂制备工艺影响因素,用Box-Behnken响应面法对主要因素进行优化,并且进行多元线性回归与二项式方程拟合,预测最佳工艺。结果聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、明胶对凝胶膏剂的性能影响显著,二项式方程复相关系数r为0.971 2,最佳配比为聚丙烯酸钠为5.25 g,聚乙烯醇为6.31 g,明胶为6.23 g。结论两法可预测凝胶膏剂基质的性能,且工艺上可行。

Plackett-Burman和Central Composite Design试验设计法优化石榴皮中熊果酸的SFE-CO_2萃取工艺

目的:探讨应用SFE-CO2萃取石榴皮中熊果酸的最佳工艺。方法:以熊果酸得率为考察指标,通过Plackett-Burman(PB)试验设计筛选影响熊果酸得率的显著性因素,最陡爬坡试验逼近熊果酸得率最大区域,Central Composite Design(CCD)试验设计对显著性因素进行响应面优化得到影响熊果酸得率的二阶数学模型,进而得出最佳工艺条件。结果:SFE-CO2萃取石榴皮中熊果酸的最佳工艺条件为:萃取温度46.29℃,萃取时间91.6 min,萃取压力34.49 MPa,在此条件下,验证试验测得熊果酸得率为12.508 mg/g,与模型预测值12.645 mg/g接近。结论:将PB试验和CCD试验设计联合应用于优化石榴皮中熊果酸SFE-CO2萃取工艺,筛选结果具有统计学意义,工艺操作具有可行性。

Plackett-Burman设计与星点设计-效应面法优化山楂总黄酮磷脂复合物制备工艺

目的:确定山楂总黄酮与磷脂形成复合物的最佳工艺。方法:以溶剂挥发法制备山楂总黄酮磷脂复合物,以药物与磷脂的复合率为评价标准,采用Plackett-Burman设计对山楂总黄酮磷脂复合物制备工艺影响因素的重要性进行考察,用星点设计对显著性因素的水平进行优化,并且进行多元线性回归与二项式方程拟合,用效应面法预测最佳工艺。结果:投料比例、药物浓度与反应温度对磷脂复合物形成的影响具有显著性意义;二项式方程拟合度高,预测性好,复相关系数r为0.9886,效应面法优选出的最佳工艺为:磷脂与山楂总黄酮以3∶1投料,主药浓度为10 mg/mL,反应温度为40℃,最佳工艺试验验证结果与二项式拟合方程预测结果相差小于2%。结论:应用响应面法优化得到的山楂总黄酮磷脂复合物最佳制备工艺稳定可行,可用于工业生产。

Plackett-Burman法和中心组合法优化罗非鱼下脚料酶解工艺

采用Plackett-Burman(PB)试验、最陡爬坡试验和中心组合设计法对木瓜蛋白酶和风味蛋白酶复合酶解罗非鱼鱼头鱼排酶解工艺进行优化。首先,采用Plackett-Burman设计从影响酶解效果的6因素中筛选出水解时间、固液比2个显著影响因素,在此基础上,通过最陡爬坡试验逼近最大水解度区域,然后通过中心组合设计试验对显著因素进行优化。得出最佳工艺条件为水解时间4h、固液比1:6.25(g/mL),温度45℃、自然pH值、酶用量0.3%、复合酶(风味蛋白酶:木瓜蛋白酶比例)1:3,酶解条件优化后实验测得罗非鱼鱼头鱼排的水解度为22.38%,与预测值21.50%接近。说明本优化工艺具有可行性。

Plackett-Burman(PB)优化植物乳杆菌增殖培养基的研究

以MRS作为基础培养基,对12种乳酸菌生长促进因子以及培养基的初始pH等13个因素,采用Plackett-Burman设计法,从13种促进因子中筛选出蔗糖、乳清粉、啤酒和培养基的初始pH值这4个重要因素对植物乳杆菌的增殖比较明显,其可信度分别为:99.9%、99.5%、99.9%和99.9%,概率P均大于99%。

Plackett-Burman设计和响应面法优化单宁酶固态发酵培养基

通过优化单宁酶固态发酵培养基组成,以期最大程度提高产酶活力。首先采用Plackett-Burman设计对固态发酵培养基组分进行重要性筛选,并确定可显著影响单宁酶活力的3种组分:麸皮、水及单宁酸。通过最速上升试验接近最大响应区域后,再经中心组合设计响应面试验建立二次回归模型,发酵培养基最优组成确定为:麸皮9.23 g,水0.78 m L,单宁酸0.76 g,NH4NO31.20 g,Mn Cl20.024 g,Na Cl 0.004 g,Mg SO4·7H2O0.004 g,KH2PO40.004 g。在此条件下发酵单宁酶,酶活力达462.72 U/m L,与模型预测值467.57 U/m L非常接近。结果表明,利用Plackett-Burman设计和响应面法优化单宁酶固态发酵培养基非常有效。

Plackett-Burman试验设计联用星点设计-效应面法优化纤维素酶水解淫羊藿苷为宝藿苷Ⅰ的工艺

目的:运用Plackett-Burman试验设计联用星点设计(Central Composite Design,CCD)-效应面法,考察各影响因素显著性,筛选出用纤维素酶水解淫羊藿苷为宝藿苷Ⅰ的最佳工艺。方法:运用Plackett-Burman试验设计筛选影响酶反应的主要因素,选用CCD-效应面法优化纤维素酶水解淫羊藿苷为宝藿苷Ⅰ的最佳工艺。以底物浓度、缓冲液p H、反应时间为自变量,淫羊藿苷的转化率为因变量,利用星点设计模型进行二项式拟合,利用相应的三维曲面图直观分析纤维素酶水解淫羊藿苷为宝藿苷Ⅰ的最佳工艺,并进行验证试验及预测分析。结果:纤维素酶水解淫羊藿苷为宝藿苷Ⅰ的最佳工艺为:底物浓度为8.23 mg/m L,缓冲液p H为5.12,反应时间为35.34 h。结论:利用Plackett-Burman试验设计联用CCD-效应面法确定了纤维素酶水解淫羊藿苷为宝藿苷Ⅰ的最佳工艺,该方法简便、重现性好、预测性强。