响应面法优化长柄扁桃肽的酶解制备工艺

为高值化开发长柄扁桃种仁蛋白,以长柄扁桃种仁为原料,脱脂后提取水溶性蛋白,采用蛋白酶对其酶解制备长柄扁桃肽。通过比较5种蛋白酶对长柄扁桃水溶性蛋白水解度及酶解产物抗氧化活性的影响,优选合适的酶解用酶,在此基础上,采用单因素实验和响应面实验优化了长柄扁桃多肽的制备工艺。结果表明:采用碱性蛋白酶酶解可以得到更高的长柄扁桃蛋白水解度(16.03%)和酶解产物DPPH自由基清除率(59.49%),更适于长柄扁桃蛋白的酶解;长柄扁桃蛋白的最优酶解工艺条件为酶解温度57℃、酶解时间4 h、碱性蛋白酶用量1 192 U/g、pH 8.4,在此条件下长柄扁桃蛋白水解度为18.12%。酶解长柄扁桃蛋白制备多肽可提高长柄扁桃种仁的附加值,同时可为功能性肽产品提供优质原料。

基于模糊数学评定与响应面法优化酸黄瓜工艺研究

传统腌渍黄瓜由于含盐量高、配方不科学等不利于人体健康,因此,文章以模糊感官评分为考察指标,通过单因素试验探究不同工艺条件对酸黄瓜感官指标的影响,最后应用响应面法确定酸黄瓜的最优加工工艺,研制了一款与传统风味接近的低盐腌渍酸黄瓜。结果表明,在糖添加量25.8%、食盐添加量3.8%、米醋添加量30.5%的条件下制得的酸黄瓜外部翠绿,硬度、脆度良好,口感、滋味俱佳,且最佳工艺下制得的酸黄瓜各项理化指标和微生物指标均符合国家标准,该研究有利于助推黄瓜的深加工并促进我国传统蔬菜产业的转型升级。

响应面法优化褐藻胶降解菌Cobetia sp.20发酵培养基

为了提高褐藻胶降解菌株Cobetia sp.20产褐藻胶裂解酶的能力,利用响应面法优化其发酵产褐藻胶裂解酶的培养基。首先利用单因素法分别对发酵培养基中的不同碳源、碳源添加量、不同氮源、氮源添加量以及氯化钠添加量、磷酸二氢钾添加量、硫酸镁添加量和pH进行探究,研究各因素对产酶的影响。在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman试验确定Cobetia sp.20发酵培养基中影响产酶的主要因素。通过响应面试验建立回归方程。研究结果表明,Cobetia sp.20最优发酵培养基配方为褐藻胶15.00 g/L、硫酸铵7.50 g/L、氯化钠15.00 g/L、硫酸镁0.50 g/L、磷酸二氢钾5.30 g/L、硫酸亚铁0.01 g/L、pH值7.58。优化后酶活为142.79 U/mL,比优化前提高了26.36%。褐藻胶裂解酶活的提高,为褐藻胶裂解酶的工业化生产提供了参考。

基于超高压技术的响应面优化猕猴桃果肉饮料

研究超高压处理条件下的猕猴桃果肉饮料配比,以强化分层率为指标,通过单因素试验和响应面法对配比进行优化,结果表明:猕猴桃原浆添加量47%,蔗糖添加量12%,增稠剂添加量0.14%。在超高压技术处理后,产品的强化分层率达到47%。对优化后的产品测定色泽和粒径,结果显示L为38,产品色泽明亮;ΔE均小于2,产品色泽均一;颗粒的体积平均粒径D[4,3]为214μm,稳定性好。

响应面法优化羊肚菌菌丝体发酵培养基及培养条件

为得到更多羊肚菌菌丝体,优化羊肚菌菌丝体发酵培养基及培养条件。采用单因素和响应面优化方法对羊肚菌菌丝体液体发酵培养基成分及培养条件进行优化研究。结果表明,通过单因素试验,最佳碳源选取蔗糖20 g/L;最佳氮源选取酵母膏25 g/L;最佳无机盐选取KH2PO42.0 g/L;最佳pH值7,温度28℃。通过响应面优化试验,在蔗糖25 g/L、酵母膏15 g/L、KH2PO42.5 g/L、温度24℃时,菌丝体干重达17.71 g/L,比原有培养基培养的菌丝体干重提升22%。研究为羊肚菌液体高效生产菌丝体,开发羊肚菌发酵类产品奠定基础。

多指标响应面优化枸杞提取工艺研究

枸杞中含有丰富的枸杞多糖和枸杞黄酮,均具有较高的药用价值。选取提取方法、提取时间、料液比、提取次数、提取温度、浸泡时间进行单因素试验,根据单因素结果选取3个影响较大的因素,结合响应面法中的Box-Behnken试验设计对枸杞总多糖和总黄酮的提取工艺进行优化,得到优化提取工艺条件为:加热回流法,浸泡1.0h,提取时间55min,料液比1∶12(g∶m L),提取温度81℃,提取2次。总多糖提取率能够达到45.36%,总黄酮提取率达到0.29%。该方法提取率高、重复性好,高效环保。为枸杞中总多糖和总黄酮的提取方法提供参考依据。

响应面分析优化晋西北酸粥和糜米总酚的提取工艺

以总酚提取量为指标,研究自然发酵的晋西北酸粥和其原材料糜米中总酚的最佳提取工艺,采用福林酚比色法测定总酚提取量。比较不同的单因素对晋西北酸粥和糜米中总酚提取量的影响。在此基础上,通过响应面分析,探讨不同丙酮浓度、料液比、提取时间和提取温度对总酚提取量的影响。结果发现,晋西北酸粥中总酚的最佳提取条件为丙酮浓度58.06%、料液比1∶41.13、提取时间30.57 min和提取温度41.81℃,在此条件下总酚的最大提取量为1.88 mg/g。糜米中总酚的最佳提取条件为丙酮浓度84.78%、料液比1∶44.76、提取时间34.34 min、提取温度42.11℃,在此条件下总酚的最大提取量为1.51 mg/g,而且晋西北酸粥中总酚提取量约是糜米中总酚提取量的1.24倍。

基于响应面法的弹支轴承外圈的结构优化设计与实验验证

为提高弹支轴承外圈刚度设计的准确性,通过ANSYS Workbench对3种不同结构参数的外圈静刚度进行仿真分析,得到不同载荷作用下外圈最大变形量。采用最小二乘法分析载荷与变形量的线性关系,确定外圈刚度值,得到符合实际刚度需求的外圈有限元模型并进行响应面优化分析。以刚度值为优化目标,以外圈弹支梁宽度、长度和数量为设计变量,通过响应面优化对弹支轴承外圈进行分析,从而得到最优的设计参数。为确保优化结果的准确性,将最优模型重新进行有限元分析以及实验验证。将最优解的设计方案与初始设计方案对比,结果表明:在满足设计变量约束范围的前提下,最优设计解的刚度优化结果与目标误差值小于1%。由此可见,采用响应面优化提高了加工效率,缩短了设计周期,进一步提高了支承刚度的准确性。

响应面法优化草莓混合凝胶3D打印配方

为提高草莓尾果利用率,扩宽草莓加工产品品类,将草莓制浆后与黄原胶、卡拉胶复配成适合3D打印的基料,并利用单因素及响应面优化试验,得到草莓混合凝胶3D打印最优配方。结果表明:不同原料对打印精度的影响大小依次为K-卡拉胶>草莓浆>黄原胶,最佳工艺配方为草莓浆添加量40 g,黄原胶添加量2 g,K-卡拉胶添加量3 g,在此条件下,测得草莓3D打印产品打印精度为98.39%,草莓3D打印产品最符合设置模型(正方体:上边长15 mm、下边长15 mm、高15 mm),此时材料能够很好地挤出且支撑能力最好。

响应面法优化红茶菌细菌纤维素生产条件

为提高红茶菌发酵细菌纤维素的产量,以红茶菌细菌纤维素干重为指标,采用响应面法对发酵条件进行优化,同时测定了细菌纤维素的基本理化性质。通过单因素试验及响应面法对确定红茶菌发酵生产BC的最佳培养条件为:茶汤体积分数0.83%、蔗糖质量分数10.42%、装液量70.22%、培养温度29.33℃。经验证试验,在此条件下实际得到细菌纤维素产量达4.21 g/L,较优化前(茶汤体积分数0.8%,蔗糖质量分数6%,装液量60%,培养温度30℃,产量2.63 g/L)提高了60.08%。对培养所得红茶菌纤维素干燥后进行理化性质测定,表明粗蛋白、粗淀粉、膳食纤维与灰分的质量分数分别为3.01%、1.01%、85.67%、6.1%;扫描电镜表明细菌纤维素具有超微网状结构,其纤维直径属于纳米级别;拉伸试验表明红茶菌纤维素强度约达2.28 MPa;X射线衍射分析细菌纤维素的结晶度为81.30%。利用响应面优化法有效提高了红茶菌细菌纤维的产量。

响应面法优化茭白多糖硫酸化工艺及其抗氧化活性分析

为提高茭白多糖抗氧化活性,对茭白多糖进行硫酸化修饰,并探索其最佳修饰条件。以茭白为原料,利用水提醇沉法提取并纯化一种新型水溶性多糖,采用三氧化硫-吡啶法,以甲酰胺为溶剂,对多糖进行硫酸改性,以硫酸根取代度(DS)为指标,利用响应面法对茭白多糖进行硫酸改性条件优化,同时通过体外自由基清除率实验对比改性前后体外抗氧化活性。结果表明:采用响应面法辅助茭白多糖硫酸化修饰条件优化得到最佳反应条件为多糖样品100 mg,酯化时间4 h,酯化温度70℃,三氧化硫-吡啶复合物添加量2.6 g,得到最佳DS为1.79;热重分析显示茭白多糖在46.38℃时失重最快,失重率为16.48%;硫酸化茭白多糖在65.04℃时失重最快,失重率为2.92%。在体外抗氧化实验中,茭白多糖对于DPPH·、·OH以及ABTS^(+)·清除能力的IC_(50)值分别为3.49、3.28和12.70 mg/mL;硫酸化茭白多糖为0.39、1.00和1.82 mg/mL;阳性对照(V_(C))为0.069、0.17和0.077 mg/mL。综上表明,硫酸化修饰能提高茭白多糖的热稳定性;同时一定程度上增强其自由基清除能力。

响应面优化硒化白及多糖的制备工艺及其体外抗氧化活性研究

通过优化硒化白及多糖的制备工艺,探究是否获得较高抗氧化活性的硒化白及多糖。以白及多糖(Bletilla striata polysaccharide,BSP)为原料,亚硒酸钠(Na_(2)SeO_(3))为硒化剂,冰乙酸为催化剂对白及多糖进行硒化修饰制备硒化白及多糖(Selenized Bletilla striata polysaccharide,BSP-Se)。以硒含量为指标,利用单因素实验和响应面法对制备工艺进行优化。通过傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)确定白及多糖是否硒化成功,并通过测定DPPH自由基、ABTS^(+)自由基以及羟基自由基的清除能力综合评价硒化白及多糖的体外抗氧化活性。结果显示,在最佳工艺条件为Na_(2)SeO_(3)与BSP的质量比1.5、冰乙酸与BSP用量比3、反应时间6 h、反应温度80℃的条件下制备的BSP-Se硒含量最高,可达到7.831 mg/g。FT-IR分析显示硒与多糖通过Se-O-C和O-Se-O结合,表明白及多糖已被成功硒化;自由基清除能力分析显示BSP-Se对DPPH、ABTS^(+)和·OH自由基的IC_(50)值分别为2.875、4.431和0.314 mg/mL,显著低于BSP的IC_(50)值5.828、8.475和0.833 mg/mL(P<0.05),表明硒化修饰提高了BSP的抗氧化能力。因此,通过硒化修饰可以提高BSP的抗氧化能力,为进一步研究硒多糖作为新型抗氧化剂在食药领域、保健品领域、日化领域的应用提供一定的理论基础。

抑制调节阀流场空化的响应面结构优化

调节阀流场空化现象会产生空化振动和噪声等不良影响。优化阀内件的结构,抑制流场空化是设计高端调节阀的重要环节。为了实现调节阀内流场的逐级降压,减小空化现象的产生,设计了一种多级降压调节阀的外层套筒和笼式阀座。采用Fluent软件对阀内流场的流动特性进行数值模拟,得到流场压力、流量和气体体积分数的分布规律。采用循环式并联流量测试装置,对阀进行流量实验,验证了数值模拟的可靠性。通过Box-Behnken响应面优化方法探讨外层套筒和笼式阀座节流孔孔径、孔数及其交互作用对流场空化的影响,得出最优设计方案。结果表明,在不影响调节阀流量特性的条件下,70%开度时,优化阀内件参数后,最大气体体积分数从0.88下降到0.19,有效地抑制调节阀内流场空化现象。

响应面法优化暹罗芽孢杆菌产大环内酯的发酵培养条件

【目的】大环内酯(MLNs)是一类由聚酮链环化而成的新型化合物,具有显著的抗菌、抗病毒和抗肿瘤活性,但因传统发酵的大环内酯产量较低而限制了其广泛应用。旨在提高暹罗芽孢杆菌K53合成MLNs的产量,以期为MLNs的批量生产提供科学依据。【方法】基于前期研究发现,通过单因素试验研究碳源、氮源、氨基酸等营养成分对菌株K53中MLNs发酵产量的影响,确定关键营养因子,运用响应面分析法对关键营养因子进行优化,获得发酵MLNs的最佳工艺参数。【结果】单因素试验中,菌株K53的发酵培养基中葡萄糖为最优碳源,酵母提取物和(NH_(4))_(2)SO_(4)分别为最优有机氮源和无机氮源,额外添加组氨酸和缬氨酸可提高MLNs的产量。响应面优化中,菌株K53的最佳发酵培养基:22.0 g/L葡萄糖、3.0 g/L(NH_(4))_(2)SO_(4)、1.0 g/L酵母提取物、6.1 g/L缬氨酸和5.9 g/L组氨酸,其中缬氨酸和组氨酸为合成MLNs的前体物质。在该培养基中MLNs的产量达到5.37×10^(2)μg/mL,与理论预测的最大值(5.46×10^(2)μg/mL)非常接近,与优化前的菌株合成MLNs产量(1.31×10^(2)μg/mL)相比提高4.10倍。【结论】响应面法优化后的发酵培养基有利于提高菌株K53的MLNs产量,为菌株MLNs的后续开发应用提供参考。

响应面法优化聚丙烯酰胺降解复合菌的降解条件

为了解决聚丙烯酰胺造成的环境污染问题,通过富集、驯化从大庆油田含聚丙烯酰胺的污水中分离得到13株聚丙烯酰胺降解细菌,采用淀粉碘化镉分光光度法测定其降解率,从中筛选出3株降解率较高的细菌A1、E1和E4,经形态学和分子生物学鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、黏质沙雷氏菌(Serratia marcescens)和产气克雷伯氏菌(Klebsiella aerogenes)。分别研究了聚丙烯酰胺的初始浓度、接菌量、不同碳氮源和金属离子等条件对复合菌A1E1E4降解聚丙烯酰胺的影响,并采用响应面法优化其降解条件。结果表明:复合菌A1E1E4以接菌量2%接种到聚丙烯酰胺的质量浓度为300.00 mg/L、NH_(4)Cl的质量浓度为569.48 mg/L、葡萄糖的质量浓度为709.16 mg/L、Ca^(2+)的浓度为3.57 mmol/L的基础培养液中,在温度为30℃条件下培养5 d,降解率达到61.45%。将复合菌A1E1E4加入到含聚丙烯酰胺油田污水中,70 d时降解率可达93.72%,比自然降解提高了70.84%。

超声波辅助酶解牦牛血粉提取氯化血红素的响应面工艺优化及品质表征

以牦牛血粉为原料,通过超声波辅助酶解技术提取氯化血红素,优化制备工艺并进行品质评价。以超声波辅助酶解时间、酶/底物浓度和超声比功率为自变量,以纯度为响应变量,采用Box-Behnken响应面设计优化提取工艺;通过紫外-可见分光光度计、色度仪、傅立叶转换红外光谱仪表征样品的纯度、得率、色度、化学结构等理化性质。结果表明,超声波辅助酶解时间、酶/底物浓度和超声比功率对氯化血红素提取物纯度均具有显著影响(P<0.05);经响应面优化后确定的最佳提取工艺为超声波辅助酶解时间4 h、酶/底物浓度17 U·mg^(-1)和超声比功率800 W·L^(-1),在此条件下氯化血红素提取纯度为14.89%,得率达63.30%。与普通酶解提取工艺相比,超声波辅助酶解提取得率和纯度分别提高1.29倍和1.07倍(P<0.05),提取样品的色度和化学结构与氯化血红素标准品更相近。综上所述,超声波辅助法(800 W·L^(-1)超声比功率下处理4 h)能在不改变理化性质的前提下显著提高从牦牛血粉中酶解提取氯化血红素的纯度和得率。

Pareto排序遗传算法及响应面优化在纯电车电池壳体参数设计的工程应用

为解决三元锂电池壳厚重与应力集中的问题。本文利用拉丁超立方法对变密度拓扑优化后参数抽样,利用了Pareto排序多目标遗传算法,选择应力等作为目标函数进行迭代计算。本文利用克里格空间插值法得到各响应图谱以及初步预测的优化方案。基于上述结果利用Design-Expert建立了62组响应面数学模型,计算所得帕累托最优为70%,p-value≤0.0001,证明响应面模型的准确性,经仿真计算优化后的结构较原模型各方面性能都有所提升,具有较好的可靠性。

响应面优化酸法提取猪皮胶原蛋白工艺

本实验采用酸法提取猪皮中胶原蛋白,通过单因素和响应面分析实验,研究了柠檬酸浓度、加热时间、液料比和提取温度对胶原蛋白提取率的影响,以提取率为响应值进行响应面优化。结果表明:柠檬酸的胶原蛋白提取率高于盐酸和醋酸,对提取效果的影响大小为提取温度>柠檬酸浓度>加热时间>液料比。胶原蛋白优化最佳工艺为:柠檬酸浓度0.5 mol/L、加热时间29 min、液料比20.6 mL/g、提取温度72℃,该工艺条件下胶原蛋白提取率可达82.7%。

响应面优化提取新鲜沙棘果中异鼠李素及其两性聚合物结构修饰

目的:建立响应面优化提取新鲜沙棘果中异鼠李素的方法,采用高分子两性聚合物修饰异鼠李素。方法:采用Design-Expert 8.0.6软件及其Box-Behnken优化从新鲜沙棘果中提取异鼠李素,制备的异鼠李素采用自组装模式制成两性聚合物。结果:优化的提取温度为75℃,提取时间60 min,100 g新鲜沙棘果中盐酸加入量35 mL;采用自组装模式制成异鼠李素两性聚合物反应完全,溶解度良好。结论:响应面法稳定可行,可用于新鲜沙棘果中异鼠李素工艺优化;自组装模式制成异鼠李素两性聚合物结构修饰可行。

响应面优化絮凝法去除生活污水中COD

为探究生活污水中COD去除的最佳工艺条件,采用单因素试验和响应面优化试验协同探究PAC投加量、pH值、PAM投加量以及搅拌速度对COD去除率的影响.结果表明,结合Design-Expert软件预测值与验证实验得到污水中COD去除最佳工艺参数如下:PAC投加量为0.4 mL、pH=7.5、PAM投加量为7.5 mL、搅拌速度为150 r/min,在此条件下污水中COD去除率预测值为77.75%,实测值为(75.89±1.36)%,预测值与实测值接近.