Optimization of extraction conditions of antioxidants from sunflower shells (Helianthus annuus L.) before and after enzymatic treatment

The effects of three independent variables: solvent polarity, temperature and extraction time on the antioxidant capacity, total phenolic content and phenolic acid composition in extracts obtained from sunflower shells before and after enzymatic treatment were studied. Response surface methodology based on three-level, three-variable Box-Behnken design was used for optimization of extraction parameters and evaluation of their effect on antioxidant capacity and total phenolic content in shell extracts.The average antioxidant capacities of extracts from sunflower shells without enzymatic treatment (368.1-1574.4 μmol TE/100 g) were higher than those for cellulolytic and pectolytic enzymes-treated shells (222.7-1419.0 and 270.7-1570.7 μmol TE/100 g, respectively). The content of total phenolic compounds ranged between 58.2-341.2 mg CGA/100 g, 26.7-277.3 mg CGA/100 g and 51.4-301.5 mg CGA/100 g for extracts obtained from shells without enzyme and treated with cellulolytic and pectolytic enzymes, respectively. Total phenolic content (TPC) in the studied shell extracts correlated significantly (p < 0.0001) positively with their antioxidant capacity determined by the ferric reducing antioxidant power (FRAP) method (r = 0.9275). Results of FRAP, TPC and phenolic acid composition in the studied shell extracts depend on the extraction conditions (solvent polarity, temperature, time), but they are independent on the addition of enzyme solutions. The antioxidant capacity and total phenolic content in the resulting extracts increased with a line in extraction temperature and solvent polarity.     

绞股蓝总黄酮的提取工艺及抑菌性质

以陕西道地药食两用的中药材绞股蓝为研究对象,以乙醇回流提取为基础,增加溶剂浸泡的考查,通过单因素试验和Box-Behnken响应面法对绞股蓝总黄酮提取工艺进行优化。结果表明：绞股蓝总黄酮的最佳提取条件为乙醇浓度80.0%,提取温度59.40℃,料液比1∶10.10,浸泡时间30 min,回流时间120 min,在此条件下绞股蓝总黄酮的提取率平均值为3.80%（RSD=94.88%）,经验证,绞股蓝总黄酮提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、伤寒杆菌、黑曲霉、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌8种测试菌均有抑制活性。     

蓝莓花青素脂质体的制备及其稳定性研究

【目的】确定花青素脂质体（An-Lip）的最佳制备工艺,并对其稳定性进行检测,为An-Lip进一步的体内研究和应用奠定基础。【方法】提取蓝莓花青素（An）,采用逆向蒸发法制备An-Lip,采用单因素试验考察大豆卵磷脂与胆固醇质量比（1∶1,2∶1,3∶1,4∶1,5∶1）、有机相（乙醚）与水相（花青素）体积比（2∶1,3∶1,4∶1,5∶1,6∶1）以及温度（30,35,40,45,50 ℃）对An-Lip包封率的影响;基于Box-Behnken响应面设计磷脂与胆固醇质量比（1∶1,2∶1,3∶1）、有机相与水相体积比（3∶1,4∶1,5∶1）及温度（35,40,45 ℃）3因素3水平试验,确定An-Lip的最佳制备工艺,对该工艺制得的An-Lip进行表征。用聚乙二醇（PEG）对An-Lip进行修饰,制备PEG-An-Lip。测定An-Lip、PEG-An-Lip的体外释放率,对其进行红外光谱扫描,并检测其pH、紫外线（UV）和热稳定性。【结果】单因素试验结果显示,大豆卵磷脂与胆固醇质量比为2∶1、有机相与水相体积比为4∶1、温度为40 ℃时An Lip的包封率均达最高,分别为79.98%,82.12%和82.88%。An-Lip的最佳制备工艺为：大豆卵磷脂与胆固醇质量比2∶1、有机相与水相体积比4∶1、温度40 ℃,在此条件下An Lip的平均包封率为82.16%。形态观察表明,An-Lip为球形或椭球形,粒径为(221.52±10.3) nm,多分散系数（PDI）为0.230,Zeta电位为－31.05 mV。体外释放结果显示,An-Lip和PEG-An-Lip 48 h的累积释放率分别为73.77%和53.33%。红外光谱法验证An-Lip为物理包覆。与An-Lip相比,PEG-An-Lip的pH、UV和热稳定性得到改善,能更好地保护花青素免受降解和损失,有助于增强蓝莓花青素的稳定性。【结论】An-Lip的制备工艺简单,其形态圆整,粒径分布均匀,包封率较高;PEG-An-Lip具有更好的稳定性。     

利用响应面法对柳小皮伞液体发酵培养基的优化

首先采用Plackett-Burman设计对影响柳小皮伞(Marasmiussalicicola)AS5.166发酵胞外多糖培养基的组成成分进行了筛选,所选取的10个相关因素为:葡萄糖、蔗糖、酵母膏、蛋白胨、K2HPO4、KH2PO4、CaCl2、FeSO4、MgSO4、VB1。在此基础上,再采用响应曲面法(ResponseSurfaceMethodology,RSM)对影响柳小皮伞发酵胞外多糖培养基的关键影响因素蔗糖、酵母膏和FeSO4的最佳水平范围作了进一步的研究与探讨,通过对二次多项回归方程求解得知,在上述自变量分别为蔗糖23.28g/L、酵母膏12.21g/L和FeSO447.80mg/L时,胞外多糖产量的最大预测值为94.74mg/100ml。     

稻秆盐酸预处理产还原糖的工艺优化

为了提高稻秆的糖化率,采用正交实验和响应曲面法优化稻秆盐酸(HCl)预处理条件。首先通过正交实验研究了预处理温度、HCl浓度、预处理时间和稻秆浓度四个因素对总还原糖的影响;然后在正交实验的基础上采用Box-Behnken设计对HCl预处理条件进行进一步优化。研究结果表明:HCl预处理条件主次因素为预处理温度、预处理时间、HCl浓度和稻秆浓度;稻秆HCl预处理最佳条件是预处理温度133.80℃、HCl浓度7.28%(W/V)和预处理时间51.12 min,此时总还原糖量为549.42 mg·g-1,是未预处理稻秆总还原糖浓度的6.01倍,这说明HCl预处理对于提高稻秆的糖化率是有必要的。     

响应面法优化蒸汽爆破小麦秸秆工艺

试验旨在利用Box-Behnken响应面法优化蒸汽爆破预处理小麦秸秆最佳条件,从而解决小麦秸秆营养成分利用率较低的问题。选取蒸汽压强（1.5~2.5 MPa）、水分含量（10%~50%）和维压时间（90~210 s）为自变量,瘤胃体外发酵产气速率为响应值,利用响应面建立回归模型并进行回归方程拟合,预测最佳工艺参数。结果显示：维压时间对瘤胃体外发酵产气速率的影响极显著（P<0.01）,蒸汽压强和水分含量对瘤胃体外发酵产气速率无显著影响（P>0.05）。由F值可知：3个自变量对瘤胃体外发酵产气速率的影响大小依次为维压时间、蒸汽压强和水分含量。Box-Behnken响应面法优化蒸汽爆破预处理小麦秸秆的最优工艺参数为蒸汽压强1.77 MPa、水分含量49.91%和维压时间209.98 s。此条件下瘤胃体外发酵产气速率可达0.0794 mL/h。3次平行试验验证的体外发酵产气速率为0.0786 mL/h,与理论预测值误差仅为1.02%。将小麦秸秆在最佳爆破条件下重新爆破并进行体外发酵试验,与未蒸汽爆破的小麦秸秆相比,蒸汽爆破极显著降低了小麦秸秆中中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）和半纤维素的含量（P<0.01）,同时极显著提高了体外发酵液中挥发性脂肪酸（VFA）和NH₃-N的含量（P<0.01）。综上,采用响应面法优化蒸汽爆破小麦秸秆的条件合理可行,优化的蒸汽爆破参数可用于提高小麦秸秆营养价值的蒸汽爆破工艺中。     

茯苓菌液体发酵产胞内多糖条件的优化

以不同碳源、氮源、pH、温度、接种量、转速、时间为单一变量,通过单因素试验和Plackett–Burman试验从7个因素中筛选显著性因素,对筛选出的显著性因素进行最陡爬坡试验,采用Box–Behnken试验探究茯苓菌液体发酵产胞内多糖的最优条件。结果表明：接种量、pH、葡萄糖质量分数和酵母膏质量分数是茯苓菌液体发酵产胞内多糖的显著性因素;在接种量9%、pH 5.7、葡萄糖质量分数4%、酵母膏质量分数1%、时间7 d、温度28 ℃、转速170 r/min的条件下,茯苓胞内多糖的含量为(5.82±0.18) g/L,生物量为(14.63±0.21) g/L,分别为未优化前的1.6倍和2.0倍。与常规栽培相比,茯苓菌液体发酵产胞内多糖的时间大大缩短,减少了松材消耗,且茯苓菌液体发酵培养基成本低廉。