Box-Behnken Design响应面法优化银杏叶提取物醇提水沉工艺

目的优化银杏叶提取物的醇提水沉工艺。方法在单因素试验基础上,以总黄酮醇苷转移率、萜类内酯转移率及干物质得率为综合评价指标,通过Box-Behnken Design(BBD)响应面法对液料比、提取时间、提取次数、提取液浓缩倍数、加水倍数、冷沉时间进行考察。结果醇提水沉最佳工艺为液料比8∶1(V/m),提取时间1.0 h,提取次数3次,浓缩倍数3倍,加水倍数3倍,冷沉时间28.0 h。结论BBD响应面法优化得到的银杏叶提取物醇提水沉工艺科学、合理、稳定、可行。

Box-Behnken Design响应面法结合遗传算法和直接搜索算法优化丹栀逍遥散的提取工艺

目的:优化丹栀逍遥散的提取工艺。方法:采用加热回流提取法提取丹栀逍遥散组方药材样品粉末,以乙醇体积分数、提取时间和液料比(V/m)为考察因素,以栀子苷、芍药苷和丹皮酚3个指标成分的综合评分为评价指标,先采用Box-Behnken Design(BBD)响应面法进行试验设计,建立数学模型并获得目标函数后,结合遗传算法和直接搜索算法求解各因素的最优取值。结果:丹栀逍遥散中3个指标成分的最优提取工艺条件为60.8%乙醇提取3.1 h、液料比为15.72∶1(mL/g)。采用BBD响应面法或结合遗传算法和直接搜索算法所得的综合评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:经优化的工艺可用于丹栀逍遥散中3个指标成分的提取。BBD响应面法结合遗传算法和直接搜索算法在优化中药提取工艺方面具有一定优越性。

Box-Behnken Design响应面法优化银杏叶总黄酮柱层析纯化工艺

为得到质量分数较高的银杏叶总黄酮提取物,在单因素试验基础上,以上样质量浓度、乙醇体积分数、洗脱液接收体积和洗脱流速为考察因素,以银杏叶总黄酮质量分数、收率为考察指标,采用BBD(Box-Behnken Design)响应面法对银杏叶总黄酮柱层析纯化工艺进行优化。得到最佳工艺为上样质量浓度3.1 mg/mL,乙醇体积分数71%,洗脱液接收体积2 BV(BV为装柱体积)及洗脱流速2 BV/h。在最佳工艺条件下,完成三批验证实验,银杏叶总黄酮平均质量分数可达到35.77%,收率为93.30%,银杏总内酯质量分数达到《中国药典》标准。利用BBD响应面法优化银杏叶总黄酮柱层析纯化工艺是科学、合理、可行的,可为工业化大生产提供参考。

Central Composite Design响应面法优化厚裂凤仙花总黄酮提取工艺研究

为厚裂凤仙花中总黄酮资源的开发利用,本文采用单因素与星点-效应面法相结合的方式,考察提取溶剂浓度、料液比、提取时间、提取次数对厚裂凤仙花中总黄酮提取率的影响。优选出厚裂凤仙花总黄酮最佳提取方法为:甲醇体积分数80%,料液比为1︰64,提取时间为50 min;提次数为3次;验证实验结果表明,总黄酮平均提取率为5.51 mg/g,与实验模型RSD值为0.79%。建立的模型与实际方案有较高拟合度,可作为苗药厚裂凤仙花总黄酮提取工艺参数。

响应面法优化澳洲坚果真空油炸工艺及品质分析

以澳洲坚果果仁为原料,制备真空油炸产品。采用单因素实验和响应面Box-Behnken试验进行真空油炸工艺优化;以原料果仁为对照,测定真空油炸果仁含油率、酸价、过氧化值、色差与感官品质指标。结果表明:冷冻温度、真空油炸温度、真空油炸时间和真空度对澳洲坚果果仁的口感和风味品质影响差异极显著(P<0.01),澳洲坚果果仁真空油炸最佳工艺条件:冷冻温度−24℃、真空油炸温度113℃、真空油炸时间58 min、真空度−0.095 MPa,在该工艺条件下制得的澳洲坚果果仁香味浓郁、口感酥松,感官评分为95.90分,酸价、过氧化值分别为0.23 mg/g、0.14 g/100 g,在低水平范围内,符合LY/T 1963-2018的标准要求。因此,真空油炸工艺极显著提高了澳洲坚果果仁的品质。

模糊数学综合评价结合响应面法优化竹笋汁饮品发酵工艺

该研究以清水竹笋罐头生产过程中产生的清水为原料,以发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentium)与红茶菌为菌种复合发酵制备竹笋汁饮品。利用单因素试验、模糊数学综合评价结合响应面法对其发酵工艺进行优化,并对其理化指标、微生物指标及抗氧化性进行检测分析。结果表明,竹笋汁饮品的最佳发酵工艺为:红茶菌添加量6%、发酵温度25℃、发酵时间2.5 d。在此优化条件下,竹笋汁饮品的色泽均匀,呈浅黄色的基底液,其感官评分为85.24分,固形物含量为6.13 g/L,pH为3.38,总糖含量为0.16 g/L,总酸含量为41.33 g/L,总酚含量为7.74 mg/L,总黄酮含量为0.066 mg/m L;益生菌活菌数为3.5×107CFU/g,大肠菌群、沙门氏菌及霉菌未检出,说明其理化指标及微生物指标均符合T/CASME 435—2023《益生菌发酵植物饮料》。竹笋汁饮品对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基清除率为64.03%,羟自由基(·OH)清除率为46.62%,说明其具有一定的抗氧化能力。

响应面法优化南瓜风味发酵乳酸菌饮料的研制

为了研制出一款风味独特兼具营养的南瓜风味发酵酸乳饮料,本研究以自制南瓜发酵酸乳为原料,通过单因素实验和响应面试验设计,以感官评分为评价指标,确定了南瓜风味发酵乳酸菌饮料的最佳配方为:水料和酸奶体积比为4,柠檬酸添加量0.12%,糖添加量为8%。以《食品安全国家标准食品酸度的测定》(GB5009.239—2016)以及《含乳饮料》(GB/T21732—2008)为标准,测定南瓜风味发酵乳酸菌饮料的酸度为45°T,乳蛋白含量为0.71g/100g,乳酸菌活菌数为2.8×10^(6)CFU/g。以上所述,均符合国家标准。该南瓜风味发酵乳酸菌饮料口感较好,味道醇厚,有较多的乳酸菌含量,具有较好的市场开发前景。

响应面法优化侧柏叶精油的超声辅助水蒸气蒸馏提取工艺

以侧柏叶精油提取率为评价指标,选取超声功率、超声时间、液料比和提取时间为考察因素,通过单因素实验及响应面法优化了侧柏叶精油的超声辅助水蒸气蒸馏提取工艺。结果表明,各因素对侧柏叶精油提取率影响的大小顺序为:提取时间>超声功率>超声时间>液料比;确定最佳提取工艺为:超声功率80 W、超声时间32 min、液料比14∶1 (mL∶g)、提取时间6 h,在此条件下,侧柏叶精油提取率为0.821%,与预测值(0.817%)接近。该方法操作简单、稳定可靠,为侧柏叶精油的进一步开发利用提供了理论依据。

响应面法优化两面针中三种生物碱的回流提取工艺

以两面针为试材,采用响应面法,研究了回流提取时间、提取溶剂浓度和料液比对氯化两面针碱、白屈菜红碱和血根碱提取得率的影响,以期获得两面针中3种生物碱的最佳回流提取工艺,为深入开发利用两面针中的生物碱提供参考依据。结果表明:3种生物碱的最优回流提取条件为提取时间2.4 h·次^(-1)(重复提取2次)、提取溶剂67%乙醇、料液比1∶20 g·mL^(-1),此时氯化两面针碱、白屈菜红碱和血根碱的得率分别为0.381%、0.560%、0.058%。该结果与响应面法预测值接近,说明该研究拟合的3种生物碱响应面回归模型可靠。优化后氯化两面针碱、白屈菜红碱和血根碱的得率分别提高了14%、95%、23%,优化工艺提取效率高,可用于两面针中3种生物碱的制备。

基于响应面法的过轴式旋流器分离性能优化

为解决旋流器在井下狭小空间内的适用性问题,提出一种新型过轴式旋流器,通过响应面法对构建的旋流器结构参数与分离效率间的数学关系模型进行结构优化。采用数值模拟方法,对优化前后旋流器在不同处理量与含水率条件下旋流器内流场特性及分离效率的对比情况开展研究。结果表明:优化后模型效率均优于优化前,优化后模型处理量在2—6.5 m^(3)/h变化,处理量为6.5 m^(3)/h时分离性能最佳,分离效率由60.30%增至97.10%;含水率在92%—99%变化,含水率99%时分离性能最佳,分离效率由93.15%增至99.72%。采用数值模拟与实验相结合的方法,对优化后旋流器在不同分流比条件下分离效率开展研究,数值模拟与实验结果呈现出较好的一致性,验证结构优化的可行性及数值模拟结果的准确性。

基于响应面法的Ni60/WC涂层表面织构皮秒分束工艺参数预测研究

目的实现六分束激光在Ni60/WC涂层表面烧蚀目标织构激光加工工艺参数的精确选择。方法基于CCD响应面法,设计在不同的激光工艺参数下对Ni60/WC涂层表面进行织构烧蚀试验,以激光频率、扫描次数、扫描速度为影响因素,以圆凹坑织构直径、深度及由其直径和深度综合加权所得的综合目标为响应目标,建立目标织构所需激光工艺参数的预测模型,以织构直径、深度及综合目标作为优化条件,对预测模型进行实验验证。结果扫描次数对织构直径的影响最显著,单个脉冲光斑上所聚集的能量大小是影响织构直径误差的关键因素。对织构深度影响最显著为扫描次数和频率,织构深度与扫描次数、频率呈正相关,不同因素间的交互作用是影响织构加工结果的关键。通过对预测模型所优选的参数进行实验验证发现,以织构直径和深度、综合目标建立的预测模型优选工艺参数所加工圆凹坑织构的质量评价指标与其预测指标的误差率分别为19.37%、3.57%。功率为6 W时,六分束激光加工最优工艺参数为速度5500 mm/s、频率400 kHz、扫描2次。结论通过综合目标建立的Ni60/WC涂层表面圆凹坑织构六分束激光加工参数优选预测模型精确程度较高,能够实现Ni60/WC涂层表面加工所需织构激光参数的准确预测,为涂层表面织构加工激光参数精确选择提供了理论依据。

基于响应面法的碱硫酸盐激发固废型固化剂组成优化设计

论文采用响应面法对碱-硫酸盐激发固废型固化剂体系进行优化,以赤泥、矿渣、生石灰和脱硫石膏为变量因素,以流态固化土的7 d、28 d无侧限抗压强度和流动扩展度为评价指标,建立预测模型。结果表明:当赤泥掺量为26.6%、矿渣掺量为53.2%、石灰掺量为11.7%、脱硫石膏掺量为8.5%时,流态固化土的工作性能和力学性能均达到最优,响应值的实测值和预测值误差范围控制在5%内,表明该响应面法预测模型预测精度高。

响应面法优化超声提取多花黄精多糖工艺及其生物活性研究

通过响应面法和超声波辅助法优化多花黄精多糖的提取工艺,并研究多糖的抗氧化活性。采用单因素试验及Box-Behnken Design方法,以提取物中多糖的含量作为评估指标,以确定最佳提取工艺。结果显示,超声功率对多花黄精多糖含量影响有显著影响,液料比、超声波时间、超声波温度对实验结果影响不大。多花黄精多糖的最佳提取工艺条件为:液料比41 mL/g、超声时间40 min,超声功率151 W,超声温度59℃,最佳提取工艺条件下多花黄精多糖含量可达(16.67±0.53)%,且具有较强的抗氧化活性,30 mg/mL的多花黄精多糖对DPPH·的清除率为(61.35±0.96)%,对ABTS^(+)·的清除率为(97.58±0.70)%。因此,基于对多花黄精多糖的超声辅助进行响应面优化的提取工艺可靠、提取率高,可为进一步开发利用多花黄精提供依据。

响应面法优化黑桑椹黄酮超声波提取工艺

为优化黑桑椹总黄酮超声波提取工艺,以库尔勒市阿瓦提乡采摘园种植的黑桑椹果实为原料,在单因素试验结果的基础上,分别选取乙醇体积分数、提取温度、提取时间、液料比4个因素开展Box-Behnken中心组合试验,利用Design-Expert 8.06软件对结果进行分析和优化。结果表明,黑桑椹中黄酮类物质的最佳提取工艺条件为:乙醇体积分数60%,提取温度70℃,超声时间40 min,液料比30∶1(mL/g)。在此工艺条件下,黑桑椹黄酮类物质提取量为9.565 mg/g。说明应用响应面法所得到的提取工艺参数可行性强、可靠性高。

基于响应面法的基质固相分散萃取土壤中有机磷阻燃剂

有机磷阻燃剂(OPFRs)被广泛添加于商业品和日用品中,由于具有环境持久性、生物富集性和潜在毒性,已成为一种新兴的持久性有机污染物。因此需要建立能准确定量环境中OPFRs的检测方法。该文基于基质固相分散萃取(MSPD),结合气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)法测定土壤中10种有机磷阻燃剂,筛选对OPFRs具有高选择性的吸附剂,最终确定MSPD最佳萃取条件。该文基于单因素分析法考察了常见吸附剂(C18、PSA、Florisil、石墨化炭黑(GCB)和多壁碳纳米管(MWCNT))及其用量、洗脱溶剂及其体积、研磨时间对OPFRs萃取效率的影响。在此结果基础上,进一步利用响应面法(RSM)考察了3个关键因素(吸附剂用量、洗脱剂用量和研磨时间)以及交互作用对OPFRs萃取效率的影响。最终确定最优条件:吸附剂GCB,用量0.3 g;洗脱溶剂乙酸乙酯,用量10 mL;研磨时间5 min,此时10种OPFR的萃取效率为87.5%。在GC-MS/MS的多反应监测模式(MRM)下,以13C-PCB208为内标物进行定量。10种OPFRs在6个浓度梯度下,获得较好的线性,相关系数大于0.998。该方法的LOD和LOQ分别为0.006~0.161 ng/g和0.020~0.531 ng/g。在最佳条件下,加标土壤中OPFRs的加标回收率为70.4%~115.4%,相对标准偏差(RSD)为0.7%~6.7%。将该方法用于苏州不同功能土壤中OPFRs的含量测定,结果表明电子厂和汽修厂土壤中OPFRs总含量显著高于稻田土和校园土,电子厂和汽修厂土壤中主要污染物为磷酸三(2-氯异丙基)酯(TCIPP)、三苯基氧化膦(TPPO)、磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)和磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(TDCPP),它们在电子厂土壤中含量分别为5.30、4.44、4.54、4.20 ng/g,在汽修厂土壤中的含量分别2.70、3.93、7.60、5.04 ng/g。目前关于TPPO的土壤污染报道较少,该研究在苏州工业区土壤中检出了高浓度TPPO污染。该方法成功用于土壤中10种OPFRs的检测。

基于响应面法的血管支架拉伸、扭转性能优化及考虑加工精度影响的强度可靠性分析

为分析设计变量对血管支架拉伸性能、扭转性能的精准影响,进行血管支架拉伸性能、扭转性能优化,考虑加工精度的影响,进行血管支架的强度可靠性分析。方法:取血管支架支撑筋宽度、支撑筋长度、连接筋宽度和支架厚度为设计变量,应用斯皮尔曼等级相关系数法分析设计变量对血管支架拉伸刚度、扭转刚度等响应变量的精准影响;采用响应面方法进行以拉伸刚度、扭转刚度为目标进行血管支架的优化设计;对优化后的血管支架,考虑加工精度所致设计变量的随机性,利用六西格玛工具分析应力的概率分布。结果:对于血管支架拉伸刚度,支撑筋宽度和连接筋宽度灵敏度系数大,且均为正值;对于血管支架扭转刚度,支撑筋宽度灵敏度系数较大,且为负值;优化后的血管支架相比原始血管支架,拉伸刚度降低了11.5%;扭转刚度减小了50.6%;考虑加工精度所致设计变量的随机性进行可靠性分析,在可靠度为99.8%时,虽然血管支架的拉伸刚度和扭转刚度最大值高于优化值,但血管支架的最大应力满足强度条件。结论:支撑筋宽度对血管支架的拉伸性能影响最大,连接筋宽度次之,支撑筋长度和支架厚度影响较小;支撑筋宽度对血管支架的扭转性能影响最大,连接筋宽度、支撑筋长度和支架厚度影响较小;随机因素加工精度对血管支架优化目标有一定的影响,但优化结果仍是可靠的。本文提供了一种血管支架优化的思路:首先是进行基于目标的优化,然后考虑随机因素的影响进行基于概率的强度可靠性分析。

基于响应面法的汽车翼子板冲压成形工艺多目标优化

为解决汽车翼子板冲压成形时出现的破裂、表面凹陷及滑移线等质量问题,利用Autoform软件对拉延成形过程进行数值模拟,基于响应面法的中心复合设计,选取压边力、摩擦因数、拉延筋阻力系数为优化变量,以最大减薄率、主次应变、表面滑移线最大滑移距离为优化目标,建立优化变量对优化目标影响的响应面模型,确定最优工艺参数组合为:压边力700 kN,摩擦因数0.15,拉延筋1、拉延筋2、拉延筋3和拉延筋4的阻力系数分别为0.45、0.45、0.35和0.45 N·mm^(-1)。基于最优工艺参数的模拟结果,通过设计加强拉延筋将表面滑移线最大滑移距离降为4.94 mm。对比模拟结果和实际试模样件的检测结果发现,两者基本一致,制件的最大减薄率、主次应变、表面滑移线最大滑移距离均满足技术要求,从而验证了响应面法优化冲压工艺的可行性和有效性。

气体辅助注射成型时间参数的CCD响应面法多目标优化

相比于传统塑料注射成型,延迟时长和注气时长是气体辅助注射成型(简称气辅成型)特有的工艺参数,增加了气辅成型的复杂性。为了精确设计延迟时长和注气时长的取值,获得理想的气体穿透效果和气指幅度,以具有典型气辅结构的塑件为研究对象,首先采用气辅成型全三维CAE研究了延迟时长和注气时长对气辅成型质量的影响。结果表明,适当增加延迟时长,可以减小或消除气指缺陷,提高气体穿透深度行程,但过长的延迟时长会导致“短射”,过短的延迟时长则会导致严重的气指缺陷;增加注气时长可以提高气体穿透效果,减少表面缺陷,降低内应力和翘曲变形,但注气时长过长时,气指内部的高压氮气会导致其撕裂而形成严重的气指缺陷,更甚者会使气辅塑件膨胀而报废。采用CCD响应面法进行多目标优化,精确设计了延迟时长和注气时长的取值,延迟时长为4 s、注气时长为10.37 s。通过CAE分析和成型试验验证,精确取值下成型的气辅塑件的气体穿透效果和气辅成型质量良好,提高了气辅成型质量和效率,可用于气辅成型实际生产。

基于Box-Behnken设计-响应面法优化酒黄精炮制工艺

目的采用Box-Behnken设计-响应面法(Box-Behnken design-response surface method,BBD-RSM)对黄精炮制工艺进行优化,筛选最佳工艺参数。方法研究于2023年1—5月开展。以黄精外观性状、醇浸出物、多糖含量等为评价指标,基于单因素试验进行响应面综合实验,运用BBD-RSM,探索黄精饮片润制时间、蒸制时间、焖制时间等对其品质的影响,优选炮制工艺参数及炮制设备。结果通过拟合模型,外观性状评分、醇浸出物含量、黄精多糖含量预测值分别为72.31分、64.86%、12.96%,优选黄精最佳酒制工艺为润制时间1.5 h、蒸制时间5.5 h、焖制时间1.0 h;蒸制设备拟选用回转式蒸药机,干燥设备拟选用敞开式烘干箱。结论所优选酒黄精炮制工艺合理、可行,为酒黄精炮制生产工艺及设备选型提供了依据。

响应面结合模糊数学感官评价法优化油橄榄果渣曲奇饼干的配方及其品质测定

【目的】开发油橄榄果渣曲奇饼干。【方法】以低筋面粉、黄油和鲜鸡蛋为材料复配陇南油橄榄果渣、麦芽糖醇、金耳和纹党多糖,添加碳酸氢钠和氯化钠等食品添加剂研制油橄榄果渣低糖复合曲奇饼干,采用响应面结合模糊数学感官评价法优化了配方,对其抗氧化性、理化指标和微生物指标进行了检验。【结果】油橄榄果渣添加量为15%、麦芽糖醇添加量为30%、金耳添加量为10%和纹党多糖添加量为0.35%,曲奇饼干形态完整,断面结构细密、无粉末,硬度适中,薄厚均匀、口感细腻、咀嚼性好,酥脆、无颗粒感,油橄榄风味突出,气味协调、颜色均一卫生指标符合国家标准,具有很好的营养价值和抗氧化功能。【结论】为油橄榄果渣的进一步利用提供了参考。