食物中的維生素D主要是在紫外線(xiàn)照射后獲得，因此被稱(chēng)為“陽(yáng)光維生素”，在人體代謝過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。多項(xiàng)研究表明，食用菌經(jīng)過(guò)紫外線(xiàn)照射后，其中維生素D2的含量會(huì)出現(xiàn)不同程度的升高，但是轉(zhuǎn)化率會(huì)受影響，因此需對(duì)轉(zhuǎn)化條件進(jìn)行優(yōu)化，最大限度地提高食用菌中維生素D2的含量。曲面響應(yīng)是一種常用的統(tǒng)計(jì)方法，可以在受多因素影響的問(wèn)題中，利用模型獲得最佳解決方案。目前，尚無(wú)利用曲面響應(yīng)法優(yōu)化金針菇紫外轉(zhuǎn)化條件的報(bào)道，故本文以金針菇為材料，優(yōu)化紫外轉(zhuǎn)化條件，以期為金針菇中維生素D的開(kāi)發(fā)和利用提供理論依據(jù)。

1.材料與設(shè)備

1.1材料與試劑

食用菌（購(gòu)自南昌農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)）；維生素D2標(biāo)準(zhǔn)品（COOLBJC，純度99%，10mg）；甲醇（SIGMA，色譜純）；乙腈（SIGMA，色譜純）；無(wú)水乙醇（SIGMA，分析純）。

1.2儀器與設(shè)備

高效液相色譜儀（Agilent1260）；高效液相柱（ZORBAX300SB-C18）；精密電子天平；凍干機(jī)（霍爾德HD-LG10A）；超聲機(jī)（尚儀SN-QX-08E）；紫外燈（星創(chuàng)紫光）。

2.實(shí)驗(yàn)與方法

2.1色譜條件

色譜柱：ZORBAX300SB-C18（4.6×100mm，3.5μm）；流動(dòng)相：甲醇：水（95：5）；流速：1mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)：282nm；柱溫：30℃；進(jìn)樣量：10μL。

2.2樣品處理

精確稱(chēng)取1.0g金針菇子實(shí)體粉末，加入10mL無(wú)水乙醇，60℃超聲提取15min，靜置沉淀，移取上清。之后向殘?jiān)欣^續(xù)加入10mL無(wú)水乙醇，60℃超聲15min，合并上清，離心10min，無(wú)水乙醇定容至10mL即得。

2.3單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.3.1時(shí)間。準(zhǔn)確稱(chēng)取100g金針菇子實(shí)體3份，在30℃、紫外線(xiàn)UVB波段下，分別照射15、20、30、60、90、120min，立即冷凍干燥，按照提取方法提取后進(jìn)行色譜分析，每個(gè)重復(fù)3次。

2.3.2溫度。準(zhǔn)確稱(chēng)取100g金針菇子實(shí)體3份，分別置于10、20、30、40、50、60℃環(huán)境下，給予紫外線(xiàn)UVB波段處理60min，立即冷凍干燥，按照提取方法提取后進(jìn)行色譜分析，每個(gè)重復(fù)3次。

2.3.3波長(zhǎng)。準(zhǔn)確稱(chēng)取100g金針菇子實(shí)體3份，在30℃環(huán)境下分別給予UVA、UVB、UVC波段紫外線(xiàn)處理60min，立即冷凍干燥，按照提取方法提取后進(jìn)行色譜分析，每個(gè)重復(fù)3次。

2.4Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇對(duì)維生素D2含量影響較大的三個(gè)因素，利用Design-Expert13軟件設(shè)計(jì)三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，如表1所示。

3.結(jié)果與分析

3.1維生素D2標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制

以峰面積為縱坐標(biāo)、維生素D2濃度為橫坐標(biāo)，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)及回歸方程為：Y=31125x-4314.9，R2=0.9994，線(xiàn)性范圍為1.0-40μg/mL，維生素D2濃度與峰面積之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系。

3.2單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

3.2.1時(shí)間。不同照射時(shí)間下，維生素D2的含量會(huì)隨時(shí)間增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在15、20、30、60、90、120min的維生素D2含量分別為28.18、35.79、49.46、52.71、47.32、46.27μg/g，在60min時(shí)含量最高，故最適時(shí)間選擇為60min。

3.2.2溫度。在不同溫度影響下，維生素D2的含量隨溫度升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。在10、20、30、40、50、60℃溫度下維生素D2的含量分別為13.11、18.21、23.28、18.6、16.45、14.89μg/g，在30℃時(shí)含量最高，故最適溫度選擇為30℃。

3.2.3波長(zhǎng)。不同紫外波長(zhǎng)對(duì)維生素D2含量的影響十分明顯，在UVA、UVB、UVC的含量分別為0.65、18.6、392μg/g，在UVC波段含量增長(zhǎng)最明顯，故最適波段選擇為UVC。

3.3曲面響應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果分析

3.3.1響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案及結(jié)果。基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，以時(shí)間（A）、溫度（B）、波長(zhǎng)（C）為自變量，維生素D2含量（Y）為響應(yīng)值，對(duì)金針菇中維生素D2進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化，結(jié)果如表2所示。

3.3.2回歸方程擬合及方差分析。采用Design-Exper13軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，回歸分析結(jié)果如表3所示。對(duì)各因素回歸擬合后，得到回歸方程為：Y=418.2-7.47A-5.94B+22.87C+11.33AB+2.16AC-1.03BC-46.47A2-45.48B2-347.34C2

回歸模型的R2=0.9983，R2adj=0.9961。由方差分析可知，回歸方程模型顯著（P＜0.01），說(shuō)明模型與實(shí)際擬合良好，方法可靠；失擬合不顯著（P＞0.05），說(shuō)明所得方程與實(shí)際擬合中非正常誤差占比小，可用該回歸方程進(jìn)行分析。

3.3.3響應(yīng)面圖分析。因素交互作用響應(yīng)面和等高線(xiàn)如圖1所示，通過(guò)該組圖對(duì)任意兩因素的交互影響進(jìn)行分析，從中確定最佳因素范圍。

通過(guò)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，分析得到維生素D2最佳工藝參數(shù)為：時(shí)間90min、溫度30.5℃、波長(zhǎng)257.7nm，在此條件下維生素D2的理論含量為364.87μg/g。為驗(yàn)證模型所得最佳工藝參數(shù)的可行性，采用上述參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，考慮到實(shí)際操作，調(diào)整參數(shù)為：時(shí)間90min、溫度31℃、波長(zhǎng)254nm，通過(guò)3組平行實(shí)驗(yàn)得到維生素D2的含量為361.32μg/g，與模型預(yù)測(cè)值接近，證明響應(yīng)面試驗(yàn)所得工藝條件可行。

綜上所述，本研究在單因素的基礎(chǔ)上，以維生素D2含量為指標(biāo)，通過(guò)響應(yīng)面法對(duì)金針菇紫外轉(zhuǎn)化的工藝進(jìn)行優(yōu)化，最終得到的參數(shù)為：時(shí)間90min、溫度31℃、波長(zhǎng)254nm，為富含維生素D2的金針菇產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和利用提供了一定的參考。

課題項(xiàng)目：2020年度江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目“五種常見(jiàn)食用菌中麥角甾醇生成維生素D的條件研究”（GJJ207606）。

作者簡(jiǎn)介：萬(wàn)安露（1991-），女，漢族，江西南昌人，講師，碩士研究生，研究方向?yàn)樗幬锓治觥?/p>