昭通市四縣區(qū)白魔芋和花魔芋中蛋白質含量的測定研究

葉 坪，何宣婷,何 嵋，彭 瀟，張文艷，師 睿

（昭通學院 化學化工學院，云南 昭通 657000）

1 引言

魔芋屬于被子植物門、單子葉植物綱、天南星科、魔芋屬，是一種經(jīng)濟價值和保健價值都非常高的多年生草本植物，又名蛇六谷、雷星、鬼芋、蛇頭草、蛇包谷[1]等。我國是魔芋種植大國，種植總面積多達十萬多公頃，魔芋資源主要分布在云南、貴州、四川、陜南和湖北等地的山區(qū)。魔芋產(chǎn)業(yè)是這些地區(qū)的重要支柱產(chǎn)業(yè)[2]。在昭通市11 縣區(qū)大面種植的主要有白魔芋（Albus）和花魔芋（Akoac）兩種。魔芋產(chǎn)業(yè)有巨大的發(fā)展前景，在藥理價值方面，魔芋是我國的一種古典醫(yī)藥[3]，除具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗腫瘤、減肥作用外，還具有胃腸道保護功能、通便、止血等作用[4]。在食用價值方面，可以制作成魔芋豆腐、魔芋餅干、魔芋粉條、魔芋糕等味道鮮美，口感宜人的食品，也可作為添加劑應用于各類保健食品、美容食品和兒童營養(yǎng)食品之中[5]。在生態(tài)價值方面，魔芋的規(guī)?；N植，能提高植被覆蓋度、減少水土流失、保護生態(tài)環(huán)境[6]。

魔芋塊莖中主要含葡甘聚糖（簡稱KGM）、蛋白質及多種氨基酸、淀粉、生物堿、神經(jīng)酰胺、微量元素、維生素等成分[7]。蛋白質是生命的物質基礎，是人體中不可缺少的組成成分[8]。蛋白質與人體的營養(yǎng)代謝、氧氣運輸、信息交流、細胞結構、增強免疫和遺傳物質等相關[9]，具有構成機體、修復組織、構成酶和激素等活性物質、供給機體能量等生理功能，也是人體中氮的唯一來源，具有糖類和脂肪不可替代的作用[10]。

考馬斯亮藍法是目前實驗室中最常見、靈敏度最高的一種測定蛋白質含量的方法[11]?？捡R斯亮藍法測定蛋白質具有成本低、快速簡捷、精密度高、顯色靈敏、重現(xiàn)性好及干擾物質少[12]等優(yōu)點，可檢測的蛋白質數(shù)量低達1 ug[13]，是目前靈敏度最高的蛋白質測定法，可作為微量蛋白質測定的首選方法[14]。蛋白質是一項質量和資源評價的重要指標，用一種快速、準確、方便的方法來檢測蛋白質含量是必不可少的[15]。魔芋化學成分種類很多且含量豐富，但目前研究最多的是葡甘聚糖，對其他成分研究應用較少且造成資源浪費，現(xiàn)對昭通市彝良、鎮(zhèn)雄、巧家、永善四縣區(qū)花魔芋和白魔芋中水溶性蛋白質進行提取及含量的測定，旨在為今后昭通地區(qū)的魔芋開發(fā)利用提供部分理論數(shù)據(jù)支持和參考依據(jù)[16]。

2 實驗部分

2.1 實驗材料

將采自彝良、鎮(zhèn)雄、巧家、永善四縣的新鮮白魔芋和花魔芋洗凈切成小片，放入40 ℃恒溫干燥箱烘20 小時，用粉碎機粉碎過60 目篩后，制得魔芋粉，裝入樣品瓶中備用。

2.2 實驗儀器

2.3 實驗藥品

表2 實驗藥品

2.4 實驗方法

2.4.1 溶液的配制

蛋白質標準溶液：稱取牛血清白蛋白10.10 mg于100 mL 燒杯中，加入蒸餾水溶解，移入100 mL容量瓶，加蒸餾水定容[17]。得0.1010 mg/mL 蛋白質標準溶液，放入4 ℃冰箱中保存。

考馬斯亮藍G-250 溶液：稱取100.5 mg 考馬斯亮藍G-250 于500 mL 燒杯中，依次加入95%乙醇50 mL，85%磷酸100 mL，溶解后移入1 L 容量瓶中，最后用蒸餾水定容[18]，得0.1005 mg/mL 考馬斯亮藍G-250 溶液（棕紅色），過濾后置于棕色試劑瓶中保存?zhèn)溆谩?/p>

2.4.2 最大吸收波長的確定

用吸量管吸取蛋白質標準溶液0.5 mL 于10 mL容量瓶中，然后加入考馬斯亮藍G-250 溶液5 mL，最后加蒸餾水定容，搖勻后用分光光度計在波長540～640 nm 下測其最大吸收波長，每隔20 nm 測定一次，結果見圖1。

圖1 最大吸收波長結果

圖1 表明在波長580～600 nm 有最大吸收波長，然后在580～600 nm 之間每隔2 nm 測定一次，結果見圖2。

圖2 最大吸收波長結果

圖2 表明，在波長588 nm 時，測定的吸光度值最大，達到0.499，因此選擇588 nm 為最大吸收波長。

2.4.3 標準曲線的制作

以蛋白質標準溶液制作標準曲線，用7 個10 mL的容量瓶做好標記，分別加入標準溶液0 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL，加入5 mL 考馬斯亮藍G-250 溶液，加蒸餾水定容，搖勻靜置10 min。用722 型分光光度計在波長588 nm 下以0 mL 的標準液容量瓶為空白對照比色，以吸光度為縱坐標，蛋白質濃度為橫坐標，繪制標準曲線，結果見圖3。

圖3 標準曲線制作結果

圖3 標準曲線的方程為：Y=0.0557X+0.0829，牛血清蛋白含量（X）和吸光度（Y）的相關系數(shù)R2=0.9995，表明方程的線性良好可應用。

2.4.4 蛋白質含量測定方法

將提取液用4000 r/min 的離心沉淀器離心15 min，用吸量管吸取0.2 mL 提取液于10 mL 容量瓶中，加入考馬斯亮藍G-250 溶液5 mL，加蒸餾水定容，室溫條件下反應10 min，在588 nm 處測定吸光度，平行做3 個重復，取其吸光度的平均值代入標準曲線方程，求出提取液濃度，代入下列公式計算魔芋中蛋白質的含量。

2.4.5 單因素試驗

以提取溫度、提取時間和提取料液比三個因素作為對象來進行實驗，以確定魔芋中水溶性蛋白質的最佳提取條件。依據(jù)查閱的參考文獻，綜合考慮基礎條件設定為：提取料液：1∶35（g/mL）、提取時間50 min，提取溫度40 ℃。

2.4.5.1 最佳提取溫度的確定

用電子分析天平分別稱取8 份永善縣白魔芋粉1 g 置于燒杯中，按1∶35（g/mL）料液比加入蒸餾水，攪拌均勻后放入恒溫水浴鍋中，溫度分別為25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃，浸提50 min，按上述1.4.4 測定方法進行測定。

2.4.5.2 最佳提取時間的確定

用電子分析天平分別稱取8 份永善白魔芋粉各1 g，置于燒杯中，按1∶35（g/mL）料液比加入蒸餾水，攪拌均勻后放入40 ℃恒溫水浴鍋中分別浸提20、30、40、50、60、70、80、90 min，按上述1.4.4 測定方法進行測定。

2.4.5.3 最佳提取料液比的確定

用電子分析天平分別稱取6 份永善白魔芋粉各1 g，置于燒杯中，分別按料液比（g/mL）為1∶25、1∶30、1∶35、1∶40、1∶45、1∶50、加入蒸餾水，攪拌均勻后放入35 ℃恒溫水浴鍋中分別浸提60 min，按上述1.4.4 測定方法進行測定。

2.4.6 樣品蛋白質含量的測定

用電子分析天平分別稱取彝良、鎮(zhèn)雄、巧家、永善四縣的白魔芋粉和花魔芋粉各1 g 于燒杯中，按上述最佳提取條件浸提，得到蛋白質提取液，按上述1.4.4 測定方法進行測定。

3 實驗結果與分析

3.1 單因素試驗結果

3.1.1 最佳提取溫度單因素實驗結果

按2.4.5.1 實驗方法進行實驗，測定吸光度，計算出蛋白質含量，結果見圖4。

圖4 最佳提取溫度單因素實驗結果

由圖4 可知，蛋白質含量隨著提取溫度的升高，呈先增加后降低的趨勢，溫度在25 ℃～35 ℃之間，測得的蛋白質含量隨溫度升高而增加，是因為分子的擴散速率隨溫度的升高而增加，有利于蛋白質分子的溶解[19]。當溫度為35 ℃時，測得的蛋白質含量最高，達到2.00%，而后隨著溫度的升高，測得的蛋白質含量開始降低，這是由于溫度逐漸升高，蛋白質的結構開始發(fā)生變化，水溶性蛋白質含量逐漸降低。因此，提取溫度選擇35 ℃為宜。

3.1.2 最佳提取時間單因素實驗結果

按2.4.5.2 實驗方法進行實驗，測定吸光度，計算出蛋白質含量，結果見圖5。

圖5 最佳提取時間單因素實驗結果

由圖5 可知，在20～40 min 之間，測得的蛋白質含量隨提取時間的增加而呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。在40～60 min 之間，隨提取時間的增加而呈快速上升的趨勢。當提取時間為60 min 時，測得的蛋白質含量達到最大值，達到1.98%。60 min 后隨著時間的延長測得的含量逐漸降低。為了縮短工時減少能耗，提取時間選擇60 min 為宜。

3.1.3 最佳提取料液比單因素實驗結果

按2.4.5.3 實驗方法進行實驗，測定吸光度，計算出蛋白質含量，結果見圖6。

圖6 最佳提取料液比單因素實驗結果

圖6可知，提取料液比在1∶25～1∶35（g/mL）之間，隨著提取液增加，測得水溶性蛋白質的含量呈現(xiàn)快速上升的趨勢。當提取料液比達到1∶35（g/mL）時，測得蛋白質的含量最高，達到1.91%。提取料液比在1∶35～1∶50（g/mL）之間，測得蛋白質的含量開始降低，但變化趨勢較為緩慢，這是由于一定體積的提取液已將有效成分基本溶出[20]，提取料液比選擇1∶35（g/mL）為宜。

3.2 樣品的測定結果

按2.4.4 實驗方法進行4 縣區(qū)花魔芋和白魔芋的蛋白質含量的測定，各縣的花魔芋和白魔芋均平行做3 個重復，計算其平均含量，結果見圖7。

圖7 魔芋水溶性蛋白質含量測定結果

由圖7 可知，在不同地區(qū)同一品種魔芋中所含的水溶性蛋白質含量有差異，同一地區(qū)花魔芋和白魔芋中的水溶性蛋白質含量也有差異，但差異不大。

測得四個縣區(qū)白魔芋中水溶性蛋白含量最高的縣是永善縣，達到2.14%。含量的高低順序是：永善縣（2.14%）＞巧家縣（2.07%）＞彝良縣（1.89%）＞鎮(zhèn)雄縣（1.87%）

四個縣區(qū)花魔芋中水溶性蛋白含量最高的縣是鎮(zhèn)雄縣，達到2.12%。含量的高低順序是：鎮(zhèn)雄縣（2.12%）＞彝良縣（1.98%）＞巧家縣（1.93%）＞永善縣（1.83%）。

3.3 測定方法的檢驗

3.3.1 精密性實驗

用吸量管分別吸取6 份蛋白質標準溶液各0.2 mL于10 mL 容量瓶中，然后按上述2.4.4 測定方法進行測定，計算RSD 值，如表3所示，得RSD =1.54%＜5%，表明實驗儀器精密度較好。

表3 精密度實驗結果

3.3.2 穩(wěn)定性實驗

稱取永善縣白魔芋粉1 g，按上述最佳提取條件浸提得到蛋白質提取液，然后按上述2.4.4 測定方法進行測定，每隔10 min 進行1 次測定，連續(xù)測定6 次，記錄其吸光值變化，觀測其穩(wěn)定性。如表4所示可知，在顯色1 小時內(nèi)吸光度值比較穩(wěn)定，RSD=0.11%＜5%，表明1 小時內(nèi)樣品溶液穩(wěn)定性較好[21]。

表4 穩(wěn)定性實驗結果

3.3.3 重復性實驗

分別稱取6 份永善縣白魔芋粉各1 g，按上述最佳提取條件浸提得到蛋白質提取液，然后按上述2.4.4 測定方法分別進行測定，記錄其吸光度值，計算RSD 值。如表5所示，得RSD=1.64%＜5%，表明該方法重復性較好。

表5 重復性實驗結果

3.3.4 回收率試驗

取6 份已知含量的白魔芋粉各1 g，按照上述最佳提取條件浸提，得到蛋白質提取液。用吸量管吸取0.1 mL 提取液于10 mL 容量瓶中，加入蛋白質標準溶液0.1 mL，然后按上述2.4.4 測定方法分別進行測定，計算回收率及RSD 值，如表6所示，得RSD=2.25%＜5%，表明該方法準確度較高[22]。

表6 回收率實驗結果

4 結論與分析

4.1 本論文采用水浸提法對昭通4 個縣區(qū)魔芋中水溶性蛋白進行提取，通過單因素實驗確定了魔芋中水溶性蛋白質的最佳提取條件為：提取溫度35 ℃，提取時間60 min，提取料液比1∶35（g/mL）。

4.2 采用考馬斯亮藍法測定魔芋中水溶性蛋白質含量，結果表明不同產(chǎn)地魔芋中水溶性蛋白質含量有所差別，同一地區(qū)花魔芋和白魔芋中的水溶性蛋白質含量也有差異，但差異不大。

4.3 測得四個縣區(qū)白魔芋中水溶性蛋白含量最高的縣是永善縣，達到2.14%。含量的高低順序是：永善縣（2.14%）＞巧家縣（2.07%）＞彝良縣（1.89%）＞鎮(zhèn)雄縣（1.87%）

4.4 四個縣區(qū)花魔芋中水溶性蛋白含量最高的縣是鎮(zhèn)雄縣，達到2.12%。含量的高低順序是：鎮(zhèn)雄縣（2.12%）＞彝良縣（1.98%）＞巧家縣（1.93%）＞永善縣（1.83%）。

4.5 本試驗精密性、穩(wěn)定性、重復性、回收率良好，測定方法相對準確。