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·878· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

2.1.4 保压时间对黄精多糖提取率的影响 看出，随着压力的增加，黄精多糖提取率呈现增加
保压时间是影响提取率的另一个重要因素，当 的趋势，当压力继续升高时，提取率反而呈现下降
保压时间较短时，没有达到传质平衡，保压时间过 趋势。因此，超高压压力以 250 MPa 为宜。
长，会增加较小的颗粒对黏性物质的吸附力，同时 综上所述，单因素实验最优操作参数为：提取
较长的时间也会导致提取物的结构发生变化 [30] 。当 剂为水，原料粒径 40 目、固液比 1∶15（g/mL）、
提取剂为水、压力 100 MPa、原料粒径为 40 目、固 保压时间 10 min、压力为 250 MPa，此时黄精多糖
液比 1∶15（g/mL）时，考察了保压时间对提取率 提取率为 23.5%。
的影响，结果见图 4。由图 4 所示，随着保压时间 2.2 响应面法优化超高压提取黄精多糖工艺
的增大，黄精多糖提取率呈现先增大后减少的趋势。 2.2.1 响应面实验设计与结果
因此，保压时间以 10 min 为宜。 根据 Box-Behnken 实验设计原理，选取压力
（A）、保压时间（B）以及液固比（C）3 个因素对
提取工艺进行优化，其他工艺参数为：提取剂为水、
原料粒径 40 目、提取温度为常温。实验方案设计及
结果见表 1。

表 1 响应面实验设计及结果
Table 1 Response surface experimental design and results
实验 影响因素 提取率/%
序号 压力/MPa 保压时间/min 液固比/(mL/g)

1 200 5 15∶1 18.19

2 300 5 15∶1 19.26
图 4 保压时间对黄精多糖提取率的影响
Fig. 4 Effect of extraction time on the extraction rate of 3 200 15 15∶1 15.14
Polygonatum polysaccharides 4 300 15 15∶1 16.45
5 200 10 10∶1 18.00
2.1.5 压力对黄精多糖提取率的影响 6 300 10 10∶1 19.23
超高压设备在升压过程中，细胞内外形成较大 7 200 10 20∶1 20.39
的渗透压差，溶剂扩散较快、渗透力较大，短时间 8 300 10 20∶1 22.09
内充满细胞，细胞结构发生变化，使细胞壁及细胞 9 250 5 10∶1 18.69
膜受损 [31] 。泄压时，瞬间产生的压力差使得细胞壁 10 250 15 10∶1 17.76
及细胞膜破损，有效成分能迅速从细胞中释放出来， 11 250 5 20∶1 20.99
从而增加有效成分的提取 [32-34] 。且在压力低于 600 12 250 15 20∶1 19.69
MPa 时，压力不会破坏生物活性物质的结构 [35-36] 。 13 250 10 15∶1 25.33
14 250 10 15∶1 25.05
在提取剂为水、保压时间为 10 min、原料粒径为
15 250 10 15∶1 24.83
40 目、固液比 1∶15（g/mL）的条件下，考察了
16 250 10 15∶1 25.69
压力对提取率的影响，结果见图 5。由图 5 可

2.2.2 响应面模型建立及方差分析
运用 Design-Expert 10 软件进行二次多项式拟
合，建立了以黄精多糖提取率为目标的模型，回归
方程为：
y   101.25 0.74A  3.24B  2.12C  2.42

4
10 AB  4.78 10 AC  4  3.67 10 BC  3 
1.46 10 A 3  2  0.17B  2 0.07C 2

二次多项式响应面方差分析如表 2 所示。由表
2 可知，模型的 P<0.0001，表明二次多项式模型整

体上比较显著，失拟检验的 P=0.1275，表明失拟项
图 5 压力对黄精多糖提取率的影响 检验不显著，方程的相关系数 R =0.9864，从而可以
2
Fig. 5 Effect of pressure on the extraction rate of Polygonatum
polysaccharides 推断该方程对实验拟合较好，可以对实验进行预测。