基于深度神经网络与Box-Behnken响应面法的灵芝总三萜提取工艺优化

本文研究超声辅助提取灵芝总三萜工艺的优化方法。在单因素实验确定实验参数的大致范围和中心点的基础上,通过筛选实验设计Plackett-Burman(PB)发现对得率影响显著的3个因素(提取时间、超声功率、提取温度),并使用Box-Behnken响应面法进行工艺优化。结合所有实验数据使用基于Pytorch框架的Python学习程序建立深度神经网络(DNN),运用蒙特卡洛算法进行预测和寻优,同时还比较响应面法和深度神经网络两种建模方法。结果表明:通过深度神经网络可得到灵芝总三萜提取的最佳工艺条件(超声功率360 W、提取时间12 min、提取温度58℃、液固比17 mL/g、乙醇体积分数88%),此时预测的灵芝总三萜得率为1.878%,实际测得灵芝总三萜得率为1.805%。深度神经网络在不增加实验量的情况下对已有数据进行学习,可以预测得到更优的工艺条件,并且深度神经网络的非线性拟合能力相比于响应面法的多项式拟合有更强的数据处理能力,预测结果更准确。

超声波辅助提取玉米芯中木聚糖条件优化研究

利用超声波辅助法提取玉米芯木聚糖,通过响应面分析得出超声波辅助法提取玉米芯木聚糖的最佳条件为:以10%NaOH溶液为提取溶剂,超声波功率为266 W,提取时间为52 min,提取温度为71.1℃,液料比为20.39(mL/g)。在此条件下,通过试验验证得出,玉米芯木聚糖提取率平均值为29.772 2%,与预测值非常相近。与传统提取方法相比,超声波辅助法显著提高了玉米芯木聚糖提取率,提高了17.382%,而且超声波辅助提取法大大缩短了提取时间,降低了提取温度。

响应曲面法优化超声辅助提取芦荟凝胶多糖的工艺

采用响应曲面法对超声波辅助提取库拉索芦荟凝胶中的多糖提取工艺参数进行优化研究。考察超声时间、提取液pH值、液料比对芦荟多糖提取率的影响,并建立数学模型。利用Design-Expert软件对数据进行回归分析,得到芦荟多糖提取率的二次多项式回归方程的预测模型。结果表明,库拉索芦荟多糖超声辅助提取的优化工艺条件为:超声时间为45.85min、提取液pH值为8.74、液料比为29.84mL/g,在此条件下的库拉索芦荟多糖提取率为11.453mg/g。

响应面法优化玉米芯木聚糖提取条件

为提高玉米芯中木聚糖得率,采用响应面法对碱法提取玉米芯木聚糖条件进行优化。利用Design-Expert 8的Min Run ResⅣ多因子两水平设计,对影响木聚糖提取的因素进行效应评价,利用最峭攀登搜索法为响应面分析的中心组合设计确定中心区,利用响应面分析得到优化提取条件。结果表明,碱提温度、碱提时间、NaOH质量分数和料液比对木聚糖提取率有显著影响,其最佳条件为:NaOH质量分数16%,温度85℃,料液比1∶16,提取时间2.5h。利用响应面法成功对玉米芯木聚糖提取条件进行优化,提取率达到25.6%。

超声辅助提取麻竹笋多糖

以麻竹笋为原料,在单因素试验的基础上,通过响应面法优化超声波辅助提取麻竹笋多糖工艺。结果表明:最佳提取工艺条件为超声时间29 min、超声功率400 W、超声温度55℃;在此条件下多糖提取率预测值为2.51%,验证值为2.49%,与预测值接近。对提取的多糖进行红外光谱分析,结果表明:提取的麻竹笋多糖具有一般多糖在红外光谱中的特征性结构,说明超声波辅助提取成分为麻竹笋多糖物质。

响应曲面法优化超声提取辣椒中辣椒红色素的工艺研究

以辣椒红色素的色价为考察指标,对超声提取辣椒红色素的工艺进行优化。应用Design-Expert7.0统计分析软件,设计Box-Benhnken中心组合实验,并结合SAS软件得到超声提取辣椒红色素的优化工艺条件:提取功率441 W、提取温度41℃、超声时间23 min、料液比9.4 mL/g、乙醇浓度97%、粒径40目,在此条件下辣椒红色素的色价为83.27。经实验验证,在上述优化条件下提取得到的辣椒红色素色价为86.7,与预测值接近。因此,采用响应曲面法优化得到的工艺条件具有一定的实际应用价值。

超声波辅助提取杠柳脂溶性成分工艺优化

为了优化超声波辅助提取杠柳脂溶性成分的工艺,该文在单因素试验基础上,选取超声波功率、提取时间、液料比为主要影响因素,分析了3个主要影响因素对杠柳脂溶性成分提取结果的影响,应用响应面分析法优化了超声波辅助提取杠柳脂溶性成分的工艺方法,并使用GC-MS联用仪检测了杠柳脂溶性提取物的主要成分。结果表明:超声波辅助提取杠柳营养体脂溶性成分的最佳工艺为:在室温(20℃)及超声波频率20kHz条件下,提取试剂为石油醚,超声波辅助提取时间为70min,超声波功率为730W,料液比为1∶10g/mL。该工艺条件下,杠柳脂溶性成分的实际提取得率可达到6.14%。

超声微波协同提取玉米芯中半纤维素的技术研究

试验为高效去除玉米芯中的半纤维素,提高玉米芯的饲料价值,以玉米芯原料为研究对象,利用超声微波协同技术提取玉米芯中的半纤维素,采用单因素及响应面方法对提取工艺进行优化。结果显示:优化的工艺条件为NaOH浓度5.23%、提取温度80.6℃、提取时间74.1 min、液料比17.0 mL/g、半纤维素的提取率(76.0±0.18)%;采用膜分离技术回收NaOH,可降低生产成本及环境污染。研究表明,去除半纤维素的玉米芯可在饲料生产应用,半纤维素可应用于木糖的生产,研究建立了一种高效无污染的玉米芯综合利用新工艺。

响应面优化超声辅助提取虎眼万年青多糖工艺

采用响应面法优化虎眼万年青多糖的超声提取工艺。在单因素试验的基础上，采用Box—Benhnken试验设计优化超声时间（X1：20—40min）、提取温度（x2：50—70℃）、超声功率（Xs：900．1200W）和溶剂原料比（x4：30—50mL·g-1）对虎眼万年青多糖提取得率（Y）的影响。虎眼万年青多糖超声提取的最佳工艺条件为：超声时间30．05min、超声温度59．47℃、超声功率1050．15W、溶剂原料比40．11mL·g-1。在最佳的提取条件下，虎眼万年青粗多糖实验得率为50．2％，与模型预测值接近。应用响应面分析法优化得到的超声辅助提取参数准确、可靠。

响应面试验优化超声波辅助提取龙眼愈伤组织中单宁的工艺

为提高龙眼愈伤组织中单宁的提取率,采用超声波辅助浸提法,基于乙醇浓度(A)、超声波功率(B)与提取时间(C) 3个单因素试验,通过响应面试验优化设计,建立了龙眼愈伤组织单宁提取工艺。研究结果表明,龙眼愈伤组织中单宁的最佳提取条件为乙醇浓度61%、超声波功率140 W,提取时间54 min,提取温度60℃,在此工艺条件下,提取量为7.53 mg·g^(-1)。

响应面法优化超声辅助水酶法提取辣木籽油

以辣木籽为原料,通过超声辅助水酶法提取辣木籽油。以辣木籽油提取率为指标,利用单因素试验考察pH值、果胶酶添加量、提取时间、提取温度、超声功率对辣木籽油提取率的影响,在此基础上采用响应面法确定提取辣木籽油的最佳工艺条件。结果表明,最佳提取工艺为果胶酶添加量0.50%、pH3.5、提取温度54℃、提取时间12 h、超声功率84 W,此时辣木籽油提取率为30.56%。