有前途的蛋白質(zhì)資源——牧草葉蛋白

○江蘇省淮安生物工程高等職業(yè)學(xué)校 劉明美

揚(yáng)州大學(xué) 呂宗友

蛋白質(zhì)資源的缺乏是世界各國普遍存在的問題。我國是蛋白飼料資源短缺的國家之一，目前蛋白飼料年缺口約為1500萬噸，據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料科學(xué)研究所有關(guān)專家預(yù)測(cè)，2010年和2020年我國蛋白飼料資源需求分別為6000萬噸和7200萬噸。

高等植物的蛋白被認(rèn)為是最有前途的蛋白質(zhì)資源，植物蛋白廉價(jià)并能滿足人類和家畜對(duì)蛋白質(zhì)的需求。葉蛋白又稱綠色蛋白濃縮物（LPC），是以新鮮牧草或其他青綠植物的生長組織（莖、葉）為原料，經(jīng)打漿壓榨，利用蛋白質(zhì)等電點(diǎn)原理從汁液中提取的高蛋白濃縮物。葉蛋白的粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)32%～58%，高于一般大豆的粗蛋白質(zhì)含量。氨基酸組成與大豆比較，葉蛋白的精氨酸、谷氨酸、絲氨酸含量低于大豆蛋白，而丙氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、氨酸含量均高于大豆蛋白，天門冬氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、絡(luò)氨酸、色氨酸含量也與大豆蛋白接近?？偟膩碚f，葉蛋白的品質(zhì)比較接近大豆蛋白和豆餅蛋白，優(yōu)于花生餅蛋白。葉蛋白所含氨基酸種類齊全，而且組成平衡，還含有豐富的維生素和礦物質(zhì)，無動(dòng)物蛋白質(zhì)所含的膽固醇，因此可利用葉蛋白來改進(jìn)牲畜膳食的營養(yǎng)成分。

一、牧草葉蛋白的提取方法

1.酸加熱法。酸加熱法是用酸將牧草汁液的pH調(diào)節(jié)至某一值，在該值產(chǎn)生葉蛋白沉淀最多，在加熱的條件下使蛋白質(zhì)凝結(jié)起來。

閻巧娟用酸加熱法研究了苜蓿葉蛋白提取工藝，研究表明影響葉蛋白蛋白質(zhì)含量的因素依次為：pH值>加鹽比例>加水比例>絮凝溫度。但試驗(yàn)只研究了獲得的葉蛋白純度，而對(duì)葉蛋白的產(chǎn)量并沒有研究，在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用意義不大。也有研究表明，在葉蛋白的提取過程中，對(duì)于不同的植物應(yīng)采取不同的方法。楊超英研究表明，酸加熱法提取黑麥草葉蛋白，葉蛋白的提取率高達(dá)65.73%，且葉蛋白中的蛋白質(zhì)含量可達(dá)70.48%，因此，該方法適合黑麥草葉蛋白的提取。

2.堿加熱法。堿加熱法指用堿將牧草汁液的pH調(diào)節(jié)至某一值，在加熱的條件下使蛋白質(zhì)凝結(jié)起來的方法。堿加熱法的提取效率普遍不高。姚愛興分別用酸化加熱法、堿化加熱法和直接加熱法比較了苜蓿葉蛋白和串葉松香草的提取率，試驗(yàn)表明，提取串葉松香草和紫花苜蓿葉蛋白時(shí)，酸加熱法＞堿加熱法＞直接加熱法。這可能與植物的蛋白質(zhì)種類有關(guān)，有的植物的蛋白主要為酸性，有的主要為堿性，堿性蛋白質(zhì)適合用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白質(zhì)適合用偏堿性的提取液提取。

3.直接加熱法。利用加熱法、凝絮法和加酸法來提取魯梅克斯的對(duì)比試驗(yàn)表明，加熱法提取葉蛋白的相對(duì)產(chǎn)率較高，快速加熱的效果最好。

4.發(fā)酵酸法。發(fā)酵酸法是將發(fā)酵酸與牧草汁液混合，改變其pH值到蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，使其沉淀，從而達(dá)到分離目的。發(fā)酵酸法在牧草葉蛋白的提取中運(yùn)用不多，但是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒?。曾凡枝在體積比（發(fā)酵酸體積/濾液體積）、混合液靜置時(shí)間和發(fā)酵酸循環(huán)使用次數(shù)三因素不同水平上研究了不同條件對(duì)苜蓿葉蛋白提取率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：各因素對(duì)提取率影響順序?yàn)椋l(fā)酵酸循環(huán)使用次數(shù)＞體積比＞混合液靜置時(shí)間，最佳工藝為體積比2∶1，發(fā)酵酸循環(huán)使用1次，沉淀10分鐘。葉蛋白的最大提取率可達(dá)38%。

5.鹽析法。不同植物的蛋白質(zhì)在不同離子濃度下鹽析效應(yīng)不同。王晉峰用（NH4）2SO4鹽析法提取葉蛋白的研究表明，（NH4）2SO4飽和度達(dá)20%時(shí)纖維蛋白析出，達(dá)80%時(shí)肌紅蛋白析出。（NH4）2SO4處理隨濃度增高而提取率增加。供試的光葉紫花苕葉蛋白的最大提取量為2.66%，白三葉為2.12%。

6.綜合法。酸化、加熱、加鹽法等各有其優(yōu)缺點(diǎn)，可以通過將幾種方法組合在一起，充分利用其優(yōu)點(diǎn)以獲取最大量葉蛋白。李明元采用鹽析和熱絮凝相結(jié)合的方法提取苜蓿葉蛋白，研究表明，影響葉蛋白提取率的因素依次為料液比＞加鹽量＞pH值，蛋白質(zhì)的提取率為29.58%，蛋白質(zhì)純度可達(dá)52.71%。張垚采用酸化、加熱、加鹽綜合方法提取苜蓿鮮草中葉蛋白，影響粗蛋白質(zhì)提取率的因素依次為加鹽量＞溫度＞pH值＞絮凝時(shí)間。

二、葉蛋白副產(chǎn)品的利用

葉蛋白除用于食用蛋白和飼用蛋白外，還可用于化妝品、洗滌用品、化工用品、飲料和植物營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑中，還可將葉蛋白濃縮物作為進(jìn)一步分離制得葉綠素、葉綠素銅鈉、胡蘿卜素、純蛋白質(zhì)、維生素、汁烷醇、食用纖維素和某些活性酶等，而且葉蛋白的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓寬（如醫(yī)用）。

經(jīng)提取葉蛋白后的草渣也有重要的利用價(jià)值。草渣一般占牧草干重的80%左右，其營養(yǎng)成分與原干草相比，粗蛋白、粗灰分和無氮浸出物含量較低，而粗纖維、酸性洗滌纖維、木質(zhì)素和纖維素的含量較高，礦物質(zhì)的含量基本也能滿足家畜的需要?？蓪⒉菰庸こ筛刹莘邸⒉蓊w?；虿輭K等，也可以將草渣用于發(fā)酵，生產(chǎn)生物能源。另外，草渣也可用來造紙和生產(chǎn)食用菌等。草渣還可用于青貯發(fā)酵。

草渣也可作膳食纖維的原料。苜蓿草渣含有大量可利用的優(yōu)質(zhì)膳食纖維，提取葉蛋白后，苜蓿草渣中酸性洗滌纖維的含量為40.72%～62.09%，是一種理想的提取膳食纖維的原材料。馮暢敏用堿結(jié)合木瓜蛋白酶水解法和化學(xué)法對(duì)苜蓿草渣膳食纖維進(jìn)行研究。結(jié)果表明，堿結(jié)合木瓜蛋白酶水解法優(yōu)于化學(xué)法，蛋白酶水解法提取膳食纖維成品氣味較淡，膳食纖維含量81.54%。

鮮葉壓榨而得的綠色汁液經(jīng)分離葉蛋白后的殘液稱為棕色液，占原料鮮重的40%～50%。其中，干物質(zhì)占6.10%，粗蛋白占22.5%，鈣1.9毫克/克、鎂1.3毫克/克、鉀8毫克/克、硫0.8毫克/克、磷0.9毫克/克（以上都以干物質(zhì)為基礎(chǔ)計(jì)算），以及一些促生長因子等。葉蛋白提取殘液還可用來提取超氧化物歧化酶。

三、牧草葉蛋白的應(yīng)用前景

我國有40多億畝的草原、草山坡、還有許多灘涂?？墒悄壳拔覈鴮?duì)于牧草深加工利用的研究尚未開展起來。應(yīng)著手開發(fā)牧草深加工技術(shù)，對(duì)葉蛋白生產(chǎn)及其副產(chǎn)品進(jìn)行深度開發(fā)。葉蛋白中含有脂肪、糖類、核酸、脂溶性維生素A、維生素E、維生素K、水溶性維生素B、維生素C、胡蘿卜素以及鐵、鎂、鈣、鋅、銅等礦物元素，這些營養(yǎng)成分具有防病、治病、強(qiáng)身、健體、防衰老等多種作用，是優(yōu)良的食品添加劑，所以，葉蛋白作為一類低纖維、低脂肪的蛋白源，更適合作為兒童、貧血病人、孕婦、高血脂病人及老年人的保健品。