麻竹筍干提取L酪氨酸實(shí)驗(yàn)

涂 佳， 艾文勝， 劉翔博， 楊 明， 孟 勇， 李美群

(湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004)

麻竹筍干提取L酪氨酸實(shí)驗(yàn)

涂 佳， 艾文勝， 劉翔博， 楊 明， 孟 勇， 李美群

(湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004)

采用水解法提取麻竹筍干中的L-酪氨酸，研究料液比、pH值、脫色時(shí)間等因素對(duì)提取效果的影響。結(jié)果表明：麻竹筍干提取L-酪氨酸的最佳工藝參數(shù)為：料液比1∶7，pH值為5.6，脫色時(shí)間60min。在此條件下，麻竹筍干提取L-酪氨酸的提取率為0.109%。

麻竹筍干； 提取工藝； 水解法

酪氨酸是一種非必需氨基酸，它具有刺激神經(jīng)系統(tǒng)，提高神經(jīng)興奮的作用，此外還具有加快新陳代謝，排除機(jī)體廢物，緩解慢性疾病的作用。人體需要足夠的酪氨酸來(lái)維持大腦的功能運(yùn)作，正常的甲狀腺、垂體和腎上腺功能也需要酪氨酸。如果酪氨酸水平低下，那么甲狀腺功能就會(huì)減退，血壓降低，新陳代謝減慢[1-3]。

竹筍中含有大量酪氨酸，我國(guó)是竹資源大國(guó)，每年加工竹筍產(chǎn)生的廢料不計(jì)其數(shù)，如果將加工廢料回收生產(chǎn)酪氨酸將增加竹筍產(chǎn)業(yè)鏈，增加竹筍附加值。目前L-酪氨酸主要從動(dòng)物組織中水解提取，但存在原料價(jià)格高等問(wèn)題，如果能從竹筍加工廢料中提取L-酪氨酸，將突破只使用動(dòng)物為原料加工L-酪氨酸的先例[4-6]。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

麻竹筍干， 由湖南省林業(yè)科學(xué)院竹類所提供。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海耀裕儀器有限公司)；真空抽濾機(jī)(上海耀裕儀器有限公司)。

鹽酸；濃氨水分析純；活性炭。

1.2 工藝流程[1-3]

筍干→粉碎→鹽酸水解→過(guò)濾→濃縮→加水稀釋→調(diào)pH值→脫色→結(jié)晶→純化→酪氨酸

1.3 操作要點(diǎn)[7-13]

(1) 預(yù)處理: 將筍干切成片狀，然后粉碎待用。

(2) 水解: 分別按1∶3、1∶5、1∶7和1∶9的料液比加入6mol/L鹽酸于燒瓶中，125℃常壓油浴回流22～24h。采用雙縮脲法取樣檢測(cè)水解是否完成。

(3) 趕酸: 將水解液真空抽濾后，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將過(guò)濾后的水解液濃縮至糖漿狀。

(4) 調(diào)pH值: 將水解物質(zhì)加蒸餾水稀釋后調(diào)pH值分別到pH 3.5、pH 4.5和pH 5.6。

(5) 脫色: 將中和后的水解液加入5%活性炭攪拌均勻，置于100℃水中保持10min，然后于90℃下保持60min，期間不停攪拌。趁燙過(guò)濾，用沸水洗滌活性炭數(shù)次。

(6) 濃縮: 將脫色后的水解液減壓濃縮至液面有晶體析出時(shí)停止。

(7) 結(jié)晶: 將水解液置于1～4℃下冷藏24h析出結(jié)晶，過(guò)濾并用冰水沖洗，60℃烘干得到粗品。

(8) 精制: 將粗品用熱水溶解后，加入10%活性炭置于100℃水中保持10min，然后于90℃下分別保持20min、40min、60min和80min，期間不停攪拌。趁燙過(guò)濾，用沸水洗滌活性炭數(shù)次。此過(guò)程重復(fù)數(shù)次，直到水解液變成淡黃色為止。將粗品液減壓濃縮至液面有晶體析出時(shí)停止，置于1～4℃下冷藏24h結(jié)晶析出，過(guò)濾并用冰水沖洗，60℃烘干得到純品。

1.4 測(cè)定方法[14]

酪氨酸的測(cè)定采用電位滴定法。精確稱取干品30mg，移置100mL的燒杯中，以甲酸3mL冰醋酸50mL的混合液溶解，采用電位滴定法，用0.01mol/L的高氯酸溶液滴定至終點(diǎn)，滴定結(jié)果以空白試驗(yàn)校正。1mL高氯酸液相當(dāng)于1.81mg酪氨酸。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同料液比對(duì)水解率的影響

由表1和圖1可知，無(wú)論加入多少鹽酸，只要水解結(jié)束時(shí)用雙縮脲法檢測(cè)不出未分解的蛋白質(zhì)，那么最終所得粗產(chǎn)品含量是沒(méi)有差別的。

表1 不同料液比對(duì)水解率的影響Tab.1 Theeffectofdifferentsolid-liquidratioonthehy-drolysisrate水解時(shí)間(h)不同料液比的水解率(%)1∶31∶51∶71∶90000025121718415203230626305254839477070105062828412657890921477899697168595100100189110010010020961001001002210010010010024100100100100

圖1 料液比對(duì)水解率的影響Fig.1 The effect of different solid-liquid ratio on the hydrolysis rate

在料液比1∶7和1∶9的比例條件下，16h即可水解完成，能大大減少生產(chǎn)時(shí)間。1∶3料液比組中，由于竹筍在酸浸泡后會(huì)吸水體積增大，水解過(guò)程中液體成分相對(duì)較少不利于水解也不利于后期過(guò)濾操作，因此料液比1∶3不宜選擇。1∶9料液比組中，竹筍泡發(fā)后還有大量液體鹽酸，考慮到節(jié)約生產(chǎn)成本，1∶9料液比組也不宜選擇。因此，作為開(kāi)發(fā)應(yīng)該選擇1∶7的料液比進(jìn)行水解。

2.2 不同pH值對(duì)水解液結(jié)晶的影響

在水解液中，酪氨酸解離成陽(yáng)離子和陰離子的趨勢(shì)及程度是相等的[15-17]。從圖2可以看出，當(dāng)pH 3.5時(shí)，酸性環(huán)境下酪氨酸溶解度大析出晶體少；當(dāng)pH逐漸升高，越來(lái)越接近等電點(diǎn)時(shí)，晶體析出逐漸增多；當(dāng)pH 5.6時(shí)，水解液中酪氨酸溶解度最小。由此可知，等電點(diǎn)時(shí)水解液中結(jié)晶含量最多。

圖2 不同pH值對(duì)水解液結(jié)晶的影響Fig.2 The effect of different pH on the crystallization of hydrolyzate

2.3 不同脫色時(shí)間對(duì)純化的影響

活性炭對(duì)水解液有較好的脫色作用，但是活性炭對(duì)L — 酪氨酸也有吸附作用[6]，為了減少活性炭對(duì)L — 酪氨酸的吸附必須趁熱過(guò)濾和用沸水沖洗。從圖3可以看出，隨著脫色時(shí)間的延長(zhǎng)脫色率會(huì)逐漸增加，但是脫色時(shí)間超過(guò)60min后，脫色效果不再提升。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中純化脫色時(shí)間宜選為60min。

圖3 不同脫色時(shí)間對(duì)純化率的影響Fig.3 The effect of different bleaching time on the purified rate

3 結(jié)論與討論

麻竹筍干提取L — 酪氨酸的最佳工藝參數(shù)為：料液比1∶7，pH值為5.6，脫色時(shí)間60min。在此條件下，麻竹筍干提取L — 酪氨酸的提取率為0.109%，純度為90.6%。應(yīng)用此方法提取L — 酪氨酸，原料廉價(jià)易得，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)便，能有效的提高竹筍的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，推動(dòng)竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

從麻竹筍干中提取L — 酪氨酸的提取率較動(dòng)物類材料中低，這可能與麻竹筍干加工過(guò)程中殺青有關(guān)。每年竹筍加工都有大量的筍尾被丟棄，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，如果在加工基地將廢料曬干，直接用來(lái)提取L-酪氨酸，可使廢料延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間，減少L — 酪氨酸因加工和腐敗而流失。這樣既可以使大量竹筍廢料利用，提高經(jīng)濟(jì)效益，還能減少環(huán)境污染，適合工業(yè)生產(chǎn)。

從麻竹筍干中提取L — 酪氨酸的關(guān)鍵在于純化過(guò)程中對(duì)酪氨酸物理性質(zhì)的利用，L — 酪氨酸溶于酸微溶于水，溶于熱水不溶于冰水，能被冷的活性炭吸附，不吸附于熱的活性炭。利用好L — 酪氨酸的這些物理性質(zhì)，即可得到高純度的L — 酪氨酸。

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(文字編校：張 珉)

ExtractionofL-tyrosinefromdriedbambooshootsofDendrocalamuslaliflorus

TU Jia， AI Wensheng， LIU Xiangbo， YANG Ming, MENG Yong, LI Meiqun

(Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China)

The L-tyrosine from dried bamboo shoots ofDendrocalamuslalifloruswas extracted by hydrolysis. Factors which may influence the effects of extraction were studied including the solid-liquid ratio, pH and bleaching time. The results showed that the optimal parameters of the extraction technology of L-tyrosine from dried bamboo shoots ofDendrocalamuslalifloruswere: solid-liquid ratio of 1∶7, pH 5.6 and bleaching time of 60min. Under these conditions, the extraction rate of L-tyrosine was 0.109%.

dried bamboo shoots ofDendrocalamuslaliflorus; extraction technology; hydrolysis

2013 — 08 — 07

國(guó)家林業(yè)公益類項(xiàng)目(200904047)。

TS 209

A

1003 — 5710(2013)05 — 0048 — 03

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2013. 05. 013