Box-Behnken优化红花多糖提取工艺研究

采用单因素和Box-Behnken响应面法优化实验条件,确定红花多糖提取的最佳条件.红花多糖的最佳提取工艺参数为:料液比1∶20(g/mL)、提取时间90 min、提取温度90℃、粉碎度0.600~0.125 mm,此条件下多糖得率为38.27%.因素的显著性顺序是粉碎度>提取温度>提取时间>料液比.红花多糖可作为一种新型抗氧化药物及食物开发.

红花细胞培养条件的优化及其胞内产物生育酚的积累

红花（ Ｃａｒｔｈａ ｍ ｕｓ ｔｉｎｃｔｏｒｉｏｕｓ） 的子叶能诱导出愈伤组织，并且该愈伤组织能合成生育酚。正相高效液相色谱测定的结果表明，其主要成分是α生育酚。在 Ｍ Ｓ 培养基基础上添加０１ ％ 酪蛋白，并将生长调节剂浓度调整为２ ，４ Ｄ ０３０ ｍ ｇ／ Ｌ，６ Ｂ Ａ １８０ ｍｇ／ Ｌ，可使α、β、γ生育酚含量分别达４１７０６ 、０３１２０ 、０１６５０μｇ／ｇ 鲜重。其有效生育酚含量达４４０９１μｇ／ｇ 鲜重，是对照组的５７ 倍。

对辊式红花采收装置参数优化及试验

为了提高对辊式红花采收装置的作业质量,以＂裕民无刺＂红花品种为试验对象,利用搭建的对辊式红花采收试验台,以对辊间隙、胶辊直径和胶辊转速为影响因素,采净率、掉落率和破碎率为评价指标,进行了二次旋转正交组合试验。通过Design-Expert 6.0.10软件,建立了评价指标与诸影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,优化试验参数,确定最优参数组合为：胶辊直径40 mm、对辊间隙0.5 mm和胶辊转速1 400 r/min。根据优化参数组合,选取开花后1~5 d（含水率为44.6%~78.4%）的红花进行采收试验,试验结果表明：在优化参数组合下,红花采净率〉90.02%,掉落率〈2.46%,红花破碎率〈3.04%;在该试验参数组合,对含水率为22.9%~29.5%干花进行采收,出现大量红花残留在果球表面,作业质量急剧下降现象,因此红花适时收获时间为开花期1~5 d为宜。通过在新疆塔城地区裕民县进行红花田间采收试验,表明该采收装置能够满足红花采收的技术要求。上述研究成果丰富了红花采收技术,也为辊式采收机具的设计提供参考依据。

中药红花品种间α-生育酚含量差异评价及与花色相关性研究

目的探讨107个红花品种α-生育酚含量差异及其与花色的相关性,评价不同红花品种间的α-生育酚含量和花色的差别。方法以来源于不同产地的107份红花品种为试验材料,用高效液相色谱仪和HunterLab EasyMatch?QC4.41型色差仪分析红花α-生育酚含量和花色差异。结果不同基因型红花α-生育酚含量差异显著,变异幅度为78.9～387.7μg/g,相差近4.91倍,平均为176.8μg/g。在所有供试材料中,有50个红花品种的α-生育酚含量高于平均值。不同基因型红花L、a、b值差异显著,变异幅度分别为26.28～54.16、5.63～34.95、19.87～49.80,相差近2.06倍、6.21倍和2.51倍,平均为33.73、26.85和32.61。结论不同红花品种α-生育酚含量与a值呈显著负相关,与b值呈显著正相关,表明a值越高,颜色越偏红;b值越高,颜色越偏橙;α-生育酚含量与a/b、(a/b)2、色光值呈显著负相关,与色调值呈现显著正相关,而与色度值无显著相关。

基于粒子群算法的最小二乘支持向量机在红花提取液近红外定量分析中的应用

提出一种基于粒子群算法的最小二乘支持向量机(PSO-LS-SVM)方法,用于建立红花提取过程关键质控指标的定量分析模型。近红外光谱数据经波段选择、预处理和主成分分析(降维)后,利用粒子群优化(PSO)算法对最小二乘支持向量机算法中的参数进行优化,然后使用最优参数建立固含量和羟基红花黄色素A(HSYA)浓度的定量校正模型。将校正结果与偏最小二乘法回归(PLSR)和BP神经网络(BP-ANN)比较,并将所建的3个模型用于红花提取过程未知样本的预测。结果表明,BP-ANN校正结果优于PSO-LS-SVM和PLSR,但是对验证集和未知样品集的预测能力较差,而PSO-LS-SVM和PLSR模型的校正、验证结果相近,相关系数均大于0.987,RMSEC和RMSEP值相近且小于0.074,RPD值均大于6.26,RSEP均小于5.70%。对于未知样品集,PSO-LS-SVM模型的RPD值大于8.06,RMSEP和RSEP值分别小于0.07%和5.84%,较BP-ANN和PLSR模型更低。本研究所建立的PSO-LS-SVM模型表现出较好的模型稳定性和预测精度,具有一定的实践意义和应用价值,可推广用于红花提取过程的近红外光谱定量分析。

梳夹式红花采收机等高限位装置参数优化

为提高梳夹式红花采收机采收红花的质量,利用实验室研制的梳夹式红花采收装置试验台,以新疆裕民无刺红花为试验对象,以梳夹式采摘头转速、限位杆安装角度、限位杆与梳夹式采摘头之间的限位间隙为影响因素,以采净率、掉落率和花球损伤率为评价指标,进行三因素五水平正交中心组合优化试验。通过Design Expert 10软件,建立了评价指标和各影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,确定了最优参数组合为:梳夹式采摘头转速83r/min,限位杆安装角度2°,限位间隙3mm。取开花后1~5d的红花(含水率≥45%)进行花丝等高度采摘试验,试验结果表明:在优化参数组合下,采净率平均值为89.73%,掉落率为2.13%,花球损伤率为2.05%,表明梳夹式红花采收机等高限位装置能使梳夹式红花采收装置采收红花质量大幅度提高。该研究针对梳夹式采摘头提出等高限位装置并进行参数优化,可为梳夹式红花采收机具的设计提供参考依据。

红花籽油提取工艺的优化研究

采用索氏浸提法对红花籽油的提取优化工艺进行了研究。在单因素试验的基础上,通过正交实验确定了红花籽油提取的最佳工艺,同时对红花籽油的脂肪酸成分进行分析,为红花籽油的工业化生产提供科学的理论依据。结果表明:70%的丙酮-水混合溶液以1∶6的料液比,在70℃的温度下浸提3 h,红花籽油的提取率达26.34%。气相色谱分析表明,红花籽油中饱和脂肪酸占19.67%、不饱和脂肪酸占80.33%。

梳夹式红花丝采摘头等高采收性能试验与参数优化

为验证梳夹式红花丝采摘头设计理论参数的合理性及提升其工作性能,以新疆广泛种植红花品种"裕民无刺"为试验对象,以梳齿长度、梳齿间隙、梳齿转速为影响因素,采净率、掉落率、破碎率为响应指标,进行二次旋转正交试验。通过数据优化软件Design-Expert 8.6.0建立了响应指标与影响因素之间的数学模型,基于响应面法进行参数优化,得出最佳组合参数。以优化参数组合梳齿长度40 mm,梳齿间隙3.5 mm,梳齿转速为80 r/min,在梳夹式红花丝采摘头性能试验台上进行验证试验,其结果为:采净率为82%,掉落率2.29%,破碎率2.45%,基本与优化结果吻合。在该优化参数组合下的田间试验结果显示,梳夹式红花采摘装置采净率为81.88%,掉落率2.25%,破碎率2.43%,表明梳夹式红花丝采摘头可以较好的完成对一定高度下红花丝的采摘作业。该研究为梳夹式红花丝采摘机的改进提供了参考价值,对推动红花丝机械化盲采具有一定的意义。

中心组合设计优化红花油脂肪酸单甘酯的合成条件

采用中心组合设计法研究了合成红花油脂肪酸单甘酯的三个关键因子:碱催化剂用量wt%、反应温度℃、甘油与红花油的摩尔比对其产率的影响,得到了三因子与单甘酯产率的回归方程以及三因素之间相互作用的响应面图。优化结果表明,碱催化剂用量为0.142%、反应温度194.3℃、甘油与红花油摩尔比3.05时,红花油脂肪酸单甘酯产率可达64.8%,比正交实验结果(62.54%)提高3.6%。

棉籽油脱臭馏出物中生育酚的分子蒸馏工艺研究

[目的]优化棉籽油脱臭馏出物中生育酚的分子蒸馏工艺。[方法]以棉籽油脱臭馏出物为原料,分别按单因素试验和正交试验设定参数进行分子蒸馏,分别对压强、蒸发面温度、进料速度、刮膜转速等操作参数进行考察。[结果]经过单因素试验和正交试验的分析得出:在压强为2.0 Pa,蒸发面温度为95℃,进料速度为0.5滴/s,刮膜转速为300 r/min的条件下,生育酚纯度和蒸馏效率均达到最优,其生育酚含量为31.5%、重组分与轻组分之比(R)为0.25。[结论]该研究为新疆棉籽油脱臭馏出物附加值的提升提供理论和实践依据。

响应面法优化红花籽粕蛋白质提取工艺

以榨油后的红花籽粕粉为原料,采用碱溶酸沉法对其蛋白质提取工艺进行了研究,通过单因素试验和响应面法确立了最佳的提取工艺参数。结果表明:因素影响顺序依次为pH值>液料比>提取时间>提取温度。蛋白质提取优化工艺参数为pH值10.5、料液比1∶19.8、时间90min和提取温度25℃,红花籽粕蛋白质提取率可达29.7%。蛋白质提取回归模型高度显著(R2=0.9445),拟合性好,为生产红花籽粕蛋白质提供依据。

催化甲基化法制备d-α-生育酚

维生素E是由α、β、γ、δ-生育酚及α、β、γ、δ-三烯生育酚等八种化合物组成的混合物,它们的生理活性各异。在构象上,又有d-型和l-型之分,天然的多为d-型而人工合成的则多为d,l-型,天然的d-α-生育酚具有迄今所知的最大的维生素E活性。选用V2O5为催化剂进行了反应条件的优化,得到优化条件为:反应温度250℃、时间1 75h、催化剂用量为维生素E的3 5%、氢气压力0 3mPa(表压)。实验结果为:α-生育酚含量92.31%、维生素E得率为79 83%。

响应面分析法优化红花多糖的提取工艺

目的利用响应面分析法对红花多糖提取工艺进行优化。方法在单因素实验基础上选取实验因素与水平,根据中心组合实验设计原理,采用三因素三水平的响应面分析法,以获得多元二次线性回归方程,以多糖提取率为响应值作响应面和等高线。结果确定了水提红花多糖的最佳工艺条件:提取温度94.71℃,提取时间1.67 h,水料比22.04 mL.g-1,提取2次。在此条件下红花多糖提取率理论值达到2.789%,验证实验结果与理论接近。结论该优化工艺的多糖提取率高,可用于红花多糖的提取。

梳夹式红花采收装置机组凸轮安装角度参数优化试验

【目的】为优化提高梳夹式采收装置采收红花时的作业质量和效率.【方法】以新疆‘裕民’无刺红花为试验对象,利用实验室研制的梳夹式红花采收试验台进行试验,以四组梳夹式采摘头各自对应的端面凸轮安装角度为影响因素,以整株采净率、掉落率和采摘质量度为评价指标,进行了四因素五水平正交旋转中心组合优化试验,通过Design Expert 10 (32-bit)软件,得到最优参数组合.【结果】从顶部开始至机组底部四组凸轮安装角分别为2°,10°,25°,40°,选取花球开花后1~5 d的新疆‘裕民’无刺红花(含水率≥44.6%)进行采收试验,试验结果表明:在该优化参数组合下,整株采净率为77.27%,掉落率为2.62%,采摘质量度为0.9.【结论】试验表明梳夹式红花采收装置满足红花采收要求,可为梳夹式红花采收机具的设计提供参考依据.

正压红花采摘装置气流场分析与结构优化

正压采摘装置作为气力式红花采收机的重要工作部件,对红花的采收效果起决定性作用。然而,目前正压红花采摘装置的结构参数的设计均是以经验为主,致使正压采摘装置内部气流场存在涡流、能量利用率低的问题。本文以正压红花采摘装置内部气流场为研究对象,利用计算流体动力学软件Fluent进行内部气流场仿真,探讨正压采摘装置结构参数变化对内部气流场分布的影响规律,并以此为依据优化设计正压采摘装置结构参数。优化仿真结果表明,主管路形状采用逐渐收缩的形式,并将主管路与分支管路的连接处采用圆角过渡,解决气流传输过程中的涡旋问题,并降低沿程能量损失;最终结合红花植株生物特性,在选用上述优化主管路和分支管路结构的前提下,将两侧的分支管向中间倾斜30°,有利于风力聚集,增大风量,达到满意的采摘效果。

响应面法优化红花红色素提取工艺的研究

运用响应面分析法优化碱提法与载体吸附法草红花中红色素的工艺,并对提取、酸沉、吸附工艺进行优化。本文以提取过红花黄色素的红花渣为原料,以红花红色素色价为响应值,通过单因素和响应面优化实验得出最佳浸提条件:浸提碱液为氢氧化钠,浸提pH为10.3,料液比为1∶36.5,浸提时间为5.3h,小麦纤维素为红花红色素的最适吸附载体。在此条件下对红花红色素浸提液进行pH及酸种类进行优化,结果表明:用醋酸调节浸提液pH为3.5~4.0后的效果最佳。

红花黄色素超声辅助提取工艺优化及其稳定性

【目的】探究超声辅助热水提取红花黄色素的最佳工艺,为实现红花黄色素的绿色高效提取提供参考。【方法】以在我国广泛生长的菊科植物红花为试验材料,以去离子水为提取溶剂,以超声处理为辅助提取手段,以红花黄色素的提取率为试验指标,探究不同提取液pH、超声功率、超声时间、水浴温度、水浴时间对红花黄色素提取率的影响。基于单因素试验结果,选取显著影响红花黄色素提取率的3个因素,每个因素设置3水平,通过响应面分析法(RSM)优化红花黄色素的提取工艺。【结果】红花黄色素的提取率在水浴时间34 min、水浴温度90℃、超声功率350 W时达到最大值。验证试验结果表明,模拟值(6.84%)与实际值(6.33%)相近,回归方程与实际情况拟合良好,结果准确可靠。超声处理后,红花黄色素提取液中酮类、羧基和羟基等官能团含量明显增加,红花提取液数均相对分子质量由原来的311 Da减小为220 Da,说明超声处理过程中产生的机械作用和空化作用能有效将大分子物质转化为小分子物质,促进红花黄色素析出。此外,在提取液pH为中性,温度为45℃左右,光照时间小于2 h,氧化剂质量分数不高于5%的条件下,红花黄色素较为稳定。【结论】超声辅助热水抽提的方法是绿色高效提取红花黄色素的有效途径。

梳夹式红花采收装置机组布局参数优化试验

为提高梳夹式采收装置的作业质量,利用实验室研制的梳夹式采收装置试验台,以新疆裕民无刺红花为试验对象,以顶部位置差、顶部高度差、中间位置差和中间高度差为影响因素,以整株采净率、含杂率和采摘质量度为评价指标,进行四因素五水平正交中心组合优化试验。通过Design Expert 10(32-bit)软件,建立了评价指标和各影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,确定了最优参数组合为:顶部位置差198mm,顶部高度差108mm,中间位置差200mm,中间高度差135mm。在该参数组合下,取植株顶部80%以上花球开花后1~5天的红花(含水率≥44.6%)进行花丝采摘试验,结果表明:整株采净率为79.55%,含杂率为1.52%,采摘质量度为0.9,效果理想。本研究为梳夹式红花采收机具的设计提供了参考依据。

圆弧渐进式红花丝采收装置设计与试验

针对红花切割采收时花丝破损率高、采净率低等问题,该研究结合红花物料及力学特性,设计了一种圆弧渐进式红花丝采收装置。通过对圆弧渐进刀具进行受力分析和切割速度分析,明确了影响采收性能的关键因素为刃口倾斜角和刀轴转速;利用Fluent软件对采收腔室流场进行分析,确定适宜的风机转速,验证腔室设计的合理性。为提升圆弧渐进式红花丝采收装置的工作性能,以刃口倾斜角、刀轴转速和风机转速为影响因素,以采净率、破损率、集净率为响应指标,进行二次正交旋转试验。运用Design-Expert软件建立数学模型,获得最优参数组合为:刃口倾斜角25°,刀轴转速644 r/min,风机转速2800 r/min,对应的采净率为92.1%,破损率为9.6%,集净率为94.7%,对优化结果进行验证试验,结果表明,采净率为91.5%,破损率为9.8%,集净率为94.2%,与仿真优化结果误差不超过5%,表明所设计的红花丝采收装置能较好地完成红花丝采收作业。该研究可为红花机械化采收提供理论依据和技术参考。

响应面法优化超声辅助提取红花多酚工艺

采用超声波辅助法提取红花中多酚类物质,在单因素基础上,选取对多酚收率影响较为显著的时间、温度、溶剂体积分数3个因素为自变量,以红花多酚为响应值,得到红花多酚的提取工艺优化条件。当提取时间35 min、提取温度55℃、乙醇体积分数55%、功率500 W、液料比40∶1(mL/g)时,红花多酚收率(5.974±0.100)μg/g,与预测值误差小于1.0%。