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一區(qū)論文應(yīng)用案例 · 前沿專題型

黑加侖果實(shí)中多糖和多酚的同時(shí)提取:響應(yīng)面法與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的比較

該研究發(fā)表于 Industrial Crops and Products（2021），使用 XH-800S 開(kāi)展 天然產(chǎn)物綠色提取、黑加侖高值利用 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括既往黑加侖多糖提取得率 10.59%；既往黑加侖多糖提取得率 -14.28%；底相多糖得率 36.99%。

論文編號(hào) 450
應(yīng)用方向 天然產(chǎn)物綠色提取、黑加侖高值利用、微波輔助雙水相提取、智能工藝優(yōu)化
關(guān)鍵結(jié)果 既往黑加侖多糖提取得率 10.59%
核心條件 溫度 60 °C / 60.92 °C
論文編號(hào)
450
期刊
Industrial Crops and Products
影響因子
5.645
中科院分區(qū)
1 區(qū)
發(fā)表年份
2021
設(shè)備型號(hào)
XH-800S
作者單位
東北農(nóng)業(yè)大學(xué)；東北農(nóng)業(yè)大學(xué)文理學(xué)院；東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院
Northeast Agricultural University; College of Arts and Sciences, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, People’s Republic of China; College of Horticulture, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, People’s Republic of China
研究方向
天然產(chǎn)物綠色提取 黑加侖高值利用 微波輔助雙水相提取 智能工藝優(yōu)化

事實(shí)快照

  • 論文：黑加侖果實(shí)中多糖和多酚的同時(shí)提取:響應(yīng)面法與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的比較
  • 設(shè)備：XH-800S
  • 期刊與分區(qū)：Industrial Crops and Products，中科院 1 區(qū)
  • 核心條件：溫度 60 °C / 60.92 °C；微波功率 600 W；功率 640.78 W
  • 關(guān)鍵結(jié)果：既往黑加侖多糖提取得率 10.59%；既往黑加侖多糖提取得率 -14.28%；底相多糖得率 36.99%
  • 用途：可作為 天然產(chǎn)物綠色提取、黑加侖高值利用 的論文證據(jù)頁(yè)。

研究摘要

作者研究了一種基于 microwave-assisted aqueous two-phase system 的黑加侖多糖與多酚同步提取方法，并比較了 RSM 與 ANN-GA-GRA 在工藝優(yōu)化中的表現(xiàn)。結(jié)果表明，乙醇/(NH4)2SO4 是最合適的雙水相體系，其中 (NH4)2SO4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 18.99%、無(wú)水乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 31.65%。在優(yōu)化階段，ANN 模型顯示出更高的決定系數(shù)和更低的平均絕對(duì)偏差，優(yōu)于 RSM。在最優(yōu)條件下，ANN 預(yù)測(cè)得到的液料比、提取時(shí)間、提取溫度和微波功率分別為 56.10 mL/g、9.78 min、60.92 °C 和 640.78 W，獲得的多糖、花色苷、多酚及兩相 DPPH 清除活性均高于 RSM。此外，底相多糖由 6 種單糖組成，頂相鑒定出 13 種酚類化合物。

研究背景與解決的問(wèn)題

作者研究了一種基于 microwave-assisted aqueous two-phase system 的黑加侖多糖與多酚同步提取方法，并比較了 RSM 與 ANN-GA-GRA 在工藝優(yōu)化中的表現(xiàn)。

設(shè)備應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)條件

項(xiàng)目參數(shù)
溫度60 °C / 60.92 °C
微波功率600 W
功率640.78 W
時(shí)間15 min / 9.78 min

關(guān)鍵結(jié)果

既往黑加侖多糖提取得率 10.59%
既往黑加侖多糖提取得率 -14.28%
底相多糖得率 36.99%
底相多糖得率 38.62%
指標(biāo)結(jié)果
既往黑加侖多糖提取得率10.59%
既往黑加侖多糖提取得率-14.28%
底相多糖得率36.99%
底相多糖得率38.62%
多糖得率45.76 ± 0.25%
多糖得率44.19 ± 1.16%

機(jī)制/方法亮點(diǎn)

  • 微波強(qiáng)化傳質(zhì)與細(xì)胞破壁 論文指出，隨著微波功率升高： 植物細(xì)胞會(huì)被快速加熱；細(xì)胞結(jié)構(gòu)更容易破裂；目標(biāo)物向溶劑遷移速度加快 因此多糖和多酚從原料向雙水相體系中的相應(yīng)相轉(zhuǎn)移更加充分。
  • 雙水相實(shí)現(xiàn)不同活性組分分相富集 雙水相體系本身具有： 不同化學(xué)性質(zhì)的兩相環(huán)境 因此可以讓： 多糖更傾向進(jìn)入底相；花色苷和其他酚類更傾向進(jìn)入頂相 這一步實(shí)際上把“提取”和“初步分離”合并到了同一流程里。
  • 乙醇/(NH4)2SO4 體系兼顧效率與分相能力 作者篩選后確認(rèn)： 乙醇/(NH4)2SO4 相比其他鹽體系更適合本研究對(duì)象 這意味著該體系在： 相形成能力；組分分配行為；目標(biāo)物得率 之間取得了更好的平衡。
  • ANN-GA-GRA 更適合處理多響應(yīng)非線性優(yōu)化 與傳統(tǒng) RSM 相比： ANN 對(duì)非線性關(guān)系的逼近能力更強(qiáng)；GA 可以進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；GRA 能幫助實(shí)現(xiàn)多響應(yīng)綜合優(yōu)化 因此在同時(shí)優(yōu)化多糖、多酚和抗氧化能力時(shí)，ANN-GA-GRA 更具優(yōu)勢(shì)。

應(yīng)用價(jià)值

  • 論文明確使用 XH-800C 開(kāi)展雙水相微波輔助提取，設(shè)備、廠家和基礎(chǔ)條件都有原文證據(jù)。
  • 在同一工藝中實(shí)現(xiàn)黑加侖多糖和多酚的同步提取與初步分相，減少了傳統(tǒng)單一提取路線的資源浪費(fèi)。
  • ANN-GA-GRA 在預(yù)測(cè)精度和實(shí)際優(yōu)化效果上整體優(yōu)于 RSM，適合多響應(yīng)復(fù)雜體系。
  • 最優(yōu)條件下同時(shí)獲得較高多糖得率、較高多酚/花色苷得率和較強(qiáng)抗氧化活性，結(jié)果均衡性強(qiáng)。
  • 論文還完成了底相多糖和頂相酚類的成分鑒定，增強(qiáng)了工藝結(jié)果的完整性與可信度。

相關(guān)儀器推薦

常見(jiàn)問(wèn)題

這篇論文使用了哪種設(shè)備？
本研究使用 XH-800S。
研究的核心發(fā)現(xiàn)是什么？
該研究發(fā)表于 Industrial Crops and Products（2021），使用 XH-800S 開(kāi)展 天然產(chǎn)物綠色提取、黑加侖高值利用 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括既往黑加侖多糖提取得率 10.59%；既往黑加侖多糖提取得率 -14.28%；底相多糖得率 36.99%。
該研究發(fā)表在哪個(gè)期刊？
發(fā)表于 Industrial Crops and Products，中科院 1 區(qū)。
引用信息
Simultaneous extraction of polysaccharides and polyphenols from blackcurrant fruits: Comparison between response surface methodology and artificial neural networks
Industrial Crops and Products, 2021
DOI: 10.1016/j.indcrop.2021.113682