基于层次分析-熵权法优化刺五加多组分超声提取工艺.pdf

林亚美，支红欣，孙霁骧，等.基于层次分析-熵权法优化刺五加多组分超声提取工艺 J.食品工业科技，2023，44（20）：239249.doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022120137LINYamei,ZHIHongxin,SUNJixiang,etal.OptimizationoftheUltrasonicExtractionProcessofAcanthopanaxsenticosusMultipleComponents Based on a Coupling Methodology of Analytic Hierarchy Process and Entropy Weight MethodJ.Science andTechnologyofFoodIndustry,2023,44(20):239249.(inChinesewithEnglishabstract).doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022120137 工艺技术 基于层次分析基于层次分析-熵权法优化刺五加多组分熵权法优化刺五加多组分超声提取工艺超声提取工艺林亚美1,2，支红欣1,2，孙霁骧1,2，陈博宇1,2，刘胜凯1,2，刘志国1,2,*（1.东北林业大学化学化工与资源利用学院，黑龙江哈尔滨150040；2.东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨150040）摘要：基于超高效液相色谱-质谱（ultra-highperformanceliquidchromatography-massspectrometry，UPLC-MS/MS）定量方法以及多指标综合评价方法，对刺五加多组分超声提取工艺进行优化。开发 UPLC-MS/MS 定量方法，同时测定刺五加多组分（绿原酸、紫丁香苷、刺五加苷 E、异嗪皮啶、咖啡酸、芝麻素）含量；再由层次分析法（analytichierarchyprocess，AHP）及熵权法（entropyweightmethod，EWM）组建多指标综合评价方法层次分析-熵权法（AHP-EWM）；最终由单因素结合基于 Box-Behnken 设计（Box-Behnkendesign，BBD）的响应面法（responsesurfacemethodology，RSM）优化刺五加多组分超声提取工艺。结果表明，RSM 优化所得刺五加多组分超声提取最佳工艺：超声功率 780W，超声时间 17.5min，乙醇体积分数 57%，料液比 1:40g:mL，原料粒径80 目。由此，刺五加根茎中绿原酸、紫丁香苷、刺五加苷 E、异嗪皮啶、芝麻素的含量分别为 2235.84112.17、517.9596.09、861.2475.30、66.6571.22、45.7450.77、99.3550.69g/g，且基于 AHP-EWM 所得的综合得分为 95.450.39，与预测理论值接近。刺五加定量分析方法与高效提取工艺的有效开发，为其资源利用以及药效基础研究奠定基础。关键词：刺五加，超高效液相色谱-质谱定量方法，层次分析法，熵权法，响应面法本文网刊:中图分类号：R284.2文献标识码：B文章编号：10020306（2023）20023911DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2022120137OptimizationoftheUltrasonicExtractionProcessofAcanthopanaxsenticosusMultipleComponentsBasedonaCouplingMethodologyofAnalyticHierarchyProcessandEntropyWeightMethodLINYamei1,2，ZHIHongxin1,2，SUNJixiang1,2，CHENBoyu1,2，LIUShengkai1,2，LIUZhiguo1,2,*（1.CollegeofChemistry,ChemicalEngineeringandResourceUtilization,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China；2.KeyLaboratoryofForestPlantEcology,MinistryofEducation,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China）Abstract：Themulti-componentultrasonicextractionprocessofAcanthopanax senticosuswasoptimizedviaultra-highperformance liquid chromatography-mass spectrometry(UPLC-MS/MS)quantitative method and the multi-index com-prehensive evaluation method.An UPLC-MS/MS method for the simultaneous quantitative determination of multiplecomponents(chlorogenicacid,syringin,eleutherosideE,isofraxidin,caffeicacidandsesamin)inrhizomeofAcanthopanaxsenticosuswasdeveloped.Then,theanalytichierarchyprocess(AHP)andentropyweightmethod(EWM)werecombinedtoestablishamulti-indexcomprehensiveevaluationmethod(AHP-EWMmethod）.Finally,themulti-componentultrasonic收稿日期：20221218基金项目：国家重点研发计划（2022YFD2200604）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2572020DR07）。作者简介：林亚美（1994），女，硕士研究生，研究方向：药物化学，E-mail：。*通信作者：刘志国（1975），男，博士，教授，研究方向：植物化学，E-mail：。第44卷第20期食品工业科技Vol.44No.202023年10月ScienceandTechnologyofFoodIndustryOct.2023extraction process of Acanthopanax senticosus was optimized by single factor combined with response surface met-hodology(RSM)based on Box-Behnken design(BBD).The results revealed that the optimal process of ultrasonicextractionofmultiplecomponentsofAcanthopanax senticosusobtainedbyRSMoptimizationwasasfollows:Ultrasonicpower780W,ultrasonictime17.5min,ethanolvolumefraction57%,solid-liquidratio1:40g:mL,rawmaterialparticlesize80mesh.Therefore,thecontentsofchlorogenicacid,syringin,eleutherosideE,isofraxidin,caffeicacidandsesamininrhizome of Acanthopanax senticosus were 2235.84112.17，517.9596.09，861.2475.30，66.6571.22，45.7450.77，99.3550.69g/g,respectively.ThecomprehensivescorebasedontheAHP-EWMmethodwas95.450.39,whichwasclosetothepredictedtheoreticalvalue.TheeffectivedevelopmentofquantitativeanalysismethodandefficientextractiontechnologyofAcanthopanaxsenticosushavelaidafoundationforitsresourceutilizationandpharmacodynamicbasicresearch.Keywords：Acanthopanax senticosus；ultra-highperformanceliquidchromatography-massspectrometry(UPLC-MS/MS)quantitativemethod；analytichierarchyprocess(AHP)；entropyweightmethod(EWM)；responsesurfacemethodology(RSM)刺五加为药食同源植物，有抗疲劳、抗辐射、抗氧化、抗肿瘤、抗衰老、免疫调节等作用12，还可用于治疗糖尿病、神经衰弱以及心脑血管疾病34。刺五加活性成分是其发挥药理作用的物质基础，紫丁香苷、刺五加苷 E 常被视为重要研究对象。紫丁香苷有降血糖、保护心脏以及免疫调节作用48；刺五加苷 E 有抗炎、降血糖、保护脑缺血再灌注引起的损伤，恢复由于睡眠剥夺引起的认知行为损伤等作用912。刺五加其他化学成分也经证实存在一定药理作用，异嗪皮啶有抗肿瘤及抗炎作用1314；芝麻素对帕金森病运动迟缓以及抑郁行为有预防作用15；绿原酸具有抗菌及抗氧化作用16。植物基食品尤其是药食同源植物，富含多种活性成分而有益于人体健康，受到极大关注。由此可见，药食同源植物活性成分高效提取对人类健康有重大意义，亦可提高其资源利用，表明高效提取工艺开发至关重要。高效提取工艺开发有赖于定量分析方法的建立，超高效液相-质谱（ultra-highperformanceliquid chromatography-mass spectrometry，UPLC-MS/MS）定量分析方法由于操作简便、精准高效、高通量等特点而被广泛应用1718。QExactiveTMFocus 组合型四极杆 OrbitrapTM质谱仪是近年新兴的一种高分辨质量分析器，其平行反应监测（ParallelReactionMonitoring，PRM）定量模式由四极杆对目标化合物进行选择性通过，而后发生高能碰撞产生碎片离子，并在 Orbitrap 进行高分辨扫描，故而选择高分辨的二级离子即可完成定量19。中药药效往往是多种活性成分协同作用的结果，因此提取工艺优化不应以单一指标进行片面评价，而是倾向于多指标综合评价。目前国内外提出的综合评价方法不断丰富，总体归为主观赋权评价法和客观赋权评价两大类，已被广泛应用于活性化合物提取工艺的优化，疾病风险评估，中药质量研究，以及多种生物活性的综合比较2021。层次分析法（analytichierarchyprocess，AHP）为常用主观赋权法，而客观赋权法常见有熵权法（entropyweightmethod，EWM），两者优缺互补，形成的组合赋权法（AHP-EWM 法）更科学合理22。超声波提取技术高效，安全且适用性广，已被广泛应用于中药提取。本研究拟开发刺五加根茎多组分 UPLC-MS/MS 定量方法，并拟建多指标综合评价方法，以优化刺五加根茎多组分超声提取工艺。刺五加根茎多组分高效提取，为其资源利用以及药效基础研究奠定基础，具有实际指导意义。1材料与方法1.1材料与仪器刺五加根茎黑龙江省虎林市东方红林业局青山林场，经东北林业大学唐中华教授鉴定为五加科植物刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr.etMaxim.）Harms）的干燥根茎；紫丁香苷（98%）上海阿拉丁生化科技股份有限公司；绿原酸、刺五加苷 E、异嗪皮啶、咖啡酸、芝麻素（98%）上海源叶生物科技有限公司；甲醇（质谱级）美国赛默飞世尔科技公司；甲酸（质谱级）北京百灵威科技有限公司；无水乙醇（分析纯）天津市富宇精细化工有限公司。Vanquish 型超高效液相色谱仪配有 HypersilGOLDTM VANQUISH 色 谱 柱（1.9 m100 mm2.1mm）、QExactiveFocus 型质谱仪配有加热电喷雾离子源（HESI）及 Xcalibur4.1 数据处理系统美国赛默飞世尔科技公司；FCMCR-3S 型超声反应器巩义市科瑞仪器有限公司；JSM-7500F 型扫描电子显微镜（scanningelectronmicroscopy，SEM）日本电子株式会社。1.2实验方法1.2.1刺五加多组分超声提取工艺参照料液比1:40g:mL 称取 2.5g 过 40 目筛网的刺五加根茎，加至 100mL 体积分数为 60%的乙醇溶液中，置于超声探头下，设置超声功率 360W，提取时间 20min，以进行提取。1.2.2UPLC-MS/MS 定量方法建立1.2.2.1标准溶液配制甲醇为溶剂，配制一定质量浓度的各标准溶液，并移取一定体积的各标准溶液配240食品工业科技2023 年10月制得质量浓度为 10mg/L 的标准混合储备液。而后甲醇稀释得到一系列标准混合稀释液，供 UPLC-MS/MS 分析，质量浓度分别为 25、50、100、200、400、1000g/L。1.2.2.2样品溶液配制取 1.2.1 所得刺五加根茎超声提取液进行适当倍数稀释，即得样品溶液，一次性注射器配合 0.22m 滤膜将样品溶液移至液质专用进样瓶，供 UPLC-MS/MS 分析。1.2.2.3色谱-质谱条件UPLC 条件：流动相：0.1%甲酸水溶液（A）/甲醇（B），流速：0.35mL/min，梯度洗脱程序：02min，2%B；23min，2%98%B；37min，98%B；77.1min，98%2%B；7.110min，2%B，柱温：40，进样体积：5L。MS/MS 条件：加热电喷雾离子源（HESIsource）具体参数如下：鞘气，辅助气，吹扫气流速分别为 40，10，0 单位 N2，喷雾电压：3.0kV，离子传输管温度：320，S-lensRF 水平：60，加热器（雾化）温度：350。数据采集：PRM 高分辨定量模式，正负切换扫描，采集时间与液相系统一致，参数见表 12325。表1目标化合物 PRM 参数Table1PRMparametersofthetargetcompounds序号化合物电离模式母离子（m/z）定性离子（m/z）定量离子（m/z）碰撞能（eV）1绿原酸353.0885.03191.05162紫丁香苷+395.13185.04232.07253刺五加苷E+765.25441.15603.20454异嗪皮啶+223.06190.02162.03305咖啡酸179.03179.03135.04206芝麻素337.10289.08267.06161.2.2.4方法学考察对 UPLC-MS/MS 定量方法进行方法学考察18，对其线性、精密度、重复性、稳定性以及加标回收率进行验证，如下：专属性及线性验证：比对标准品与样品的二级质谱图，确定各目标化合物的保留时间（retentiontime，RT）。由 1.2.2.1 系列标准混合溶液稀释液进行线性验证，以质量浓度（g/L）为横坐标（x）,峰面积为纵坐标（y），绘制标准曲线，即得回归方程及相关系数。此外，检出限（limitofdetection，LOD）对应信噪比为 3 的标准溶液质量浓度，定量限（limitofquan-titation，LOQ）对应信噪比为 10 的标准溶液质量浓度。精密度验证：取上述质量浓度为 200g/L 的标准混合溶液稀释液作精密度验证测试液，连续进样6 次，以验证日内精密度，同时三天内分别进样，以验证日间精密度。重复性验证：参照 1.2.2.2 平行制备样品溶液6 份，作重复性验证测试液，以验证重复性。稳定性验证：取重复性验证测试液的其中一份，每间隔 2h 进行测定，测定 6 次以验证日内稳定性。同时，三天内分别进样，以验证日间稳定性。加标回收率验证：取重复性验证测试液分别添加高低水平的标准混合溶液（低水平：50g/L，高水平：200g/L），以验证加标回收率。1.2.3AHP-EWM 法建立1.2.3.1AHP本研究 AHP 模型由两个层次组成，如图 1 所示，顶层是模型目标（超声提取工艺优化），第二级为标准，即指标（各目标化合物含量）。绿原酸含量紫丁香苷含量刺五加苷E含量异嗪皮啶含量咖啡酸含量芝麻素含量超声提取工艺优化目标标准图1层次分析法模型Fig.1ModelofanalytichierarchyprocessriAHP 法确定指标权重 的过程如下2021：A=aijnn(i,j=1,2,n)式（1）aij式中，A 为判断矩阵，参照九级标度法（表 2）创建，所得成对比较矩阵见表 3；n 为指标数量；表示指标 i 相对于指标 j 的重要性。表2九级标度法标准Table2Standardforthenine-pointscale分数定义1表示两个因素相比，具有同样重要3表示两个因素相比，一个因素比另一个因素稍微重要5表示两个因素相比，一个因素比另一个因素明显重要7表示两个因素相比，一个因素比另一个因素强烈重要9表示两个因素相比，一个因素比另一个因素极端重要2，4，6，8上述两相邻判断的中值表3成对比较矩阵Table3Pair-wisecomparisonmatrix分数绿原酸 紫丁香苷 刺五加苷E 异嗪皮啶 咖啡酸 芝麻素绿原酸11/71/71/531/3紫丁香苷711395刺五加苷E711395异嗪皮啶51/31/3173咖啡酸1/31/91/91/711/5芝麻素31/51/51/351ri=nvtnj=1aij式（2）ri=rini=1ri式（3）riaijri式中，为归一化后的值；为指标 i 的权重。第44卷第20期林亚美，等：基于层次分析-熵权法优化刺五加多组分超声提取工艺241max=1nni=1(nj=1aijrjri)式（4）CI=maxnn1式（5）CR=CIRI式（6）max式中，为矩阵最大特征根；CI 为一致性指标；CR 为一致性比率；RI 是相应的随机指数。CR 用于评估矩阵合理性，CR0.1 表示矩阵内的评估是可接受的，反之则表示判断不科学21。1.2.3.2EWM基于熵信息理论的 EWM 可根据给定数据推断有用信息，当评价指标的给定信息具有重大意义时，熵值较低，此信息应被赋予高权重系数以表示其重要性26。EWM 法确定各指标权重的过程如下27：X=xijmn(i=1,2,m;j=1,2,n)式（7）xij式中，X 为创建的评估矩阵，m 为样本数量，n 为标准变量数量，指第 i 个样本中第 j 个指标的值。rij=(xijminxiji)/(maxxijiminxiji)式（8）pij=rijmi=1rij式（9）ej=1lnmmi=1pijlnpij式（10）dj=1ej式（11）wj=djnj=1dj式（12）rijpijejdjwj式中，为第 i 个样本中第 j 个指标的标准值；则为归一化后的值；为第 j 个指标的熵值；为第j 个指标的信息熵冗余；为第 j 个指标的熵权系数。1.2.3.3AHP-EWMAHP 与 EWM 相结合，既能通过主观经验对指标重要性进行排序分配，又能客观反映指标信息，使得权重系数更加科学合理28。Fi=rwini=1rwi(i=1,2,n)式（13）Firiwi式中，为 AHP-EWM 所得第 i 个指标的最终权重；为 AHP 法所得第 i 个指标权重；为 EWM所得的第 i 个指标权重。1.2.4单因素实验参照 1.2.1，由单因素实验初步探究超声功率，超声时间，料液比，乙醇体积分数，原料粒径对刺五加提取综合得分的影响。1.2.4.1超声功率参照料液比 1:40g:mL 称取 2.5g过 40 目筛网的刺五加根茎，加至 100mL 体积分数为 60%的乙醇溶液中，置于超声探头下，设置不同超声功率（180、360、540、720、900、1080W），超声时间 20min，以进行提取。1.2.4.2超声时间参照料液比 1:40g:mL 称取2.5g 过 40 目筛网的刺五加根茎，加至 100mL 体积分数为 60%的乙醇溶液中，置于超声探头下，超声功率 720W，设置不同超声时间（5、10、15、20、25、30min），以进行提取。1.2.4.3料液比参照不同料液比（1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60g:mL）称取一定量过 40 目筛网的刺五加根茎，加至 100mL 体积分数为 60%的乙醇溶液中，置于超声探头下，设置超声功率 720W，超声时间 15min，以进行提取。1.2.4.4乙醇体积分数参照料液比 1:40g:mL 称取 2.5g 过 40 目筛网的刺五加根茎，加至 100mL 不同体积分数的乙醇溶液（0%、20%、40%、60%、80%、100%）中，置于超声探头下，设置超声功率 720W，超声时间 15min，以进行提取。1.2.4.5原料粒径参照料液比 1:40g:mL 称取2.5g 不同粒径（以筛网目数为计量单位，20、40、60、80、100、120 目）的刺五加根茎，加至 100mL 体积分数为 60%的乙醇溶液中，置于超声探头下，设置超声功率 720W，超声时间 15min，以进行提取。1.2.5响应面试验基于单因素实验，选取刺五加提取综合得分主要影响因素-超声功率（A），超声时间（B）以及乙醇体积分数（C）这 3 个因素为自变量，以试验中 AHP-EWM 法所得综合得分（Y）为响应值，基于 BBD 原理设计响应面实验，自变量因素及水平见表 4。表4响应面试验因素及水平Table4Factorsandlevelsofresponsesurfaceexperiments水平ABC超声功率（W）超声时间（min）乙醇体积分数（%）1540104007201560190020801.2.6刺五加多组分含量及综合得分的计算1.2.6.1刺五加多组分的测定及含量的计算参照1.2.2 建立的 UPLC-MS/MS 定量方法测定目标化合物含量，计算公式如下：Q=KCVm式（14）式中，Q 为含量，g/g；K 为稀释倍数；C 为样品测试液质量浓度，g/L；V 为提取液体积，L；m为刺五加根茎质量，g。1.2.6.2综合得分的计算Z=ni=1FiQimaxQi 100式（15）Qi式中，Z 为综合得分；为第 i 个指标含量29。1.2.7刺五加根茎残渣 SEM 分析参照响应面法242食品工业科技2023 年10月优选方案进行验证实验，并收集超声提取最佳工艺所得刺五加根茎残渣进行 SEM 分析。SEM 分析：将刺五加根茎残渣干燥并喷金处理，而后由扫描电子显微镜在电压 5kV，电流 10A 条件下对残渣进行形貌表征，放大倍数为 1000 倍。1.3数据处理所有试验平行 3 次，结果取平均值和标准偏差；数据采用 Origin2021 进行统计整理和绘图；单因素ANOVA 分析采用 SPSS21 统计软件，P0.05 表示具有显著性差异；分析响应面采用 DesignExpert8.0.6软件进行处理。2结果与分析2.1UPLC-MS/MS 定量方法建立2.1.1专属性及线性验证比对目标化合物标准品与样品的二级质谱图，其色谱提取及二级质谱图见图 2，与已报道的 HPLC 方法相比，分析时间大大缩短3031。同时，各目标化合物 RT，LOD 以及 LOQ结果同线性验证结果一同汇总于表 5，结果表明目标化合物在一定质量浓度范围内线性关系良好。2.1.2精密度、重复性、稳定性验证汇总目标化合物精密度，重复性及稳定性结果，对其保留时间（RT）及峰面积（PA）的 RSD 进行分析，结果见表 6。关于日内精密度，其 RT 的 RSD 范围为 0.00%0.17%，PA的 RSD 范围为 1.12%1.94%；关于日间精密度，其RT 的 RSD 范围为 0.00%0.15%，PA 的 RSD 范围为 1.23%1.97%；关于重复性，其 RT 的 RSD 范围为 0.12%0.14%，PA 的 RSD 范围为 1.52%2.57%；关于日内稳定性，其 RT 的 RSD 范围为 0.00%0.30%，PA 的 RSD 范围为 0.71%1.94%；关于日间稳定性，其 RT 的 RSD 范围为 0.00%0.25%，PA 的RSD 范围为 1.46%2.59%。以上实验结果表明该定量方法精密度，重复性以及稳定性皆良好。2.1.3加标回收率验证汇总目标化合物加标回收率验证结果，分析其平均回收率以及 RSD 值，见表 7。低水平加标回收率范围为 95.67%98.79%，其 RSD范围为 2.01%3.76%；高水平加标回收率范围为90.61%105.69%，其 RSD 范围为 2.30%3.75%。结果表明该定量分析方法加标回收率表现良好。a标品b样品1.62E+71.08E+75.40E+60.00E+0相对丰度0246810保留时间(min)3.82a标品b样品1.65E+61.10E+65.50E+50.00E+0相对丰度0246810保留时间(min)3.89a标品b样品1.44E+79.60E+64.80E+60.00E+0相对丰度0246810保留时间(min)3.96a标品b样品4.80E+63.20E+61.60E+60.00E+0相对丰度0246810保留时间(min)3.83a标品b样品2.46E+71.64E+78.20E+60.00E+0相对丰度0246810保留时间(min)3.94a标品b样品a标品b样品a标品b样品501001002001503002004002505003006003507008006080100120140160180a标品b样品4.20E+72.80E+61.40E+60.00E+0相对丰度0246810保留时间(min)4.392001.85E+61.48E+61.11E+67.40E+53.70E+50.00E+03.70E+51.6E+72.0E+61.0E+60.0E+01.0E+61.70E+71.36E+71.02E+76.80E+63.40E+60.00E+03.40E+6相对丰度相对丰度相对丰度m/zm/zm/z191.05191.05353.08353.08绿原酸HOHOHOHOHOOOOOOOOOOOOOOHOHOOHOHOHOHOHHOHOOOHOHOH603.20603.20179.03135.04135.04179.03726.25726.25刺五加苷E咖啡酸a标品b样品a标品b样品a标品b样品506010080150100200120250140300160350180400501001502002503003502002202406.50E+65.20E+63.90E+62.60E+61.30E+60.00E+01.30E+65.60E+64.20E+62.80E+61.40E+60.00E+01.40E+62.80E+63.0E+78.0E+66.0E+64.0E+62.0E+60.0E+02.0E+6相对丰度相对丰度相对丰度m/zm/zm/zOOOOOOOOOOOOOOHOHOHOOHOHOH162.03223.06223.06162.03232.07232.07395.13395.13紫丁香苷267.06267.06337.10337.10异嗪皮啶芝麻素abcdef图2目标化合物色谱及二级质谱图Fig.2Chromatographyandsecondarymassspectrometrydiagramoftargetcompounds注：a.绿原酸；b.紫丁香苷；c.刺五加苷 E；d.异嗪皮啶；e.咖啡酸；f.芝麻素。表5目标化合物线性验证结果Table5Linearverificationresultsofthetargetcompounds目标化合物保留时间（min）线性范围（g/L）标准曲线方程R2LOD（g/L）LOQ（g/L）绿原酸3.82251000y=127864x+4464220.99960.040.15紫丁香苷3.83251000y=42131.8x+16549500.99920.010.03刺五加苷E3.89251000y=13810.6x1725650.99920.080.26异嗪皮啶3.94251000y=191651x1544120.99990.060.22咖啡酸3.96251000y=159220 x+23034000.99930.070.24芝麻素4.39251000y=26894.4x8199020.99940.070.23第44卷第20期林亚美，等：基于层次分析-熵权法优化刺五加多组分超声提取工艺2432.2单因素实验max2.2.1超声功率对刺五加多组分超声提取工艺的影响由 AHP 确定目标化合物（绿原酸、紫丁香苷、刺五加苷 E、异嗪皮啶、咖啡酸、芝麻素）权重系数分别为 0.044，0.342，0.342，0.164，0.024，0.084。为6.277，由 n=6 查表得 RI=1.2421，即得 CR=0.040.1，表明矩阵具有一致性，数值设置以及权重系数可靠。超声功率对提取过程起到至关重要的作用，本实验控制超声功率范围 1801080W。基于实验结果，EWM 所得目标化合物权重系数分别为 0.117，0.154，0.156，0.216，0.186，0.170；AHP-EWM 所得目标化合物权重系数分别为 0.031，0.319，0.323，0.215，0.027，0.086；由此可知不同超声功率下刺五加多组分提取过程的综合得分。图 3 反映超声功率显著影响刺五加多组分超声提取过程，随着超声功率的增大，目标化合物提取含量也显著增长。当功率达 540W后，目标化合物提取含量呈现或减小或缓慢增长趋势，而综合得分在功率达 720W 及 1080W 时都较佳，且与 540W 及 900W 处理组有显著差异（P0.05），为节约能耗，确定超声功率为 720W 以进行后续的实验。同时，确定超声功率为影响刺五加提取综合得分的显著因素，并选择 540，720，900W 三个水平进行后续的响应面实验。2.2.2超声时间对刺五加多组分超声提取工艺的影响图 4 反映超声时间对提取过程的影响，可知目标化合物提取含量在 015min 内随提取时间增加而显著升高，15min 后，部分目标化合物出现小幅度下降或不明显增长，综合得分在超声时间为 15min时最大。其显著性分析显示，15min 处理组与 10min处理组存在极显著差异（P0.05）。提取时间不同程度上影响目标化合物溶解扩散过程，提取时间短，目标化合物成分溶解不充分，提取效率低。提取时间长，温度不断上升，易使目标化合物在提取过程中发生降解而导致含量下降，同时增加能耗32。综合考虑，本研究采用 15min 作为单因素探究的最适提取时间，以进行后续的实验。同时，确定超声时间为影响刺五加提取综合得分的显著因素，并选择 10，15，表6目标化合物精密度，重复性及稳定性验证结果Table6Precision,reproducibilityandstabilityverificationresultsofthetargetcompounds化合物精密度（%）重复性（%）稳定性（%）日内日间日内日间RTPARTPARTPARTPARTPA绿原酸0.001.810.001.910.141.700.141.710.152.59紫丁香苷0.131.400.001.550.131.520.131.640.151.46刺五加苷E0.101.120.151.230.131.530.131.410.151.85异嗪皮啶0.131.940.151.490.142.570.000.710.151.97咖啡酸0.101.630.151.960.131.860.301.730.251.53芝麻素0.171.860.131.970.121.870.001.940.002.01表7目标化合物加标回收率试验结果Table7Standardadditionrecoveryrateverificationresultsofthetargetcompounds化合物低水平添加浓度（g/mL）高水平添加浓度（g/mL）平均回收率（%）RSD（%）平均回收率（%）RSD（%）绿原酸98.792.0198.962.30紫丁香苷97.503.7690.613.31刺五加苷E98.772.2997.482.57异嗪皮啶97.192.87105.693.07咖啡酸98.322.8899.733.75芝麻素95.673.2794.342.612000180100180036080160054060600720405009002040010803006040200含量(g/g)超声功率(W)综合得分edcaba绿原酸紫丁香苷刺五加苷E异嗪皮啶咖啡酸综合得分芝麻素图3超声功率对刺五加根茎超声提取的影响Fig.3EffectofultrasonicpoweronultrasonicextractionofAcanthopanax senticosusrhizomes注：综合得分上标注不同小写字母表示差异显著（P0.05），图 3图 7 同。2000518001016001514002050025400303006040200含量(g/g)超声时间(min)10080604020综合得分dcaabb绿原酸紫丁香苷刺五加苷E异嗪皮啶咖啡酸综合得分芝麻素图4超声时间对刺五加根茎超声提取的影响Fig.4EffectofultrasonictimeonultrasonicextractionofAcanthopanax senticosusrhizomes244食品工业科技2023 年10月20min 三个水平进行后续的响应面实验。2.2.3料液比对刺五加多组分超声提取工艺的影响图 5 反映料液比对提取过程的影响，目标化合物提取含量初始随料液比变化而增大，这归因于提取基质与溶剂之间的表面接触增加，当料液比大于1:30g:mL 时，超声波与原料作用减弱，目标化合物提取含量或缓慢增长或小幅度下降3233。综合得分在料液比达 1:40g:mL 时最大，且与 1:30g:mL 处理组及 1:50g:mL 处理组无显著差异，故确定料液比为 1:40g:mL。200015006004006040200含量(g/g)10080604020综合得分绿原酸紫丁香苷刺五加苷E异嗪皮啶咖啡酸综合得分芝麻素1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 1:60料液比(g:mL)cbaaaa图5料液比对刺五加根茎超声提取的影响Fig.5Effectofsolid-liquidratioonultrasonicextractionofAcanthopanax senticosusrhizomes2.2.4乙醇体积分数对刺五加多组分超声提取工艺的影响图 6 反映乙醇体积分数对提取过程的影响，不同目标化合物的脂溶性不同，因此在不同体积分数的乙醇溶液中其溶解性表现不同33。可知刺五加苷 E 在乙醇体积分数为 40%时提取效果最佳，绿原酸、紫丁香苷、咖啡酸在乙醇体积分数为 60%时最佳，而异嗪皮啶、芝麻素则为 80%。综合得分在乙醇体积为 60%时最高，且与乙醇体积分数 40%处理组及 80%处理组存在极显著性差异（P0.05），故选择 60%乙醇体积分数继续后续的单因素实验。同时，确定乙醇体积分数为影响刺五加提取综合得分的显著