全 文 ：第 １４卷第 ４期
２０１６年 ７月
生　 物　 加　 工　 过　 程
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ􀆰 １４ Ｎｏ􀆰 ４
Ｊｕｌ． ２０１６
ｄｏｉ：１０􀆰 ３９６９ ／ ｊ􀆰 ｉｓｓｎ􀆰 １６７２－３６７８􀆰 ２０１６􀆰 ０４􀆰 ００９
收稿日期：２０１６－０３－２５
作者简介：沈慧慧（１９８３—），女，湖北仙桃人，工程师，研究方向：食品及农产品检验分析，Ｅ⁃ｍａｉｌ：１２１６９６２１９＠ ｑｑ．ｃｏｍ
Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计优化甘草浸膏中甘草苷的超声提取
沈慧慧，王万强，何　 薇，武耀存，艾力·艾山
（阿克苏出入境检验检疫局，新疆 阿克苏 ８４３０００）
摘　 要：以新疆甘草浸膏为原料，利用 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计优化超声提取甘草浸膏中甘草苷的工艺。 在单因素试验的
基础上，利用响应面法考察固液比、超声时间和乙醇体积分数对甘草苷含量的影响，优化提取工艺，得到最佳工艺
条件：固液比 ２􀆰 ５ ｇ ／ Ｌ、超声时间 ２４ ｍｉｎ、乙醇体积分数 ５９％，甘草苷一次提取含量达到 ０􀆰 ８３２％。 此研究对甘草浸
膏的综合利用以及产业化发展提供了科学依据。
关键词：Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计；甘草苷；超声提取；甘草浸膏
中图分类号：Ｒ２８４　 　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 　 文章编号：１６７２－３６７８（２０１６）０４－００４３－０６
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｒｉｔｉｎ ｆｒｏｍ
ｌｉｃｏｒｉｃｅ ｅｘｔｒａｃｔ ｂｙ Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ
ＳＨＥＮ Ｈｕｉｈｕｉ，ＷＡＮＧ Ｗａｎｑｉａｎｇ，ＨＥ Ｗｅｉ，ＷＵ Ｙａｏｃｕｎ，ＡＩＬＩ Ａｉｓｈａｎ
（Ａｋｅｓｕ Ｅｎｔｒｙ⁃Ｅｘｉｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ Ｂｕｒｅａｕ，Ａｋｅｓｕ ８４３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｔｅｓｔ ａｎｄ Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ａｎ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ⁃
ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｌｉｑｕｉｒｉｔｉｎ ｆｒｏｍ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ｌｉｃｏｒｉｃｅ ｅｘｔｒａｃｔ． Ｔｈｒｅｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ
ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ， ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃ ｔｉｍｅ， ｅｔｈａｎｏｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ． Ｔｈｅ
ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ：ｒａｔｉｏ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ２􀆰 ５ ｇ ／ Ｌ，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｉｍｅ ２４ ｍｉｎ，ｅｔｈａｎｏｌ ｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ
５９％．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｌｉｑｕｉｒｉｔｉｎ ｃｏｕｌｄ ｒｅａｃｈ ０􀆰 ８３２％ ａｔ ｏｎｅ⁃ｔｉｍｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ．
Ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｉｇｈｔ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｃｏｒｉｃｅ
ｅｘｔｒａｃｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ；ｌｉｑｕｉｒｉｔｉｎ；ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｌｉｃｏｒｉｃｅ ｅｘｔｒａｃｔ
　 　 甘草浸膏是由甘草经加工制成的浸膏，常与化
痰止咳药配伍应用［１］，广泛应用作食用香料、甜味
剂、调味剂和表面活性剂等。 甘草浸膏常以甘草酸
为定量指标，但是从 ２０１０ 年起，中国药典开始提出
甘草浸膏按干燥品计算，含甘草苷不得少于
０􀆰 ５％［２］，可见甘草苷是甘草浸膏中另一主要有效活
性物质。 甘草苷是黄酮类化合物的代表成分［３］，现
代药理研究发现甘草苷具有抗抑郁、保护神经、保
护肝脏及保护心脏系统的作用，同时它用于治疗咽
炎、急慢性咳嗽和痰多等症［４－５］。
近年来，我国学者对甘草属药用植物从系统分
类、生态资源、化学成分、质量评价以及生产加工等方
面进行了大量的研究［６］，但对甘草浸膏中黄酮类物质
甘草苷的提取研究报道极少。 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合
设计是利用 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 实验设计并通过实验得到
一定数据，采用多元多次方程来拟合因素和效应值之
间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工
艺参数，以解决多变量问题［７］。 目前，文献报道的
Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计用在优选甘草切片工艺［８］，提取甘
草酸［９－１０］、甘草多糖［１１－１２］、光甘草定［１３－１４］、总黄
酮［１５－１６］，这些只是针对甘草原料，而甘草浸膏方面的
Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计优化研究尚未见报道。
鉴于此，本文以新疆产甘草浸膏为研究对象，
采用 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计响应面法优化超声波提取甘
草苷含量，确定出最优提取工艺条件，以便为甘草
浸膏的精深加工与进一步研究甘草苷的药理活性、
保健功能及其在食品和医药领域产业化应用提供
科学依据。
１　 材料与方法
１􀆰 １　 材料与试剂
甘草浸膏：购自新疆阿拉尔新农甘草产业有限
责任公司；甘草苷对照品（中国食品药品检定研究
院，批号：１１１６１０ ２０１１０６）。 乙腈为色谱纯，北京迪
克马科技有限公司；无水乙醇、磷酸均为市售分析
纯；水为超纯水（美国 Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ 公司 ＥＬＩＸ３ ＱＡ１０ 超
纯水仪处理）。
１􀆰 ２　 仪器与设备
ＲＲＬＣ １２００高效液相色谱仪，美国安捷伦公司；
Ｅｌｍａｓｏｎｉｃ Ｐ ３００Ｈ 超声波清洗仪，德国艾尔马公司。
１􀆰 ３　 甘草苷含量的测定
采用高效液相色谱法测定甘草苷含量［２］。 色
谱条件：色谱柱为 ＯＤＳ ３ （４􀆰 ６ ｍｍ × ２５０ ｍｍ，５
μｍ）；流动相 Ａ 为乙腈，流动相 Ｂ 为 ０􀆰 ０５％磷酸溶
液。 洗脱程序：０ ～ １２ ｍｉｎ，Ｖ（Ａ） ∶ Ｖ（Ｂ） ＝ １９ ∶ ８１；
１２～１６ ｍｉｎ，Ｖ （ Ａ） ∶ Ｖ （ Ｂ） ＝ ３８ ∶ ６２；１６ ～ ２５ ｍｉｎ，
Ｖ（Ａ） ∶Ｖ（Ｂ） ＝ ６０ ∶ ４０；２５ ～ ２８ ｍｉｎ，Ｖ（Ａ） ∶ Ｖ（Ｂ） ＝
３８ ∶６２；２８ ～ ３０ ｍｉｎ，Ｖ（Ａ） ∶ Ｖ（Ｂ） ＝ １９ ∶ ８１，流速为
１􀆰 ０ ｍＬ ／ ｍｉｎ。 检测器为紫外检测器，检测波长为
２３７ ｎｍ；柱温为 ３０ ℃；进样体积为 １０ μＬ。 理论板
数按甘草苷峰计算应不低于 ５ ０００。
１􀆰 ４　 单因素试验
影响甘草苷含量提取效果的主要因素有：固液
比、超声时间、乙醇体积分数，分别考察它们对提取
效果的影响。 固液比采用 １􀆰 ５、２􀆰 ０、２􀆰 ５、３􀆰 ０ 和 ３􀆰 ５
ｇ ／ Ｌ ５ 个水平；超声时间采用 ０、１０、２０、３０、４０ 和 ５０
ｍｉｎ ６ 个水平；乙醇体积分数采用 ４０％、５０％、６０％、
７０％和 ８０％ ５ 个水平。
１􀆰 ５　 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计试验
在单因素试验的基础上选取优化试验因素，采
用三因素三水平的 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 设计做优化试验，
以得出超声波提取甘草苷的最佳工艺参数。
１􀆰 ６　 数据分析
应用 Ｄｅｓｉｇｎ⁃Ｅｘｐｅｒｔ Ｖ８􀆰 ０􀆰 ６ 软件对试验进行设
计和数据分析。
２　 结果与讨论
２􀆰 １　 标准曲线绘制
精密称取甘草苷对照品 ２０ ｍｇ，稀乙醇定容至
１００ ｍＬ。 分别吸取 ０、０􀆰 ５、１、２、４、６ 和 ８ ｍＬ，依次用
稀乙醇定容至 １００ ｍＬ。 以峰面积为纵坐标（ｙ），甘
草苷质量浓度（ρ）为横坐标，绘制标准曲线，得回归
方程为：ｙ＝ ２０􀆰 ５８８ρ＋１􀆰 ０２９ １，Ｒ２ ＝ １􀆰 ０００。 甘草苷对
照品在 ０～１６ μｇ ／ ｍＬ范围内线性关系良好。
２􀆰 ２　 单因素考察结果
２􀆰 ２􀆰 １　 固液比对甘草苷提取的影响
固定乙醇体积分数为 ７０％，超声时间为 ３０
ｍｉｎ，研究不同固液比对甘草苷提取的影响，结果见
图 １。 由图 １ 可知：甘草苷提取率随固液比的增加
而逐渐增大，这是因为物料浓度的增大会提高传质
推动力，故甘草苷含量增加。 但当固液比超过 ３􀆰 ０
ｇ ／ Ｌ时，甘草苷含量反而明显下降，可能是物料浓度
过大不利于甘草苷的溶出。 因此，选择 ２􀆰 ５、３􀆰 ０ 和
３􀆰 ５ ｇ ／ Ｌ进行响应面试验。
图 １　 固液比对甘草浸膏中甘草苷提取的影响
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｎ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｒｉｔｉｎ
２􀆰 ２􀆰 ２　 超声时间对甘草苷提取的影响
固定乙醇体积分数为 ７０％，固液比为 ３􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ，
研究不同超声时间对甘草苷提取的影响，结果见图
２。 由图 ２可知：起始阶段，随着超声时间的增加，甘
草苷提取效率快速升高，当超声时间达到 ３０ ｍｉｎ
时，甘草苷含量达到一个较高的水平，之后随着时
间的延长，甘草苷含量有所下降。 甘草苷含量在起
始阶段迅速上升的主要原因可能是通过超声波的
４４ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １４卷　
空化作用产生极大的压力，造成细胞壁的破裂，并
在瞬间完成，同时产生的振动作用一起强化了细胞
内物质的释放、扩展和溶解，加速了样品中组分的
溶出［１７］。 当超声时间达到 ３０ ｍｉｎ 时，这种空化效
应造成的细胞破壁基本完成，甘草苷含量不再随时
间的延长而显著增加，反而有所下降。 因此，选择
２０、３０和 ４０ ｍｉｎ进行响应面试验。
图 ２　 超声时间对甘草浸膏中甘草苷提取的影响
Ｆｉｇ􀆰 ２　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｉｍｅ ｏｎ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｒｉｔｉｎ
２􀆰 ２􀆰 ３　 乙醇体积分数对甘草苷提取的影响
图 ３　 乙醇体积分数对甘草浸膏中甘草苷提取的影响
Ｆｉｇ􀆰 ３　 Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｔｈａｎｏｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｒｉｔｉｎ
固定超声时间为 ３０ ｍｉｎ，固液比为 ３􀆰 ０ ｇ ／ Ｌ，研
究不同乙醇体积分数对甘草苷提取的影响，结果见
图 ３。 由图 ３可知：随着乙醇体积分数的升高，甘草
苷提取率呈现先升高再下降的趋势，在乙醇体积分
数为 ５０％时含量达到最高，之后又逐渐降低。 这可
能是因为提高乙醇体积分数可以增加对物料的渗
透性，并可提高甘草浸膏的溶解度，从而提高甘草
苷的含量，但乙醇体积分数太大，会产生很大的渗
透压，不利于甘草苷的溶出。 在章为等［１８］的研究
中，对不同体积分数的乙醇提取溶剂进行比较，证
实 ５０％乙醇超声提取甘草苷效果最佳。 因此，选择
４０％、５０％和 ６０％进行响应面试验。
２􀆰 ３　 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计试验优化结果
２􀆰 ３􀆰 １　 响应面分析因素水平的选取
根据 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 的中心组合试验设计原理，
结合上述单因素影响试验结果，对固液比、超声时
间和乙醇体积分数 ３因素 ３水平进行响应面试验设
计，优化甘草浸膏中甘草苷的提取工艺，甘草浸膏
中甘草苷超声提取 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 设计方案与试验结
果见表 １。
表 １　 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计与试验结果
Ｔａｂｌｅ １　 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ
试
验
号
因素
Ｘ１固液比 ／
（ｇ·Ｌ－１）
Ｘ２超声时间 ／
ｍｉｎ
Ｘ３φ（乙醇） ／
％
甘草苷
含量 ／ ％
１ ０（３􀆰 ０） １（４０） －１（４０） ０􀆰 ７０３
２ ０ －１（２０） －１ ０􀆰 ６６０
３ １（３􀆰 ５） ０（３０） －１ ０􀆰 ７２４
４ －１（２􀆰 ５） １ ０（５０） ０􀆰 ６５７
５ ０ ０ ０ ０􀆰 ８１７
６ ０ －１ １（６０） ０􀆰 ７８５
７ －１ ０ －１ ０􀆰 ７５１
８ １ １ ０ ０􀆰 ６８５
９ ０ ０ ０ ０􀆰 ８２５
１０ ０ ０ ０ ０􀆰 ８１５
１１ ０ ０ ０ ０􀆰 ８２１
１２ ０ １ １ ０􀆰 ６４８
１３ １ －１ ０ ０􀆰 ６３４
１４ ０ ０ ０ ０􀆰 ８３０
１５ －１ －１ ０ ０􀆰 ７９４
１６ １ ０ １ ０􀆰 ７４２
１７ －１ ０ １ ０􀆰 ８１１
２􀆰 ３􀆰 ２　 响应面分析方案及结果
以甘草苷含量（Ｙ）为响应值，对固液比 Ｘ１、超声
时间 Ｘ２和乙醇体积分数 Ｘ３作如下变换［１９］：ｘｉ ＝（Ｘ ｉ－
Ｘ ｉ ０） ／ ΔＸｉ。 式中：ｘｉ为自变量的编码水平；Ｘ ｉ为自变
量的真实值；Ｘ ｉ０为实验中心点处自变量的真实值；
ΔＸｉ为自变量的变化步长。 设计试验点共 １７ 个，其
中析因点 １２个，零点 ５个，进行 ５次零点重复试验，
以估计试验误差。
２􀆰 ３􀆰 ３　 模型的建立与响应面结果分析
对试验数据进行多项式拟合回归，以甘草苷含
量（Ｙ）为因变量、固液比（ｘ１）、超声时间（ｘ２）和乙醇
５４　 第 ４期 沈慧慧等：Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计优化甘草浸膏中甘草苷的超声提取
体积分数 （ ｘ３ ）为自变量，建立回归方程为： Ｙ ＝
０􀆰 ８２－ ０􀆰 ０２９ｘ１ － ０􀆰 ０２３ｘ２ ＋ ０􀆰 ０１８ｘ３ ＋ ０􀆰 ０４７ｘ１ｘ２ －
０􀆰 ０１１ｘ１ｘ３－０􀆰 ０４５ｘ２ｘ３－０􀆰 ０３６ｘ２１－０􀆰 ０９４ｘ２２－０􀆰 ０２９ｘ２３
对回归模型的方差进行分析，结果见表 ２。
表 ２　 回归模型的方差分析
Ｔａｂｌｅ ２　 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｖａｒｉａｎｃｅ ｆｏｒ ｑｕａｄｒｉｃ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ
变异来源 平方和 自由度 均方 Ｆ值 Ｐ值Ｐｒ＞Ｆ
模型 ０􀆰 ０８０ ９ ８􀆰 ８８７×１０－３ １９１􀆰 ３０ ＜０􀆰 ０００ １∗∗
ｘ１ ６􀆰 ４９８×１０－３ １ ６􀆰 ４９８×１０－３ １３９􀆰 ８７ ＜０􀆰 ０００ １∗∗
ｘ２ ４􀆰 ０５０×１０－３ １ ４􀆰 ０５０×１０－３ ８７􀆰 １８ ＜０􀆰 ０００ １∗∗
ｘ３ ２􀆰 ７３８×１０－３ １ ２􀆰 ７３８×１０－３ ５８􀆰 ９４ ０􀆰 ０００ １∗∗
ｘ１ｘ２ ８􀆰 ８３６×１０－４ １ ８􀆰 ８３６×１０－４ １９０􀆰 ２０ ＜０􀆰 ０００ １∗∗
ｘ１ｘ３ ４􀆰 ４１０×１０－４ １ ４􀆰 ４１０×１０－４ ９􀆰 ４９ ０􀆰 ０１７ ８∗
ｘ２ｘ３ ８􀆰 １００×１０－３ １ ８􀆰 １００×１０－３ １７４􀆰 ３５ ＜０􀆰 ０００ １∗∗
ｘ２１ ５􀆰 ３２１×１０－３ １ ５􀆰 ３２１×１０－３ １１４􀆰 ５４ ＜０􀆰 ０００ １∗∗
ｘ２２ ０􀆰 ０３７ １ ０􀆰 ０３７ ７９３􀆰 １８ ＜０􀆰 ０００ １∗∗
ｘ２３ ３􀆰 ５５３×１０－３ １ ３􀆰 ５５３×１０－３ ７６􀆰 ４８ ＜０􀆰 ０００ １∗∗
残差 ３􀆰 ２５２×１０－４ ７ ４􀆰 ６４６×１０－５
失拟项 １􀆰 ７８０×１０－４ ３ ５􀆰 ９３３×１０－５ １􀆰 ６１ ０􀆰 ３２０ １
纯误差 １􀆰 ４７２×１０－４ ４ ３􀆰 ６８０×１０－５
总和 ０􀆰 ０８０ １６
模型确定系数 Ｒ２ ０􀆰 ９９６ ０ ＣＶ％变异系数 ０􀆰 ９１
模型调整确定系数 Ｒ２ａｄｊ ０􀆰 ９９０ ７ Ｓｔｄ􀆰 Ｄｅｖ６􀆰 ８１６×１０－３
　 注：∗∗表示极显著水平（ｐ＜０􀆰 ０１）；∗表示显著水平（０􀆰 ０１＜ｐ＜０􀆰 ０５）。
　 　 由表 ２可知：Ｐ＜０􀆰 ０００ １，方程达到极显著水平，
说明该方程能够正确反映甘草苷含量与固液比、超
声时间和乙醇体积分数之间的关系。 失拟项检验
Ｐ＝ ０􀆰 ３２０ １＞ ０􀆰 ０５，没有显著性差异，说明该回归方
程与试验的拟合度较高，可以充分地反映实际情
况。 响应值的变异系数 ＣＶ 值为 ０􀆰 ９１％（较低），说
明试验操作是可信的。 模型 Ｒａｄｊ ２ ＝ ０􀆰 ９９６ ０，表明该
模型的自变量与其响应值之间的线性关系显著，与
实际的试验拟合度比较高，所以可以用于超声波法
提取甘草浸膏中甘草苷试验的理论预测［２０］。
从回归方程模型因变量的方差分析可知，模型
一次项 ｘ１、ｘ２、ｘ３差异极显著；交互项 ｘ１ ｘ２、ｘ２ ｘ３两两
差异极显著，ｘ１ｘ３差异显著，二次项 ｘ２１、ｘ２２、ｘ２３差异极
显著。 由此可知，各因素对甘草苷含量的影响不是
呈简单的线性关系，它们之间是有交互作用的。 各
变量一次项 Ｆ值越大，说明对甘草苷提取的影响越
显著，各因素对提取率的影响程度为固液比＞超声
时间＞乙醇体积分数。
２􀆰 ３􀆰 ４　 响应面分析及条件优化
通过 Ｄｅｓｉｇｎ⁃Ｅｘｐｅｒｔ Ｖ８􀆰 ０􀆰 ６ 对回归结果做响应
面和等高线，各因素交互作用的影响结果见图 ４。
通过这组动态图即可对任何两因素之间的交互影
响进行分析和评价，并从中确定最佳的因素水平。
响应面是响应值对各试验因素所构成的三维空间
曲面图，因素对试验结果影响越大，表现为曲面越
陡峭。 等高线的形状则可以反映两两因素之间交
互作用的显著程度，圆形表示两因素交互作用不显
著，而椭圆形则与之相反［２１］。 各因素与甘草浸膏中
提取甘草苷的交互关系均可从图 ４中清晰地看出有
着显著的作用。 根据 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 设计所得的结果
和二次多项回归方程，利用 Ｄｅｓｉｇｎ⁃Ｅｘｐｅｒｔ Ｖ８􀆰 ０􀆰 ６软
件获得了甘草苷最高时的最佳超声提取工艺条件
为：固液比 ２􀆰 ５ ｇ ／ Ｌ、超声时间 ２４ ｍｉｎ、乙醇体积分数
５９％，此时甘草苷的理论含量为 ０􀆰 ８５０％。
２􀆰 ３􀆰 ５　 回归方程的验证试验
为了验证回归模型所得结果的可靠性，判定预
测结果与实际值的符合程度，采用最佳工艺参数进
行试验验证，在固液比 ２􀆰 ５ ｇ ／ Ｌ、超声时间 ２４ ｍｉｎ、乙
醇体积分数 ５９％的条件下重复 ３ 次试验，得到甘草
苷平均含量为 ０􀆰 ８３２％，与理论预测值基本一致。
６４ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １４卷　
图 ４　 各因素对甘草苷提取影响的响应面图
Ｆｉｇ􀆰 ４　 Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｓ
ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｃｏｒｉｃｅ
３　 结论
在单因素试验的基础上通过 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 设计
的优化，建立了可良好预测甘草浸膏中甘草苷含量
的模型，并获得最佳提取工艺：固液比 ２􀆰 ５ ｇ ／ Ｌ、超声
时间 ２４ ｍｉｎ、乙醇体积分数 ５９％，提取一次即可得
到甘草苷含量为 ０􀆰 ８３２％，与预期值拟合度好。 模
型经试验验证后结果稳定，表明 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 设计
更好地反映了各因素对甘草苷含量的影响以及因
素间的相互作用强度，是一种较好的优化工艺方法。
本研究采用 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 设计首次对甘草浸膏
中甘草苷的超声提取工艺进行了优化，为其进一步
在食品和医药领域产业化开发提供了科学、合理的
理论和实验依据。
参考文献：
［ １ ］ 　 陈红．甘草药理作用概述［Ｊ］ ．海峡药学，２００５，１７（４）：３７⁃４１．
［ ２ ］ 　 国家药典委员会．中华人民共和国药典：一部［Ｍ］．北京：中国
医药科技出版社，２０１０：３７６⁃３７７．
［ ３ ］ 　 陈云华，赵晓霞，王文全，等．高效液相色谱法同时测定甘草
中甘草酸、甘草苷、异甘草素的含量［ Ｊ］ ．中国中医药信息杂
志，２００９，１６（８）：５２⁃５４．
［ ４ ］ 　 冯月，吴文夫，魏建华，等．甘草酸及甘草苷的提取纯化方法
和药理作用研究进展［Ｊ］ ．人参研究，２０１２（３）：４６⁃５０．
［ ５ ］ 　 苏国林，刘刚，刘育辰，等．甘草苷的提取纯化方法和药理作
用研究进展［Ｊ］ ．中国现代中药，２０１１，１３（１０）：４８⁃５１．
［ ６ ］ 　 陶晡，刘晓清，屈振刚．甘草化学成分研究进展［ Ｊ］ ．河北农业
科学，２００９，１３（３）：７７⁃７９．
［ ７ ］ 　 田宝成，贾昌平，杨军涛，等．Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 效应面法优化红旱
莲总黄酮提取工艺的研究［Ｊ］ ．中成药，２０１０，３２（３）：３８９⁃３９２．
［ ８ ］ 　 陈洁，戴衍朋，孙立立，等．Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计 效应面法优选甘
草切制工艺［Ｊ］ ．中草药，２０１３，４４（１２）：１５７９⁃１５８３．
［ ９ ］ 　 国蓉，李剑君，国亮，等．采用响应曲面法优化甘草饮片中甘
草酸的超声提取工艺［Ｊ］ ．西北农林科技大学学报（自然科学
版），２００６，３４（９）：１８７⁃１９２．
［１０］ 　 李春英，李晓娟，杨磊，等．响应面分析法优化甘草酸和甘草
黄酮联合提取工艺［ Ｊ］ ．黑龙江大学自然科学学报，２００９，２６
（３）：３９０⁃３９５．
［１１］ 　 张琳，樊金玲，朱文学，等．响应面法优化超声波辅助提取甘
草多糖工艺［Ｊ］ ．食品科学，２０１０，３１（１６）：６７⁃７１．
［１２］ 　 李杰，罗建成，薛刚，等．响应面分析法优化甘草多糖提取条
件［Ｊ］ ．南阳理工学院学报，２０１４，６（６）：１０６⁃１０９．
［１３］ 　 樊金玲，张琳，朱文学，等．响应面法优化提取光甘草定工艺
的研究［Ｊ］ ．中国食品学报，２０１２，１２（４）：７２⁃７６．
［１４］ 　 徐岩，张清溪，袁其朋，等．响应面法优化超声提取光果甘草
中光甘草定的工艺研究 ［ Ｊ］ ．食品科技， ２００９， ３４ （ １２ ）：
２３５⁃２３９．
［１５］ 　 郭艳茹，林洁．乙醇浸提甘草中总黄酮的工艺研究［Ｊ］ ．北方园
艺，２０１３（２４）：１５８⁃１６１．
［１６］ 　 逮家辉，姜鑫，李昊龙，等．应用响应面法优化超声波法提取
甘草中总黄酮的工艺［ Ｊ］ ．吉林大学学报（工学版），２００８，３８
（增刊）：２９３⁃２９８．
［１７］ 　 鲁守平，孙群，王建华，等．甘草中有效成分甘草酸的提取和
测定方法研究概况［Ｊ］ ．中国中药杂志，２００６，３１（５）：３５７⁃３６０．
［１８］ 　 章为，李文莉，丁野，等．参苓健体散质量标准研究［Ｊ］ ．中国实
验方剂学杂志，２０１２，１８（２）：８３⁃８５．
［１９］ 　 杨永涛，涂国权．响应面法优化弗氏链霉菌 Ｓ⁃２２１变种发酵培
养基［Ｊ］ ．生物加工过程，２００５，３（２）：３６⁃４０．
［２０］ 　 赖颖，赵锦慧，陈茹．响应面法优化超声波法提取红枣多糖工
艺［Ｊ］ ．生物加工过程，２０１５，１３（５）：４２⁃４６．
［２１］ 　 蒋冬花，孙蕾，陈璨，等．高产色素红曲霉菌株的筛选、鉴定和固
体发酵条件优化［Ｊ］．浙江农业学报，２０１５，２７（９）：１６３９⁃１６４５．
（责任编辑　 荀志金）
７４　 第 ４期 沈慧慧等：Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ设计优化甘草浸膏中甘草苷的超声提取