[发明专利]一种利用响应面法结合遗传算法和直接搜索算法优化的北沙参糖类化合物的提取方法

摘要

本发明属于化合物提取技术领域，具体涉及一种利用响应面法结合遗传算法和直接搜索算法优化的北沙参糖类化合物的提取方法。该方法通过以下步骤实现：（1）供试品溶液的制备；（2）标准曲线的制作；（3）实验设计与统计分析：①单因素试验②BBD‑响应面法优化分析；（4）遗传算法搜索分析；（5）直接搜索法搜索分析。本发明先采用BBD‑响应面优化法建立数学模型、获得目标函数后，使用遗传算法及直接搜索算法搜索各因素的精确最优值，将三种方法联合使用，以得到最佳优化结果，克服了现有的三种方法所存在的局限性。通过本发明优化的提取方法，能够实现对北沙参糖类化合物进行最大程度的提取，具有重要的研究意义。

主权项

1.一种利用响应面法结合遗传算法和直接搜索算法优化的北沙参糖类化合物的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）供试品溶液的制备：称取50‑200目北沙参粉末5g，以水料比10‑60mL/g热水回流提取1‑3次，提取时间为1‑6h，提取液滤、合并后，离心，吸取上清液定容至500mL容量瓶，从中精密量取4mL定容至250mL容量瓶。充分混匀后从中精密吸取1mL入干燥洁净的具塞试管中，平行3支试管，继续进行蒽酮‑硫酸反应，然后在590nm下测定供试品溶液的吸光度，每个样品测定两次，以吸光度的平均值计算提取率结果；（2）标准曲线的制作：称取105℃干燥至恒重的无水葡萄糖0.5g，用纯净水稀释并定容至100mL容量瓶，从中吸取1mL再用纯净水定容至50mL容量瓶，得到浓度为0.1mg/mL的葡萄糖标准溶液；分别吸取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL葡萄糖标准溶液，每组平行3支试管，每支试管分别补加纯净水至液体总体积为1.2mL，同时取1.2mL纯净水作空白对照，分别加入4mL蒽酮试剂，迅速浸入冰水浴中冷却，充分振摇后，各试管同时浸入沸水浴中，管口加盖开始反应，反应10分钟，振摇均匀、冷却、室温放置10分钟后，获得标准样品，并在590nm检测波长下，测定各标准样品的吸光度;每个样品测定两次，以吸光度的平均值为纵坐标，以葡萄糖的浓度C（mg/mL）为横坐标，得葡萄糖的标准曲线方程；（3）实验设计与统计分析：①单因素试验：以药材粒度、提取时间、水料比及提取次数为参数进行单因素试验，利用蒽酮‑硫酸法测定北沙参提取物中的糖类化合物含量，计算北沙参糖类化合物提取率（%），计算公式为：提取率（%）=糖类化合物的质量浓度*溶液的体积*稀释倍数/北沙参药材的质量*100；②BBD‑响应面法优化分析：在单因素试验的基础上，使用软件Design‑Expert 8.0.5b，以北沙参糖类化合物的提取率为响应值（Y），选取提取过程中效果影响显著的药材粒度（A）、提取时间（B）和水料比（C）三因素为自变量，建立多元二次回归方程：Y=‑69.04440+0.88849A+14.07365B+0.49493C‑0.040163AB‑0.0000804375AC+0.055938BC‑0.00232195A2‑1.47066B2‑0.00669713C2（R2=0.8915，P=0.0115）；进行软件分析，得响应曲面图和等高线图；（4）遗传算法搜索分析：以BBD二项式拟合方程为目标函数，使用软件Matlab 2014b，采用遗传算法搜索北沙参糖类化合物的最佳提取条件，搜索过程使用遗传算法工具GUI，设置参数，随机搜索10次，验证分析；（5）直接搜索法搜索分析：以二项式拟合方程为目标函数，使用软件Matlab 2014b，采用直接搜索算法搜索北沙参糖类化合物的最佳提取条件，搜索过程使用模式搜索工具GUI，设置参数，随机搜索10次，验证分析。