【正文】 此致 敬禮！ 致謝人： *** 日期： *年 *月 *日 。 要特別感謝 在這四年來 一直關(guān)心、支持我 的 家人和 朋友 ，是你們給我了巨大的精神支持。在此，我向 *老師致以真摯的敬意和由衷的感謝！ 在試驗設(shè)計和論文撰寫過程中，得到了周圍同學(xué)的熱情指點和幫助，至此論文完成之際， 允許我， 對他們表示最誠摯的謝意！ 感謝 榆林學(xué)院為我提供學(xué)習(xí)和試驗的平臺。 在單因素試驗基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)曲面設(shè)計，以酶濃度，酶解溫度，酶解時間為自變量，水不溶性膳食纖維提取率為響應(yīng)值，用 軟件進行試驗 ，綜合分析確定豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取最佳工藝條件為：酶濃度 為4%，酶解 溫度為 60oC，酶解 時間為 5h，提取率 達到 %。用此最優(yōu)提取條件進行驗證，得到豆腐渣中水不溶性膳食纖維的提取率是 %，與理論值較為接近，說明數(shù)學(xué)模型對優(yōu)化豆腐渣中水不溶性膳食纖維的提取工藝可行。 水不溶性膳食纖維提取率的響應(yīng)曲面優(yōu)化結(jié)果 本試驗的最終目的是水不溶性膳食纖維提取率越大越好，通過軟件自動分析得到的試驗方案為酶濃度 %，酶解溫度 ，酶解時間 ,水不溶性膳食纖維提取率為 %。 圖 3 3 33 就是 利用 系統(tǒng)得到的響應(yīng)曲面圖和等高線圖，從上述三圖中 可直觀地看出每個響應(yīng)曲面都為凸面，表示該模型在試驗范圍內(nèi)存在穩(wěn)定點。 圖 31 酶濃度與酶解溫度的響應(yīng)曲面圖和等高線圖 響應(yīng)曲面法優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝的研究 18 圖 32 酶濃度與酶解時間的響應(yīng)曲面圖和等高線圖 榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 19 圖 33 酶解溫度與酶解時間的響應(yīng)曲面圖和等高線圖 等 高線的形狀可以反映出交互效應(yīng)的強弱大小，橢圓表示兩因素交互作用顯著，而圓形則與之相反。由 F 值大小比較可知，影響豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取率的主要因素主次順序依次為：酶解時間 酶解溫度 酶解濃度。預(yù)測的 R2為 ，校正的 R2為 ，證明數(shù)學(xué)擬合模型與試驗實際值擬合較好，可 以充分體現(xiàn)各變量之間的關(guān)系。由表 32 方差分析可以看出 : F=( 4)=，P=,表示該 模型方程 顯著 ,不同處 理間的差 異顯著 。 圖 34 酶解時間的影響 榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 15 陜北豆腐渣中 水不溶性膳食纖維提取 工藝優(yōu)化 水不溶性膳食纖維提取率響應(yīng)曲面分析 利用 Design Expert . 分析系統(tǒng)的試驗設(shè)計程序?qū)Ρ?31 數(shù)據(jù)進行二次多元回歸擬合，獲得了水不溶性膳食纖維提取率的預(yù)測值對編碼自變量酶濃度、酶解溫度和酶解時間的二次多項回歸方程，而回歸方程系數(shù)顯著性檢驗見表 32 表 31 響應(yīng)曲面設(shè)計 Factor 1 Factor 2 Factor 3 Response Std Run A:酶濃度 B:溫度 C:時間 提取率 % ℃ h % 2 1 7 2 3 3 4 4 1 5 6 6 16 7 5 8 14 9 9 10 12 11 8 12 15 13 11 14 13 15 17 16 10 17 利用 Design Expert . 軟件對表 31 試驗數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合，得水不溶性膳食纖維提取率對酶濃度（ X1）、酶解溫度（ X2）、酶解時間（ X3）的二次多項回歸模型方程： 響應(yīng)曲面法優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝的研究 16 = + + + + ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ??提 取 率 酶 濃 度 酶 解 溫 度 酶 解 時 間 酶 濃 度 酶 解 溫 度 酶 濃 度 酶 解 時 間 酶 解 溫 度酶 解 時 間 酶 濃 度 酶 濃 度 酶 解 溫 度 酶 解 溫 度 酶 解 時 間 酶 解 時 間 表 32 回歸方程系數(shù)顯著性檢驗 平方和 自由度 均方 F值 P值 模型 9 A 1 B 1 C 1 AB 1 AC 1 BC 1 A2 1 B2 1 C2 1 殘差 7 失擬項 3 純誤差 4 總和 16 注： P 表示該指標(biāo)極顯著； P 表示該指標(biāo)顯著； P 表示該指標(biāo)不顯著。 酶解時間對提取 豆腐渣中水不溶性膳食纖維的影響 酶解反應(yīng)需要一定的時間以達到酶與底物間的充分反應(yīng)，但時間太長不利于生產(chǎn)，因此應(yīng)確定合適的酶解反應(yīng)時間。由圖 33 可知，水不溶性膳食纖維的純度先隨溫度的升高而升高， 60oC 時純度達到最高，之后隨溫度的升高而逐漸降低；水不溶性膳食纖維的提取率的變化趨勢則與純度的變化趨勢相反。 榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 13 圖 32 木瓜蛋白酶濃度的影響 酶解溫度對提取豆腐渣中水不溶性膳食纖維的影響 圖 33 酶解溫度的影響 響應(yīng)曲面法優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝的研究 14 一般來說，酶的反應(yīng)速度隨溫度的升高而加快。這表明木瓜蛋白酶和底物之間有一個適宜的比例。 酶濃度對提取豆腐渣中水不溶性膳食纖維的影響 由圖 32 可知，當(dāng)木瓜蛋白酶濃度小于 4%時，提取物中水不溶性膳食纖維純度隨著木瓜蛋白酶濃度的增加呈快速增加趨勢；提取率則相反。 21 100mm???水 不 溶 性 膳 食 纖 維 的 純 度 /% 公式 （ 24） 式中： m2 為濾器加玻璃棉及試樣中纖維的質(zhì)量 /g； m1 為濾器加玻璃棉的質(zhì)量/g； m為樣品的質(zhì)量 /g 。 榆林學(xué)院本科畢業(yè) 論文 11 膳食纖維的測定方法 按照 GB/— 20xx《食品中膳食纖維的測定》方法進行檢測。試驗因素水平見表 26。 按方程 xi = (Xi X0 )/ΔX 對自變量進行編碼 。 響應(yīng)曲面法優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝的研究 10 酶解時間對提取豆腐渣中水不溶性膳食纖維的影響 采用料液比 1： 25（ g/ml） ,在 70oC下分別加入濃度為 5%碳酸氫鈉處理 70min后，在豆腐渣溶液中分別加入濃度為 4%的木瓜蛋白酶，于 60oC浸提 2h、 3h、 4h、 5h、 6h,以水不溶性膳食纖維的提取率和純度為評價指標(biāo)，探討酶解時間對提取水不溶性膳食纖維的影響。 酶濃度對提取豆 腐渣中水不溶性膳食纖維的影響 采用料液比 1： 25（ g/ml） ,在 70oC下分別加入濃度為 5%碳酸氫鈉處理 70min后，在豆腐渣溶液中分別加入濃度為 1%、 2%、 4%、 6%、 8%的木瓜蛋白酶，于 60oC浸提 4h,以水不溶性膳食纖維的提取率和純度為評價指標(biāo)，探討木瓜蛋白酶濃度對提取水不溶性膳食纖維的影響。 稱量 干燥之后的物質(zhì)顏色加深變?yōu)樽厣?，冷卻后，用電子天平對物質(zhì)進行稱量，并記錄數(shù)據(jù)。 抽濾 取出之后，冷卻至室溫并進行抽濾，得到白灰色固體物質(zhì)，將濾餅上的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到表面皿中。 酶解 用 中設(shè)定的木瓜蛋白酶濃度，在 中設(shè)定的溫度下浸提 中設(shè)定的時間后取出。 堿處理 取濃度為 中設(shè)定的碳酸氫鈉 10mL 加入錐形瓶中，并攪拌均勻，放置恒溫水浴鍋中（ 70oC）水解 70min，然后，將它取出冷卻至室溫。 稱取樣品 用電子天平準(zhǔn)確稱取 干燥豆腐渣樣品，置于 250mL 錐形瓶中。鼓風(fēng)干燥箱溫度為 40oC，干燥時間 12小時，在此期間每 1 小時翻攪一次，以防豆腐渣褐變。 通過使用響應(yīng)曲面法來優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝，從而得到提取水不溶性膳食纖維的最佳生產(chǎn)工藝，為陜北豆腐渣變廢為寶提供一條新的途徑。 之所以使用響應(yīng)曲面法而不使用正交設(shè)計就是因為響應(yīng)曲面法不僅可以處理離散的水平值，還可以得到整個區(qū)域上因素的最佳組合 。 響應(yīng)曲面法 (Response surface methodology， RSM)是一種優(yōu)化生物過程的統(tǒng)計學(xué)試驗設(shè)計 。通過計算機運算 , 可以達到建立模型的目的。響應(yīng)曲面回歸模型的出響應(yīng)曲面法優(yōu)化陜北豆腐渣中水不溶性膳食纖維提取工藝的研究 6 現(xiàn)就是集統(tǒng)計、數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)緊密聯(lián)系的結(jié)果。因此，對陜北豆腐渣資源進行合理 開發(fā)利用具有重大意義，它不僅在改善和調(diào)整飲食營養(yǎng)及膳食結(jié)構(gòu)方面具有深遠(yuǎn)的意義，同時還可以發(fā)展當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)，促進人們就業(yè)，促進經(jīng)濟的健康發(fā)展，解決豆腐渣視為廢棄物處理時的環(huán)保問題，使豆腐渣真正的變廢為寶。后來，隨著人們的生活水平提高，人們的飲食也發(fā)生了 變化，致使膳食纖維的攝入量不足。在陜北的農(nóng)村，豆腐渣一般都會給動物食用，剩下的當(dāng)作垃圾扔掉。中國是生產(chǎn)豆腐的發(fā)源地，在我國生產(chǎn)豆腐具有悠久的歷史 ,每年我國豆腐渣產(chǎn)量大約 20xx 萬噸 [11]。因此，要合理開發(fā)利用這個新興工程，不僅有必要，而且對于我國來說越來越重要。目前，提取膳食纖維的方法朝著工藝簡單，提取率及提取純度高，環(huán)境污染小，投資少等方向發(fā)展。隨著科技的快速發(fā)展，膳食纖維的提取方法也不斷進步。由于人們的飲食中缺乏膳食纖維，因此，膳食纖維已被作為食品配料應(yīng)用于食品加工中。然而新鮮豆腐渣含水量極高，如果不及時處理，尤其在夏季，很容易發(fā)酵腐爛，變成不能加以利用的廢棄物，因此對豆腐渣的研發(fā)刻不容緩。 豆腐渣膳食纖維的研究現(xiàn)狀 近年來，除了從 谷物類和果蔬類 中提取分離 膳食纖維的研究較多 外， 以豆類為 原料提取膳食纖維的研究也成為熱點之一。豆腐渣中含有豐富的食物纖維，起降糖和減肥等作用，因此，豆腐渣被看作為一種