2.2 響應曲面優(yōu)化試驗結果分析

2.2.1 響應曲面試驗設計及結果

在單因素試驗結果的基礎上，刺五加果漿中添加果膠酶，以刺五加果實的出汁率（Y）作為試驗設計的響應值，酶添加量（A）、液料比（B）、酶解溫度（C）和酶解時間（D）為自變量，設計響應曲面試驗，結果見表2。對表2的試驗數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合，得到刺五加果實出汁率的二次多項回歸方程為式如下：

Y=81.23+0.99A+2.19B+1.15C+0.086D-1.32AB-0.65AC-0.90AD-0.30BC-0.98BD-1.84CD-0.95A²+0.25B²-2.52C²-1.85D²

2.2.2 響應曲面方差分析

模型的方差分析見表3。P值大小衡量了模型的各個因素的顯著性水平。由表3可知，P＜0.01，表明關于出汁率的模型高度顯著，F(xiàn)值為13.32，表明二次模型高度顯著。在模型中，一次項A、B、C和二次項C²、D²以及交叉項AB、CD為影響顯著。失擬值為0.98，在0.05水平下不顯著，因變量和全體自變量之間的線性關系顯著（R²=0.93）。

通過方差分析，結合4個因素的平方值可以得到4個因素對出汁率的影響次序為B＞C＞A＞D，即液料比＞酶解溫度＞酶添加量＞酶解時間。

2.2.3 響應曲面交互作用分析

響應曲面（等高線圖和3D圖）可以較為直觀地展示出試驗中各單因素以及兩因素之間的交互作用對刺五加果實出汁率的影響，兩因素之間的交互作用對刺五加果實出汁率的影響及等高線圖見圖6和圖7。

從圖6等高線圖可知，當酶解時間為3h、酶解溫度為50℃時，酶的添加量一定時，刺五加的出汁率隨著液料比的比例升高呈增加的趨勢；從圖7等高線圖可知，當酶的添加量為4‰、液料比為18:1mL/g時，酶解溫度一定時，刺五加果實的出汁率隨著酶解時間的升高呈先增加后降低的趨勢。由3D曲面平滑程度可知，液料比和酶添加量、酶解溫度和酶解時間兩因素之間交互作用明顯。

2.2.4 模型驗證試驗

通過Design-Expert中心組合法的優(yōu)化分析可得最高出汁率條件為：酶添加量為3.90‰、液料比為20:1mL/g、酶解溫度為51.59℃、酶解時間為2.81h，該條件下刺五加果實出汁率的理論值為83.99%。結合實際情況，選擇酶添加量為4‰、液料比為20:1mL/g、酶解溫度為52℃、酶解時間為3h，進行三次平行試驗，此時刺五加果實出汁率為84.12%。所得實驗結果與預測相近，說明該響應面模型與實際擬合結果較好，該模型可靠。

3 結論

本試驗在單因素試驗的基礎上，根據(jù)響應曲面試驗設計，建立了刺五加果實出汁率的二次多項式回歸模型，以此來優(yōu)化刺五加果實出汁率的制備工藝。本試驗模型與現(xiàn)實情況擬合程度較高，模型中心組合方差分析中，模型P＜0.05，也表明該模型顯著。模型給出試驗最優(yōu)工藝的各項參數(shù)為：酶添加量為4‰，液料比為20:1mL/g，酶解溫度52℃酶解時間3h，在該條件下刺五加果出汁率可到達84.12%。

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