聚合草葉蛋白的酸化加熱法提取工藝研究

董雙濤，李寶霞，霍乃蕊

（1.山西生物應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西太原030031； 2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西太谷030801）

聚合草（sympHytum pezegrinum L.）又名紫根草、友誼草、俄羅斯飼料草，屬于紫草科聚合草屬，叢生多年生草本植物［1］。聚合草植株可做藥用，聚合草在西方做藥用以有多年歷史，主治皮膚病、胃潰瘍及呼吸系統(tǒng)疾病等［2］。近年來(lái)從各種植物中提取葉蛋白及各種功能因子的研究已有很多，從聚合草提取葉蛋白的工藝還鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以聚合草為原料，采用酸化加熱法尋求較優(yōu)的提取條件，為從聚合草中提取葉蛋白的應(yīng)用提供重要參數(shù)，以期能為聚合草的綜合開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用聚合草采自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)牧場(chǎng)；實(shí)驗(yàn)設(shè)備有DK-98-Ⅱ電熱恒溫水域鍋、電子天平、通風(fēng)櫥、酸度計(jì)、真空泵、凱氏定氮儀、布氏漏斗、微量滴定管、研缽等；實(shí)驗(yàn)試劑有鹽酸、濃硫酸、硫酸鉀、硫酸銅、硼酸、氫氧化鈉等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 聚合草蛋白質(zhì)的測(cè)定 采用凱氏定氮法。取30 g鮮草，烘至恒重，取適量干草，在通風(fēng)櫥中用濃硫酸消化使蛋白質(zhì)中的氮轉(zhuǎn)化為硫酸銨（當(dāng)燒瓶中的液體變?yōu)榫G色為止），將消化后的物質(zhì)定容在100 mL的容量瓶中，取定容后的液體在凱氏定氮儀中與氫氧化鈉反應(yīng)，使硫酸銨轉(zhuǎn)化為氨氣，并將氨氣收集于硼酸吸收液中，再用已知濃度的鹽酸滴定吸收液中的硼酸銨，計(jì)算出含氮量，乘上轉(zhuǎn)換系數(shù)即蛋白氮的含量。

V2：樣品用鹽酸量；V1：空白用鹽酸量；N：鹽酸濃度；V3：蒸餾取樣毫升數(shù)；W：草樣質(zhì)量數(shù)

葉蛋白提取率=（葉蛋白質(zhì)量/鮮草質(zhì)量）×100%

葉蛋白沉淀率=（葉蛋白中蛋白質(zhì)質(zhì)量/鮮草中蛋白質(zhì)質(zhì)量）×100%

1.2.2 葉蛋白提取工藝 原料預(yù)處理（清洗、剪切）→研磨取汁→抽濾→調(diào)pH值→水浴加熱→抽濾→烘干→測(cè)蛋白質(zhì)含量［3］。

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.3.1 加熱時(shí)間對(duì)聚合草葉蛋白提取的影響 取4份抽濾液，每份均由30 g鮮聚合草制備，用稀鹽酸調(diào)其pH值為4，然后在60℃恒溫水浴鍋中分別加熱 7 min，9 min，11 min，15 min，待汁液冷卻后，用真空泵抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次，在干燥箱中干至恒重，用分析天平稱所得葉蛋白的質(zhì)量，并測(cè)其蛋白質(zhì)含量。

1.2.3.2 加溫度對(duì)聚合草葉蛋白提取的影響 取4份均由30 g鮮草制備所得的抽濾液，用稀鹽酸調(diào)pH值為4，分別置于45℃，60℃，75℃，90℃的恒溫水浴鍋中加熱9 min，待汁液冷卻后，用真空泵抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次，在干燥箱中干至恒重，用分析天平稱所得葉蛋白的質(zhì)量，并測(cè)其蛋白質(zhì)含量［4］。

1.2.3.3 pH值對(duì)聚合草葉蛋白提取的影響 取4份均由30 g鮮草制備的抽濾液，用稀鹽酸調(diào)pH值為 1，2，3，4，然后在 60 ℃恒溫水浴鍋中加熱 9 min，待汁液冷卻后，用真空泵抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次，在干燥箱中干至恒重，用分析天平稱所得葉蛋白的質(zhì)量，并測(cè)其蛋白質(zhì)含量。

2 結(jié)果

2.1 聚合草蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

結(jié)果見表1。

表1 聚合草蛋白質(zhì)含量

由表1可知，新鮮聚合草中的蛋白質(zhì)含量為2.32%，干草中的蛋白質(zhì)含量為18.29%。

2.2 加熱時(shí)間對(duì)鮮聚合草葉蛋白提取率的影響

結(jié)果見圖1。由圖1可知，最佳的加熱時(shí)間為9 min。

2.3 加熱溫度對(duì)鮮聚合草葉蛋白提取率的影響

結(jié)果見圖2。

由圖2可知，最佳的加熱溫度為90℃，但由于提取溫度達(dá)到90℃時(shí)，提取液發(fā)生變色，可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，所以選擇最佳提取溫度為60℃。

2.4 pH值對(duì)鮮聚合草葉蛋白提取率的影響

結(jié)果見圖3。

由圖 3可知，最佳pH為2，此時(shí)鮮聚合草葉蛋白的提取率為1.26%，綜上考慮正交實(shí)驗(yàn)的pH值應(yīng)該在2和2的左右選擇，本實(shí)驗(yàn)的pH值選擇1.5，2，2.5。

2.5 正交實(shí)驗(yàn)

結(jié)果見表2～表3。由正交實(shí)驗(yàn)可以得出，對(duì)提取率影響的因素依次為pH＞加熱時(shí)間＞加熱溫度，葉蛋白提取的最佳工藝為A2B3C1，即pH值1.5，加熱溫度90℃，加熱時(shí)間為7min。此時(shí)葉蛋白的提取率為1.36%。對(duì)于葉蛋白的沉淀率而言，在正交實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)兩的最佳組合A2B3C1、A2B2C3，測(cè)其蛋白質(zhì)含量分別為88.26%，68.31%，蛋白質(zhì)沉淀率分別為51.70%，38.85%。所以最佳工藝選A2B3C1。綜上可知，鮮聚合草葉蛋白提取的最佳工藝為：pH值1.5，加熱溫度90℃，加熱時(shí)間為7 min。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的干聚合草中葉蛋白的含量為18.29%，與前言中有關(guān)部門測(cè)定的聚合草中蛋白質(zhì)含量為22.6%～24.8%不一致，出現(xiàn)不同的原因可能在于聚合草的產(chǎn)地和采摘季節(jié)不同。與文李玲，杜曉琴測(cè)得的苜蓿草粉中的蛋白質(zhì)含量為16%［5］相比，可以得出聚合草的蛋白質(zhì)含量高于苜蓿的蛋白質(zhì)含量。目前有關(guān)苜蓿草的葉蛋白提取及應(yīng)用的研究較多，可知聚合草的葉蛋白研究意義不亞于苜蓿葉蛋白的研究意義。

聚合草含有豐富的葉蛋白，酸化加熱法提取工藝效果較好、得率較高，可有效提取聚合草中的葉蛋白。

［1］盧隆杰，王桂澤，盧傳盛.聚合草——俄羅斯菜的特性及開發(fā)利用［J］.江西飼料，2004，（4）：19-21.

［2］盧隆杰，王桂澤，盧傳盛.聚合草——俄羅斯菜的特性及開發(fā)利用［J］.江西飼料，2004，（4）：19-21.

［3］李風(fēng)玲，何玉環(huán).聚合草葉蛋白提取條件研究［J］.中國(guó)草地學(xué)報(bào)，2009，31（2）：76-80.

［4］李道娥，劉向陽(yáng)，等.加熱法提取葉蛋白工藝的研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1998，14（1）：238-242.

［5］文李玲，杜曉琴.苜蓿葉蛋白提取工藝研究［J］.高等教育研究，2007，23（4）：95-97.