響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)案例分析

1、學(xué)校學(xué) 年2010-2011 第一學(xué)期課程名稱(chēng)食品實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)年級(jí)考試方式案例分析論文學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)成 績(jī)食品科學(xué)研究中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的案例分析一響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波輔助酶法制備燕麥ACE抑制肽的工藝研究摘要：選擇對(duì)ACE抑制率有顯著影響的四個(gè)因素：超聲波處理時(shí)間(XI)、超聲波功率(X2)、超聲波水浴溫度(X3)和酶解時(shí)間(X4),進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn)，經(jīng) 過(guò)Design-Expert優(yōu)化得到最優(yōu)條件為超聲波處理時(shí)間 28.42min、超聲波功率190.04W、 超聲波水浴溫度55.05C、酶解時(shí)間2.24h,在此條件下燕麥ACE抑制肽的抑制率87.36%。 與參考文獻(xiàn)SAS軟件處理

2、的結(jié)果中比較差異很小。關(guān)鍵字：Design-Expert響應(yīng)面分析1 .比較分析表一響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平-101超聲波處理時(shí)間X(min)203040超聲波功率X(W)132176220超聲波水浴溫度X3(C)505560酶解時(shí)間X,(h)1232 . Design-Expert響應(yīng)面分析分析試驗(yàn)設(shè)計(jì)包括：方差分析、擬合二次回歸方程、殘差圖等數(shù)據(jù)點(diǎn)分布圖、二次 項(xiàng)的等高線和響應(yīng)面圖。優(yōu)化四個(gè)因素(超聲波處理時(shí)間、超聲波功率、超聲波水浴溫 度、酶解時(shí)間)使響應(yīng)值最大，最終得到最大響應(yīng)值和相應(yīng)四個(gè)因素的值。利用Design-Expert軟件可以與文獻(xiàn)SAS件比較，結(jié)果可以得到最優(yōu)，通過(guò)上述 步驟

3、分析可以判斷分析結(jié)果的可靠性。2.1 數(shù)據(jù)的輸入2.2 Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果£i hJtiii- taBr«nl I、艮1 卜星 BA法 y0. TT. L ik由國(guó)t-l 興、tnJrap- ivdi- IHtl 二 Q rlEJ *17？-J r«1K： !Di，產(chǎn)廂£ 凝:*C» I2 F*m<ipjm tSiMpje IF'Stit 幄 aw |_ ZirKi'i -Fra1aon13UD55jDzo>tH131-刃拿收力0彳睥N0律坤飛第MAk l«Bh3ZEDCiza mS

4、E£D加BHB1 LJ_ m11MjBOiC iH0 QrwtM!31 t事DOWC231 DO“鼻5竦例一14»*保 W 制i4多biu»,皿輪W3u»如我1B»IKIl沖的EOjCD3d>nKt步卡iflUk腳10*簫C40 XirnmSEBi atB3SH加足善m良13修aI9»邛國(guó)w、W¥MRgnmTOO?zooJM-jrnJBWRBWBDjCDam»HICK泮6郭煩MrtITHHEDDSUB2ntns盟14而nhJB強(qiáng)m加B4 9Qn毒加m»*0i蜀4 DOEHS?Q9«i aR

5、EKEwo?11gE03黃0面皿曲tAa但*l M腳»W，用BWwa»xFTTiNED*EE3D»«-科皿5m蛉m如gX*3%>0vr»五建DOT7ijN>拓CD，«?!»圖22 / 182.3 選擇模型2.4方差分析tie frUk 蛤口Jrap- Ml- |Ht占17 q-J片彼切里哈產(chǎn)廂E：N:二 M 、Ml *M*岳 w 77.111III-L 3rK#,i1 L 二1- Aaakf Lf- E加5F*L 5 ihkiBKk-iM jh1 包1 * iTN 1 "”) h li，1 81 <

6、;A 4|一 I1#* 0M*r*Q BkHu曄*8V4H=刈”第卻1卯11? Jl茹菊«DWl工餐厘 吐寺的附2)JJPF12a1J«rd.EOJJ7成&>»1HI+t步哼Ift%<*<* 6:用r-界t-W131-MluIIWWi藻蛇?第iM1bB6WM咕fj*m-wSf ifcsfiw*# sww2 *f<>日|畀 5*F49jj-me-4Widieprpfamvmr gkhM,上中幽/402-HVJW&tJ9KE4H14 AM至懵明?持M凱部間.，0torpfMiffAttlr£1*也！* pFn?爐

7、足rEMzwnTGHFFke1LAU!BIBM 4M亡節(jié)耳優(yōu)"rn ">qII IjB.hMwr'rwrwliH“RF*II l：W«|H|t(h<StaifM/eLvh1Wt»©<鄲r1金界s«J瞿格1110r /a eOH1B12CTOTN1 EX22 / 18在本例中，模型顯著性檢驗(yàn)p<0.05,表明該模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由圖4知其自變量一次項(xiàng) A,B, D,二次項(xiàng) AC,A2,B2,C2,D2顯著(p<0.05)。失擬項(xiàng)用來(lái)表示所用模型與實(shí)驗(yàn)擬合的程度，即二者 差異的程度。本例 P值為0.

8、0861>0.05,對(duì)模型是有利的，無(wú)失擬因素存在，因此可用該回歸方程代 替試驗(yàn)真實(shí)點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。交5 MIl hM|I mtm erDva 0Axi3iqmayLL2. gwf- *m加山”L& Cwr*#wL i'B "* -» 曲rr一談a.nlE-imwui2KDEJHH? vrx-m事噎r ：i£l VnaviamJ： 43imC*T-.£MrnI-J1hi?.nrnt.-由圖5可知：校正決定系數(shù)R2(adj)(0.9788>0.80)和變異系數(shù)(CV)為0.51% ,說(shuō)明該模型只有2.12%的變異，能由該模

9、型解釋。進(jìn)一步說(shuō)明模型擬合優(yōu)度較好，可用來(lái)對(duì)超聲波輔助酶法制備燕麥ACE抑制肽的工藝研究進(jìn)行初步分析和預(yù)測(cè)。2.5 多元二次響應(yīng)面回歸分析曲收壽4JIZT.| HI吟g.寓寓H搴Tg口4EMLW'V曳 B0.H'fcWTj Ah&i aiUJC-H>4,什-amXDEHM-5 HJMDH U叁加陰精?新？ H*”r erf0啦卜A站$w -Q事，匕0、C'i "i? iii'«!«n1 4 lw£i n| frI , ur*V*».若 H法 Q，JK. Ti if rv ,.rf T. I. iF

10、* tMBfl&rWFUprul*C| <*/。-hi。»*通過(guò)Design-Expert軟件進(jìn)行二次響應(yīng)面回歸分析，得到如下多元二次響應(yīng)面回歸模型:Y（%）= 146.18542 + 2.23483X1 + 0.095966X2 + 6.40533X3 + 14.56083X4 0.016775X12 +5.68182x10 -6X1X2- 0.023300X 1X3 + 0.00025X 1X4 2.49225x10-4X22 4.59229x10-7X2X3 0.000625X2X4 0.052150X32 -0.0005X3X4 - 3.21125X422.6

11、數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布圖4i <!.、* 1 F. E.，US*Wl在阻北，者 »法 Q， T t*F U hf !> >'.I T. I . E,! Uu«"SiMAy-|_. jrKt'iL二曲收i.MrfimLT 孫4*70«學(xué)口 ExpM ?Softart RICokr ponnts by waije at R'l!Residuals vs PredictedICO1國(guó)一p/' Ci VtouL-a*iiril dT y11 Ld.j1kli鬲國(guó)曾，ifMS+lap+i E ft L., I工0ftE-li

12、 tin Vn Du崎勤 114M OMir Tsili lk、1(*0. 3l*|fc| 171砌_J rem ta- Dvtqpr 卜 口 nw*r 卜k .3C4W1M< EMrffcvL «n m>m$ “”l MA AriihMiWij-；r Nnov«i "rLg 殖 MmnDffsMrHEsit?5今優(yōu)陽(yáng)卻t RICd首 points by value MExternally Studentized ResidualsRun F iLmt-e-占,更虹餐 hi u awF. Kwwi1從圖7-9可知道，數(shù)據(jù)的分布的線性明顯，沒(méi)有出現(xiàn)異常的

13、數(shù)據(jù)點(diǎn)。f * -2l h.friiL-«»riiil J mm! M.L1:11ri1i* k儒甫曾JVF MlA *KxLM li-A-f KJtLJtaTDajiicn lapAEt f s. I7 ti.其LJ rma. io-1 Gtfn卜 WM¥|-L .icowwE-flUMf <U«wm州卜 w；1 *2，實(shí)驗(yàn)實(shí)際值程預(yù)測(cè)值1H .2.卜卻一hwJt PH sdi!- " Nnov.卜.dmteriL *kjaa 曲N.i，E.i-d._ _» -EMH AU 4-11TIW.FQuahi «lu*Al

14、 Mi-.11工7a sn E口 EMamEK 113E29-M 1OB。湖1.GH，mr12M0J3&e14SW 1第K/ *1a。潮»«1bfl«rtiOaM J/償am*0.融1，*。曜；&5m Jm Jf V13-a msQF尊fP5MQJJE2!HSW ID jK>0gfl口 murn-FT1 JHa msNF膽耐* XIaaQW*Ifr中甲T唱iwkG3-SVrXq wiDWQ01 En m4<9tJ5m.ti-13a AUft.475由心Ci54;dJBfedB中烝防M)W。出UW), 5IJIflQg，¥HA4

15、-n0 A613a wiD-HB.49001W0t1«53蜘國(guó)n的am。聊，胸ODK如Tjr/悔”。潮40442舊。睜X0«J2BE->SZ山口a皿-1-44-IJ51S-1 HO TO3D力一餐-CM。雨JL4H。幅i did。的1罪w朝個(gè)*修dk.不ri的Q33T第MXgti也40a ju-fl JUt md.tili；HMRMm*如aw4-i.«u-*.91B演Efl.lWSBM>MtlMEe»a M3-IW*"1KT9 W4更的簿er ar*airi©公-411230OJDM,3n«TZ3war®

16、;1Ea e0*«00 3H m7標(biāo)00-MN5電m41M-Ant-ISH電4JBi”.圖10實(shí)驗(yàn)實(shí)際值與方程預(yù)測(cè)值2.7 等高線和三維響應(yīng)曲面圖分析做出響應(yīng)曲面，分析超聲波處理時(shí)間（A）、超聲波功率（B）、超聲波水浴溫度（C）和酶解時(shí)間（D）又tACE抑制率的影響情況，結(jié)果見(jiàn)圖1122。CM?lon-Eu»rt?&0'ftwirpRI* 值$/ Pointsxi -aX2B :超用該功幸iwiActual FutoriC:超鹿水港窿CC） 窈 如D怵桿E-M ld；以，E<3aVn 貨中>11“4 Omi fi Taall p4>R/g

17、*|fcllTligj87.238Q.M71D DUK . N 娜披什理時(shí)網(wǎng)gi4 B:超戶(hù)成功零（WActual FactmsC：超良渡水格由度 55 MD醉/at間加） ,工MRI CExgn pt師 9ibove pr-e-Uctd_I Rire< er is*滸“RE.T faBfel Mxilll-Lj GrQvaamI L二亡，力k . JWraLf工 ruMMwiI 三*, -«IpJQWMA M l,afl«41 h< Hk Aif MH RLiM M fr t lU. teTljip«it Th|.l藝-:M比媽錘mP «&

18、#187;* '«til卜 "i Mr卜 WR!Y|仁*-' E-Aritot- 01 AMi>MJT ftrl vdiA卜".tteWKH，£ UVKTIHL 旦 AIPr4WKfiT L+ a .冏 H>-n 匕 u.| > u圖11 A與B對(duì)ACE抑制率影響的等圖線Dwigrb ExpM PSofriwarem超卒波功患WIdi«r ao«xi nn人隹* *赴國(guó)此間，mn卜圖12 A及B對(duì)ACE抑制率影響的響應(yīng)面圖13 A與C對(duì)ACE抑制率影響的等高線圖14 A及C對(duì)ACE抑制率影響的響應(yīng)面a

19、 hitJiT b.“. Al1 T*LI工魚(yú)區(qū)E-3i Uh Vn 口舊 燈色1疆4 Omi in TsiLi |«U0 I*CU|卜.i5#mi¥|-L iCOWlM 七強(qiáng)a”M *MhMT ftl IrWRil： JdlA小。."NnwKH,g'diHLnH>f5lfln=iEweit?Sfl'1lw3r ?Ri Dfrslflri PointsXI = A：制由速豺號(hào)時(shí)I甲輸帕X2-D:院墻W向強(qiáng)Actual FkIotsE:相聲i4勸幫刈 176.00c雷由不冰拓通度n 55,00Fh lUf. ja-Mi n 蹙M3 ML+ 15

20、7! I三虧1.=4m.0圖15A與D對(duì)ACE抑制率影響的等高線圖16 A及D對(duì)ACE抑制率影響的響應(yīng)面VtucMfinl j am! Edri.1. 1$11aMf網(wǎng)、1 k向工* M*11 NILDajiif n kap.i:t Ts. Id. 3. |節(jié) m，E-3" Uh Vn DuH崎®Qmiin Tsali |«U口|工口 fe| JA?V-iI- I !5WW¥L2 E-i4hrifci-il AMfrMLI Prl山 E-GftdiYi卜工.NnwKHH WW>/ h«rr«riCM5Ifln-EjpertTSo

21、ftwirBRl L-sicji PoirtXI = B：箱時(shí)選珅率1相 xa-c：鞍聲被水消就度七ActUil FKtorsA-幅聲傳依琳時(shí)間rmini -30 00D fie W 3： if It) 一上其Q hit，ii-n圖17.l| MDriid e) M04.力 恒FATi到 勁 78 二 N 日 ui -.>''忌承心 wtlfi型J/ hiuawF.B與C對(duì)ACE抑制率影響的等高線IT Itl lAl川R« ”中虹1I K Rn hWMMFeaseXI >6:國(guó)虎鹿時(shí)建dwiX3 -。科聲速聿格國(guó)座t!)Actual Factors息愿聲篷

22、處遑颯的E時(shí)彝.M.口:通蕭叫間由1 Z.OO歸的DOC超聲沌水焰濕度(七儂00BB4S1»00175 ED1M DD B：建聲速功率(,)b 圮.與力uiraMnl- ew山 Marl L、日.、Lo(i 1 * ii»r* .晶餐4k.'.唐 T kA*li：L* li 務(wù)'F >ClL-Tlp+a L Ts. 1. ID-le trin 口|>II4M >bp- SMjft 口席。 * n| 4|7 Q& *igzE 中t H卻 eRi Destgn points above prffectedl vak>Br-：? +

23、!；! ij ： r-djmv? t minsa圖18 B及C對(duì)ACE抑制率影響的響應(yīng)面F： & * IFul nWinl 0&< Sl-k-i t Lh.| j "中、一1k ：;一"X iH R *JI海' M!. IbAUbji<n lap«Et f lE-3i 口is Vn 口舊處好ii4ui Omifi Tsali 岫LI n»l in i*0h4i|k* %WW¥ 卜匕 L< grffci. AMFrMI.j Rrl e4mtwIiA t-G=Wi |- £ Nam. * 看 Ul

24、liUKH L* gw*%臺(tái)餐Vi'rim jj-工岫.>B5lon=Eweit?Sfl'ftwar aFl Drslcn PointsXI = e,陽(yáng)域功率wiX2-D:嵯解w同弧卜Actual Fk1oti注.超聲波處理時(shí)間口Mm 30 00C笛由浸水浴注度i - 55.001.卜1 pm*B超音段功率M)圖19 B與D對(duì)ACE抑制率影響的等高線M ri里'圮L 4 ,uuwmu： . AM0 5«-4 L UFa j JUd R K ' i.H«ir E uJl*lk0.-帕岫if 中*=K.，*>L>bj lj-ie

25、 Xbb-l at t. I. LNR3 9H1iI -hifiHii. *il N圖20 B及D對(duì)ACE抑制率影響的響應(yīng)面圖21 C與D對(duì)ACE抑制率影響的等高線圖22 C及D對(duì)ACE抑制率影響的響應(yīng)面2.8優(yōu)化最佳因素圖23圖24工;"交1rI1，中 ijiiiJ. L溫鹿曾產(chǎn)M ，萩C. 1*T1)上” iup4 i ,E 九,L圖25圖26圖272.9最佳因數(shù)和最大響應(yīng)面值| 交聚十厘不。R 1 -W|曲、niijiT 內(nèi)溫.麗片” T II£國(guó)延r*i -nJrtlr X4叫*濁看女H年4 JqTTq由“|節(jié) m"riin-lftiX最佳工藝1電0 mnu 小 “：i ami?_J Mr ib T，grFE奇一口