堿浸提法提取脫脂火棘籽粕蛋白質工藝研究

尹玲紅 尹紅 黃誠

摘要 以脫脂火棘籽為原料，在測定火棘籽蛋白等電點的基礎上，用堿提酸沉法設計火棘籽蛋白的提取工藝，運用單因素試驗和正交試驗確定工藝參數(shù)，結果表明：最佳提取工藝參數(shù)為料液比1：12，堿提pH值10，堿提時間100 min，堿提溫度50 ℃，在此條件下火棘籽粗蛋白得率10.95%。

關鍵詞 火棘籽粕；蛋白質；提取工藝；堿浸提法

中圖分類號 TS255 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）08-0275-02

Abstract Taking seed of P.fortuneana as raw material，process parameters were determined by single factor experiment and orthogonal test at the basis of isoelectry of the protein.The results showed that the optimal process were as follows：the ratio of material to solvent was 1：12，pH value in alkali extraction was 10，and time was 100 min，at 50 ℃.Yield came to 10.95% under this condition.

Key words seed of P.fortuneana；protein；extraction process；alkali extraction adopted

火棘（P.fortuneana），又名火把果、赤陽子等，為薔薇科火棘屬常綠野生灌木果樹。我國火棘資源極為豐富，且分布集中，我國東南、西南和西北部[1]，如貴州和四川大巴地區(qū)每年鮮果產(chǎn)量均在2.5萬t以上[2]，湖北省鄂西南及神農(nóng)架年均產(chǎn)果近5萬t[3]?；鸺粌H具有較高的觀賞價值，其果實還具有很好的食用和藥用保健價值，火棘果代糧食用在我國已有1 700多年的歷史[4]，也是一種重要的天然色素、果膠及飼料資源[5]。該文就堿提酸沉法從脫脂火棘籽粕中提取蛋白質進行研究，確定提取脫脂火棘籽粕蛋白的工藝參數(shù)，以期為工業(yè)生產(chǎn)提供相應工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗儀器。HH-2型數(shù)顯恒溫水浴箱（北京醫(yī)療設備廠）；LD4-2A型低速離心機（北京醫(yī)用離心機廠）；GZX-9146MBF電熱恒溫鼓風干燥箱（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠）；PHS-3D精密pH計（上海市安艇有限公司）；TMP-2上皿式電子天平（湘儀天平儀器設備有限公司）。

1.1.2 試驗材料與試劑。脫脂火棘籽粕（湘西），硫酸鉀（分析純），氫氧化鈉（分析純），0.01ml/L鹽酸溶液，濃硫酸（分析純），2%硼酸，10%硫酸銅溶液，混合指示劑（1份0.1%甲基紅乙醇溶液與5份0.1%溴甲酚綠乙醇溶液臨用時混合）等。

1.2 試驗方法

1.2.1 蛋白質含量的測定。采用微量凱氏定氮法測定。稱取均勻樣品置于凱氏燒瓶內，消化，蒸餾，加入指示劑，用 0.01mL/L鹽酸溶液滴定吸收液，滴至溶液出現(xiàn)淺紫紅色為止。然后吸收空白消化液，按上述操作步驟，做空白試驗。重復3次。

1.2.2 蛋白質提取工藝流程。脫脂油粕→過篩（50目）→浸提→離心→上清液→調蛋白質等電點→離心→取下層沉淀→抽濾→鼓風干燥→產(chǎn)品。

1.2.3 工藝條件優(yōu)化。采用單因素試驗，分別探討堿浸提液pH值、浸提溫度、提取時間、料液比對脫脂火棘籽粕蛋白提取效果的影響。采用正交試驗L9（34），以堿浸提液pH值、浸提溫度、浸提時間、料液比為變量因素，以提取率為評價指標，得出提取脫脂火棘籽粕蛋白最佳工藝條件。

1.2.4 蛋白質提取率的計算。蛋白質提取率（%）=（提取火棘籽蛋白質量/火棘籽原蛋白質量）×100

2 結果與分析

2.1 脫脂火棘籽粕原蛋白含量測定結果

根據(jù)統(tǒng)計，3次測定脫脂火棘籽粕粗蛋白含量分別為14.62%、14.60%、14.55%，平均值為14.59%。

2.2 脫脂火棘籽粕蛋白質等電點確定

分別稱取20 g脫脂火棘籽粕按1∶12固液比，溫度40 ℃，加堿液調節(jié)pH值至10.0浸提100 min，然后離心15 min（3 000 r/min），取上清液，分別調pH值至2.9、3.2、3.5、3.8、4.1，離心15 min（3 000 r/min），取沉淀干燥后分別稱重，結果如表1所示?？梢钥闯觯攑H值在2.9～3.5范圍內時，火棘籽蛋白含量逐漸增大，最大可達0.272 g，當pH值大于3.5時，火棘籽蛋白含量逐漸減小，其原因是多數(shù)食物蛋白質最低溶解度出現(xiàn)在等電點附近[6]，因此選取酸沉pH值為3.5。

2.3 堿浸提取火棘籽蛋白單因素試驗結果

2.3.1 料液比對蛋白提取的影響。分別稱取20 g火棘籽粕置于燒杯中，按1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16固液比加蒸餾水浸泡，溫度50 ℃，加堿液調pH值至10.0浸提100 min，離心15 min（3 000 r/min），取上清液，然后調pH值至3.5，離心15 min（3 000 r/min），取沉淀干燥后分別稱量，再分別求出其提取率，結果見圖1?？梢钥闯?，蛋白質的提取率隨料液比的增加而升高，當料液比較小時蛋白質的提取率相對較低，但升高至1/12時蛋白質提取率增加已不明顯，這是由于火棘籽中含有膳食纖維，吸水膨脹能力較強，不易攪動，蛋白質提取率低[7]，從成本考慮，料液比選擇1/12為佳。

2.3.2 堿浸提液溫度對蛋白提取影響。分別稱取20 g火棘籽粕置于燒杯中，按1∶12固液比加蒸餾水浸泡，溫度分別調至30、35、40、45、50 ℃，加堿液調pH值至10.0浸提100 min，離心15 min（3 000 r/min），取上清液，然后調pH值至3.5，離心15 min（3 000 r/min），取沉淀干燥后分別稱量，再分別求出其提取率，結果見圖2?？梢钥闯觯S著溫度的升高，蛋白質的提取率增大，但由于50 ℃以上蛋白質易變性，導致其提取率下降[8]，因此，溫度選擇50 ℃為佳。

2.3.3 堿浸提液pH值對粕蛋白提取影響。分別稱取20 g火棘籽粕置于燒杯中，按1∶12固液比加蒸餾水浸泡，溫度為40 ℃，加堿液調pH值分別至7.0、8.0、9.0、10.0、11.0浸提100 min，離心15 min（3 000 r/min），取上清液，然后調pH值至3.5，離心15 min（3 000 r/min），取沉淀干燥后分別稱量，再分別求出其提取率，結果見圖3?？梢钥闯?，隨著pH值的升高，蛋白質提取率增加，但當pH值大于10時，增幅減小，且pH

值太高不利于后續(xù)分離工序，且還會導致氨基酸轉變?yōu)橛卸净衔颷9]。因此，pH值選擇10為佳。

2.3.4 浸提時間對蛋白質得率的影響。分別稱取20 g火棘籽粕置于燒杯中，按1∶12固液比加蒸餾水浸泡，溫度為40 ℃，加堿液調pH值至10.0，浸提時間分別為40、60、80、100、120 min，離心15 min（3 000 r/min），取上清液，然后調pH值至3.5，離心15 min（3 000 r/min），取沉淀干燥后分別稱量，再分別求出其提取率，結果見圖4?？梢钥闯?，隨著浸提時間的增加，蛋白質的溶出率增加，提取率升高，當浸提時間達到100 min后，蛋白質提取率增加已不明顯，但時間越長，能耗越大[10]。因此，浸提時間選擇100 min為佳。

2.4 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結果，影響火棘籽粕蛋白含量和蛋白質得率的主要因素為堿提pH值、浸提溫度、料液比、浸提時間。因此正交試驗設計為四因素三水平，見表3。采用L9（34）進行正交試驗，確定堿浸提取火棘籽粕蛋白最佳工藝條件，結果見表4?？梢钥闯?，在堿浸提法提取火棘籽粕蛋白質工藝中，由極差R的大小可以看出B因素，即堿提pH值為最重要因素，其次為A因素，即浸提溫度，而后才是C因素與D因素。4個因素的主次順序為堿提pH值﹥浸提溫度﹥料液比﹥浸提時間，再由k值可知，在A因素中A3為最好水平，在B因素中B3為最好水平，C、D因素的最好水平分別為C2、D3，故此工藝的最優(yōu)組合為A3B3C2D3，即堿提pH值10.0、浸提溫度50 ℃、料液比1∶12，酶反應時間100 min，在此工藝條件下，火棘籽粕蛋白提取率為10.95%。

3 結論

該試驗得出火棘籽蛋白提取最佳提取工藝條件為堿提pH值10.0、浸提溫度50 ℃、料液比1∶12，浸提時間100 min。在此工藝條件下，火棘籽蛋白質提取率可達到10.95%。提取出來的火棘籽蛋白，能生產(chǎn)一些功能性食品，適應市場需求，而且可以拓寬火棘籽利用率，更好地利用資源，具有積極的經(jīng)濟價值和現(xiàn)實意義，應用前景廣闊。

4 參考文獻

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