响应面法优化微波辅助桃胶水解工艺研究（二）

(2)微波功率对水解液黏度的影响

由图2b可知，桃胶水解液的黏度随微波功率的增大而增大，微波功率达到300W时，黏度达到最大值，之后随微波功率的增大而减小。增加微波功率可以促进桃胶的水解，但微波功率过高导致桃胶的降解程度增大，多糖分子变小，溶液黏度降低。因此，选取水解时的微波功率为300W。

(3)微波时间对水解液黏度的影响

由图2c可知，桃胶水解液的黏度随微波时间的延长而降低。微波辐照水解lh时，水解液黏度达到最大，之后随着时间的增加黏度逐渐降低。而溶胀后的桃胶在水解1h时已达到了溶解状态，故选取水解的微波时间为1h。

(4)料液比对水解液黏度的影响

由图2d可知，桃胶水解液的黏度随料液比的增大呈先增大后减小的趋势。料液比1/30时，黏度达到最大，之后随料液比的增加而平缓下降。这是由于料液比增大，原桃胶液在充分溶解的同时也有少量桃胶多糖降解。因此，选取料液比为1/30。

3、响应面实验优化结果

(1)响应面模型建立及显著性检验

响应面的试验方案及结果如表2，显著性和方差分析见表3。通过Design-Expert8.0.5对表2中的实验数据进行多元回归拟合，得到桃胶水解液黏度Y对各项因素的二次多项回归方程：Y=207.67+1.75A+0.92B+1.33C-1.33D-2.50AB+0.25AC-1.00AD+0.002BC+1.25BD-3.25CD+0.002A₂+2.00B₂-1.88C₂+3.62D₂。复相关系数R₂表示方程的拟合性，R₂越接近1，表明该回归方程拟合的越好。P值评价各独立参数以及它们之间交互作用的显著性。由表3可知，模型F=14.74、P＜0.0001，表明该方程模型达到极显著水平；该模型的失拟项F=5.27，相应的概率值P=0.1698，失拟项不显著，表明此方程模拟的比较好；通过Design-Expert自动分析，R₂为94.50%，说明模型可以解释94.50%的实验数据，以上结果均表明该模型拟合良好。

在一次项中，模型中A(微波时间)、B(微波功率)、C(pH)、D(料液比)对桃胶水解液黏度的影响均达到极显著水平(P＜0.01)；二次项中，只有A²(微波时间的平方)未达到显著水平(P＜0.05)；在交互项中，A和B(微波时间和微波功率)、C和D均达到极显著水平(P＜0.01)。

(2)响应面交互作用分析

利用Design-Expert8.0.5软件对表2的数据进行多元二次回归拟合后，所得到的回归方程的响应面立体图如图3所示。
 

三维立体图像显示了各个参数的最优值。由图3可知，随着微波辐照时间的增加，水解液黏度也随之增大，这说明微波时间的延长有利于水解过程的进行；黏度随着微波功率的增加而减小，当微波功率为200W时，黏度最大；微波功率为400W时，黏度最小；黏度随着pH的增加而增大，说明增大溶液碱性可使得水解反应向正反应方向进行。随着料液比从1/20增加到1/40，黏度逐渐减小。综上所述，微波时间、微波功率、pH和料液比这四个因素对水解液黏度的影响均显著。

通过Design-Expert分析，得到四个因素的最优条件：微波时间为2h，微波功率为200W，pH12，料液比为1/20，理论最大黏度为223.2mPa.s。按照响应面法拟合得到的最优微波辅助水解工艺，验证实验得到水解液黏度为224.7mPa.s，与预测值接近，说明本模型预测桃胶多糖水解液的黏度可靠，具有可行性。

三、结论

原桃胶粉在水溶液中会发生溶胀现象，且粉体的粒径越小，平衡溶胀率越大，说明桃胶胶质借助于其表面的亲水基团。本研究通过单因素和响应面实验优化微波辅助桃胶水解工艺，确定最佳水解条件：料液比1/20、pH12、微波功率200W、反应时间2h，在此条件下制备的水解液均匀无溶胀颗粒，理论黏度为223.2mPa.s，实际实验结果黏度为224.7mPa.s，与预测值接近，说明本模型预测桃胶多糖水解液的黏度可靠，具有可行性。

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