芝麻渣中蛋白提取方法的比較研究

焦曉波 王高楊 李錦紅 王曉藝 孟國慶 崔建東

（1. 天津科技大學(xué) 省部共建食品營養(yǎng)與安全國家重點實驗室，天津 300457；2. 菏澤學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院，菏澤 274015）

作為重要的油料作物之一，芝麻營養(yǎng)成分齊全，含量豐富，主要包含蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、碳水化合物和礦物質(zhì)［1］。其含18%-25%的蛋白質(zhì)［2］，水代法制油后的副產(chǎn)物為芝麻渣，其中蛋白質(zhì)含量為38%-50%［3］。每加工1 t芝麻產(chǎn)生1 t左右的濕芝麻渣。當(dāng)前，濕麻渣大部分被當(dāng)成飼料或肥料使用［3］，甚至作為廢料被丟棄，不僅易污染環(huán)境，而且造成蛋白資源的嚴(yán)重浪費。芝麻蛋白中富含蛋氨酸和色氨酸［4］，作為優(yōu)秀的植物蛋白來源，從芝麻渣中提取的芝麻蛋白可以廣泛用于食品、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域［5］。因此，將芝麻渣中的蛋白提取出來加以綜合利用，不僅能提高蛋白利用率，而且可以變廢為寶，具有廣闊的應(yīng)用前景和重要意義。

植物蛋白提取技術(shù)主要包括酶法［6］、超聲［7］和微波輔助萃?。?］等方法。由于芝麻蛋白中主要是球蛋白（約占80%）［3］，水溶性較佳，但是在堿性條件下溶解度較大，所以芝麻蛋白提取方法基本采用堿溶酸沉法。雖然此法操作簡單，但由于生產(chǎn)中使用大量強酸、強堿溶液，不僅對設(shè)備造成了一定的損害，而且會產(chǎn)生大量酸堿廢水污染環(huán)境，同時強堿強酸溶液也會產(chǎn)生美拉德反應(yīng)，從而使芝麻蛋白的營養(yǎng)質(zhì)量降低［9-10］。因此，需要尋找一種綠色環(huán)保、簡便且高效的提取芝麻蛋白的方法。

低共熔溶劑（Deep eutectic solvent，DES）作為一類新型的環(huán)境友好的綠色溶劑，具有合成簡單、純度高、制備成本低、毒性低和可生物降解等優(yōu)點［13-14］，被認(rèn)為是傳統(tǒng)溶劑的替代品［11-12］。DES 是由氫鍵受體和氫鍵供體通過氫鍵組合而成［15］，可用作多種不同溶質(zhì)的萃取溶劑，其萃取效果取決于黏度、密度、可混溶性和極性等物理性質(zhì)，通常選擇低黏度的溶劑混合，便于分離［16］。隨著對DES研究的不斷深入，DES在多種生物活性分子萃取方面表現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景［17］，如 DNA 提?。?8］、木質(zhì)素提?。?9］、蛋白質(zhì)的提取和酚酸的萃取等［20］。Xu等［21］合成了4種DES用于提取牛血清白蛋白，并選擇了氯化膽堿-甘油作為提取溶劑，考察了DES用量、鹽濃度、蛋白質(zhì)質(zhì)量、時間、溫度和pH值等因素對萃取效果的影響，通過單因素實驗，在優(yōu)化的提取條件下，提取率達到98.16%。Bai等［22］設(shè)計合成了6種DES，并選擇氯化膽堿-草酸為最佳提取溶劑，提取鱈魚皮中的膠原蛋白肽發(fā)現(xiàn)，氯化膽堿-草酸的摩爾比、提取溫度、時間和液固比對膠原蛋白肽提取率和純度有顯著影響。在最佳提取條件下，膠原蛋白及其多肽的提取率分別為91.57%和96.01%，純度分別為93.14%和100%。但利用DES從芝麻渣中提取芝麻蛋白的研究尚未見報道。本研究利用幾種DES提取制備芝麻渣中的芝麻蛋白，通過單因素實驗首先篩選出適合用于提取芝麻蛋白的DES，同時優(yōu)化了提取條件，并對比DES法和堿溶酸沉法對芝麻渣中蛋白的提取效果。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試劑 新鮮的濕芝麻渣由河北多祥益植物油有限責(zé)任公司提供，氫氧化鈉（分析純）博歐特（天津）化工貿(mào)易有限公司；氯化膽堿（ChCl，分析純）上海晶純生化科技股份有限公司；考馬斯亮藍G-250（分析純）索萊寶生物科技有限公司；牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)品 索萊寶生物科技有限公司；無水乙醇（分析純）天津市津東天正精細(xì)化學(xué)試劑廠；三水合醋酸鈉（SAT，分析純）薩恩化學(xué)技術(shù)（上海）有限公司；其他常規(guī)試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備 DF-Ⅱ集熱式磁力加熱攪拌器江蘇金怡儀器科技有限公司；UV-5100紫外可見分光光度計 上海元析儀器有限公司：全自動杜馬斯定氮儀 德國Elementa公司。

1.2 方法

1.2.1 脫脂芝麻渣的制備 將濕芝麻渣放置在在陰涼、干燥通風(fēng)處自然風(fēng)干，再用粉碎機將其粉碎，過 60目篩。篩下物用正己烷脫脂。脫脂條件為固液比1∶2，溫度 55℃，攪拌時間 4 h，間歇性攪拌。冷卻至室溫，4 000 r/min離心15 min，得到的沉淀在通風(fēng)櫥晾干后再用粉碎機將其粉碎，過60目篩，即得到脫脂芝麻渣粉。

1.2.2 不同DES的制備 以ChCl為氫鍵受體，乙酸、尿素和葡萄糖為氫鍵供體的DES制備方法為：將干燥的ChCl與不同的氫鍵供體按一定的摩爾比混合，于90℃水浴中磁力攪拌至形成均一、澄清、透明的溶液。SAT-尿素的制備方法為：將醋酸鈉和尿素按照1∶2的摩爾比混合于90℃水浴中磁力攪拌至形成均一、澄清、透明的溶液。得到4種DES，分別為 ChCl-乙酸、ChCl-尿素、ChCl-葡萄糖和SAT-尿素。

1.2.3 四種DES提取芝麻蛋白 稱取粉碎的脫脂芝麻渣4份，各0.100 g置于錐形瓶中，加1 mL水溶解，分別向其中加入5 mL制備好的DES，在75℃水浴下磁力攪拌3 h，離心后，利用考馬斯亮藍法測定上清液蛋白質(zhì)的含量。

1.2.4 利用不同的有機溶劑從DES中析出蛋白質(zhì) DES蛋白浸提液中蛋白分離采用有機溶劑沉淀法。本實驗采用的有機溶劑為乙醇、甲醇和丙酮。取蛋白浸提液1 mL，分別加入不同的有機溶劑4 mL，靜置30 min，離心，收集芝麻蛋白沉淀。

1.2.5 SAT-尿素體系提取條件對芝麻蛋白提取率的影響

1.2.5.1 固液比對芝麻蛋白提取率的影響 稱取粉碎的脫脂芝麻渣5份，各0.100 g置于錐形瓶中，加1mL水溶解均勻，按照不同的固液比（1∶30、1∶50、1∶80、1∶100和1∶150）向其中加入一定體積（3 mL、5 mL、8 mL、10 mL和15 mL）SAT-尿素，在75℃水浴條件下磁力攪拌180 min，6 000 r/min離心10 min后，得到芝麻蛋白浸提液，利用考馬斯亮藍法測定浸提液蛋白質(zhì)的含量。

1.2.5.2 提取時間對芝麻蛋白提取率的影響 稱取粉碎的脫脂芝麻渣5份，各0.100 g置于錐形瓶中，加1 mL水溶解均勻，向其中加入5 mLSAT-尿素，在75℃水浴條件下磁力攪拌（120 min、180 min、240 min、300 min和 360 min），6 000 r/min離心 10 min后，得到芝麻蛋白浸提液，利用考馬斯亮藍法測定浸提液蛋白質(zhì)的含量。

1.2.5.3 提取溫度對芝麻蛋白提取率的影響 稱取粉碎的脫脂芝麻渣5份，各0.100 g置于錐形瓶中，加1 mL水溶解均勻，向其中加入5 mL SAT-尿素，在一定溫度（45、55、65、75和85℃）下水浴條件下磁力攪拌180 min，6 000 r/min離心10 min后，得到芝麻蛋白浸提液，利用考馬斯亮藍法測定浸提液蛋白質(zhì)的含量。

1.2.5.4 提取次數(shù)對芝麻蛋白提取率的影響 稱取粉碎的脫脂芝麻渣5份，各0.100 g置于錐形瓶中，加1 mL水溶解均勻，再加入5 mL SAT-尿素，在75℃水浴條件下磁力攪拌180 min，6 000 r/min離心10 min后得到芝麻蛋白浸提液，利用考馬斯亮藍法測定浸提液蛋白質(zhì)的含量。利用乙醇析出芝麻蛋白后，剩余的芝麻渣以上述的提取方法進行二次提取。

1.2.6 SAT-尿素體系在芝麻蛋白提取過程中的重復(fù)使用性 稱取粉碎的脫脂芝麻渣0.100 g置于錐形瓶中，加1 mL水溶解均勻，向其中加入5 mL SAT-尿素，在75℃的磁力攪拌水浴鍋中攪拌3 h，冷卻至室溫后離心，向蛋白浸提液中加入4倍體積的無水乙醇，混合均勻后靜置、離心，將得到的沉淀物用蒸餾水洗滌后離心、凍干，得到芝麻蛋白。將離心后得到的SAT-尿素/乙醇混合溶液收集，利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將其中的乙醇和蒸餾水蒸出，收集SAT-尿素和乙醇。利用回收的SAT-尿素和乙醇對首次提取后的芝麻渣進行再次提取，具體方法為：將提取過的芝麻渣用1 mL蒸餾水混合均勻，置于錐形瓶中，再加入5 mL回收的SAT-尿素，在75℃的磁力攪拌水浴鍋中攪拌3 h，冷卻至室溫后離心，將浸提液中加入4倍體積的乙醇，靜置30 min后離心，將得到的沉淀用蒸餾水洗滌后凍干，得到芝麻蛋白。重復(fù)上述提取過程，再次回收的SAT-尿素用于提取新的芝麻渣，考察SAT-尿素的重復(fù)利用性。

1.2.7 堿溶酸沉法提取芝麻蛋白

1.2.7.1 單因素考察堿溶酸沉法提取芝麻蛋白的效果 稱取粉碎的脫脂芝麻渣0.100 g置于錐形瓶中，加入一定量的NaOH和蒸餾水，在一定溫度的水浴中磁力攪拌一段時間，使蛋白充分溶出。冷卻至室溫后，5 000 r/min 離心10 min，所得上清液即為芝麻蛋白質(zhì)提取液。取上清液用0.1 mol/L HCL溶液調(diào)節(jié)pH值至等電點使蛋白沉淀，5 000 r/min離心10 min，收集沉淀，調(diào)pH至7.0，經(jīng)真空冷凍干燥后，即得芝麻蛋白。分別考察加入NaOH的量（4%、7%、10%、13%、16%、19%和22%），固液比（1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和 1∶30），提取溫度（50、55、60、65、70、75和 80℃）和提取時間（0.5 h、1 h、2 h、3 h、4 h和5 h）對芝麻蛋白提取率的影響。

1.2.7.2 利用等電點法沉淀芝麻蛋白 取堿提后的芝麻蛋白提取液50 mL，用 0.l mol/L HCL調(diào)節(jié)pH為7.5，取上清液調(diào)至不同pH值（2.5、3、3.5、4和4.5）以沉淀蛋白質(zhì)，5 000 r/min離心10 min后，測定上清液中蛋白質(zhì)含量，上清液中蛋白質(zhì)濃度最低時的pH即為蛋白質(zhì)的等電點。

1.2.8 浸提液中蛋白質(zhì)含量測定 采用考馬斯亮藍法測定浸提液中的蛋白質(zhì)含量，以牛血清白蛋白為標(biāo)準(zhǔn)品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，建立的回歸方程為 A =7.308 6 C + 0.021 6（R2= 0.996 5），其中 A 為考馬斯亮藍在595 nm處的吸光度，C為蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度（mg/mL）。通過計算可得浸提液中蛋白質(zhì)含量，用以計算蛋白提取率。蛋白提取率按照下式進行計算：

式中，樣品中蛋白含量利用杜馬斯燃燒定氮法測得。

1.2.9 蛋白純度的測定 利用杜馬斯燃燒定氮法測定芝麻渣及其蛋白成品中的蛋白含量［23］。

2 結(jié)果

2.1 四種DES的制備及提取芝麻蛋白的效果

按照表1的制備條件，分別制備了ChCl-乙酸、ChCl-尿素、ChCl-葡萄糖和SAT-尿素，均為均一、透明、澄清液體。利用這4種DES從芝麻渣中提取芝麻蛋白，結(jié)果如圖1所示。

圖1 四種低共熔溶劑提取芝麻渣中的芝麻蛋白Fig. 1 Extraction of sesame protein from sesame residue with 4 deep eutectic solvents

ChCl-乙酸、ChCl-尿素、ChCl-葡萄糖和SAT-尿素均可以提取出芝麻渣中的芝麻蛋白，蛋白提取率分別為49%、55.86%、35.75%和46.69%。由結(jié)果可知，4種DES提取芝麻蛋白的提取率大小為ChCl-尿素＞ChCl-乙酸＞SAT-尿素＞ChCl-葡萄糖。

表1 不同低共熔溶劑的制備條件Table 1 Preparation conditions of different deep eutectic solvents

2.2 利用有機溶劑從DES中析出蛋白質(zhì)

分別向ChCl-乙酸、ChCl-尿素、ChCl-葡萄糖、SAT-尿素蛋白浸提液中加入甲醇、乙醇、丙酮后，均可互溶。但是實驗結(jié)果表明，使用有機溶劑不能將ChCl-乙酸、ChCl-尿素、ChCl-葡萄糖蛋白浸提液中的蛋白析出，只有SAT-尿素體系蛋白浸提液加入乙醇后，有大量絮狀沉淀產(chǎn)生，但加入甲醇或丙酮卻不能析出蛋白。

2.3 DES法提取芝麻蛋白的單因素實驗結(jié)果

2.3.1 固液比對芝麻蛋白提取率的影響 如圖2所示，SAT-尿素體系在不同固液比（1∶30、1∶50、1:80、1∶100和1∶150）下蛋白提取率分別為24.15%、50.00%、46.43%、44.24%和 33.00%， 因此選擇最佳固液比為1:50。

2.3.2 提取時間對芝麻蛋白提取率影響 如圖3所示，隨著提取時間增加，蛋白提取率呈現(xiàn)先上升后下降，然后趨于穩(wěn)定的趨勢，在180 min時達到最大，因此選擇最佳提取時間為180 min。

2.3.3 提取溫度對芝麻蛋白提取率的影響 如圖4所示，SAT-尿素體系在不同溫度（45、55、65、75和85℃）下蛋白提取率隨著溫度的升高，蛋白質(zhì)提取率逐漸增大，當(dāng)提取溫度達到75℃時蛋白質(zhì)提取率達到最大（49.54%），之后降低，因此，初步確定最佳提取溫度為75℃。

圖2 不同固液比對SAT-尿素體系提取芝麻渣中蛋白的影響Fig. 2 Effect of different solid-liquid ratios on the extraction of protein from sesame residue by SAT-urea system

圖3 不同提取時間對SAT-尿素體系提取芝麻渣中蛋白的影響Fig. 3 Effect of different extraction time on the extraction of protein from sesame residue by SAT-urea system

2.3.4 提取次數(shù)對提取率的影響 如表2所示，一次提取芝麻蛋白的提取率在50%左右，為了將芝麻渣中剩余蛋白提取出來，從而增加原料的利用率，我們利用新鮮的SAT-尿素體系將一次提取后的芝麻渣廢渣進行二次提取。

2.3.5 SAT-尿素的重復(fù)利用性 重復(fù)3次DES提取芝麻蛋白實驗步驟，共提取3.000 g芝麻渣中的芝麻蛋白（圖5），單次提取3.000 g芝麻蛋白的提取率為49.54%。重復(fù)利用第1次提取1.000 g芝麻渣中蛋白的提取率為49.23%，第2次提取剩余芝麻渣中蛋白，即二次蛋白提取率為17.73%；第3次提取1.000 g芝麻渣中蛋白的提取率為43.60%，第4次提取剩余芝麻渣中蛋白的提取率為11.93%；第5次提取1.000 g芝麻渣中蛋白的提取率為33.76%，第6次提取剩余芝麻渣中蛋白提取率為7.99%。重復(fù)使用6次SAT-尿素提取芝麻蛋白的總提取率為54.74%。

圖4 不同溫度對SAT-尿素體系提取芝麻渣中蛋白的影響Fig. 4 Effect of different temperatures on the extraction of protein from sesame residue by SAT-urea system

表2 提取次數(shù)對提取率的影響Table 2 Effect of extraction times on extraction rate

2.4 堿溶酸沉法提取芝麻蛋白的條件優(yōu)化

2.4.1 氫氧化鈉含量對蛋白提取率的影響 由圖6可知，氫氧化鈉添加量在4%-19%時，蛋白提取率隨氫氧化鈉添加量的增大而提高，當(dāng)氫氧化鈉添加量為19%時，蛋白提取率達到最大；此后隨著加堿量的繼續(xù)增大，蛋白質(zhì)提取率有降低趨勢，而且過高的加堿量對芝麻蛋白的生物活性有一定的影響，因此選擇加堿量為19%作進一步優(yōu)化。

2.4.2 溫度對芝麻蛋白提取率的影響 當(dāng)提取溫度在50-70℃時，芝麻蛋白提取率隨溫度的增加而提高。當(dāng)溫度在70℃時，蛋白提取率達到最高為73.07%（圖7），故選擇溫度為70℃作進一步優(yōu)化。

圖5 SAT-尿素體系重復(fù)使用對提取芝麻渣中蛋白的影響Fig. 5 Effect of the reusability of SAT-urea system on the extraction of protein from sesame residue

圖6 氫氧化鈉添加量對蛋白提取率的影響Fig. 6 Effect of sodium hydroxide addition amount on protein extraction rate

圖7 溫度對蛋白提取率的影響Fig. 7 Effect of temperature on protein extraction rate

2.4.3 提取時間對蛋白提取率的影響 由圖8可以看出，當(dāng)提取時間為0.5 h-3 h時，芝麻蛋白提取率隨時間的增加而提高。在3 h時，蛋白提取率最大。當(dāng)提取時間延長為3 h-5 h時，芝麻蛋白提取率隨時間變化不大，因此選擇提取時間為3 h作進一步優(yōu)化。

圖8 不同提取時間對蛋白提取率的影響Fig. 8 Effect of different extraction time on protein extraction rate

2.4.4 不同固液比對蛋白提取率的影響 由圖9可知，固液比在1∶10-1∶30時，蛋白提取率隨固液比的增大而提高，當(dāng)固液比為1∶30時，蛋白提取率達到最大，為78.17%。但是與固液比為1∶25時的提取率（75.27%）相差較小。考慮到過大的固液比會造成后續(xù)分離蛋白較大的負(fù)擔(dān)，且廢液量也會隨著固液比的提高而增加。因此選擇固液比為1∶25作進一步優(yōu)化。

圖9 不同固液比對蛋白提取率的影響Fig. 9 Effect of different solid-to-liquid ratios on protein extraction rate

2.4.5 利用等電點法沉淀芝麻蛋白 由圖10可以看出，芝麻蛋白在pH 3.5時溶解度最小，最易形成沉淀物，因此確定蛋白質(zhì)等電點為3.5。

圖10 芝麻蛋白等電點測定Fig. 10 Isoelectric point determination of sesame protein

以芝麻加工后的副產(chǎn)物芝麻渣為原料，利用堿溶酸沉法提取芝麻蛋白。通過單因素試驗，考察了氫氧化鈉添加量、提取溫度、提取時間和固液比對蛋白提取率的影響，確定了堿溶酸沉法最佳工藝條件：氫氧化鈉添加量19%、溫度70℃、時間2 h、固液比1∶25、酸沉pH為3.5。在此條件下，芝麻蛋白提取率為73.86%，蛋白純度為83.375%。

2.5 兩種芝麻蛋白提取方法的比較

在各自最優(yōu)提取條件下，比較了兩種芝麻蛋白提取方法的提取率和蛋白純度，結(jié)果見表3。堿溶酸沉法蛋白提取率比低共熔溶劑法高2.45%，但是后者提取蛋白的純度比前者高6.058%，并且在相同干燥條件下后者提取的蛋白顏色較深。可以看出，由于芝麻蛋白中大多為堿溶性蛋白，在最佳提取條件下，堿提效果較好；但該方法局限于堿溶性蛋白的提取，不適合提取酸溶性蛋白，其雖然操作簡單，但提取過程中使用大量強堿、強酸溶液，不僅腐蝕設(shè)備，而且處理不當(dāng)還會對環(huán)境造成污染。相比之下，低共熔溶劑法作為一種綠色環(huán)保的蛋白提取方法，在蛋白提取率和提取蛋白的純度等方面都表現(xiàn)出很好的效果，并且SAT-尿素具有較好的重復(fù)利用性，因此，低共熔溶劑法總體上優(yōu)于堿溶酸沉法。

3 討論

3.1 DES和有機溶劑的選擇

ChCl-乙酸、ChCl-尿素、ChCl-葡萄糖和SAT-尿素均可以從芝麻渣中提取出芝麻蛋白，其中ChCl-尿素蛋白提取率最高，然后利用有機溶劑將芝麻蛋白進行沉淀分離。有機溶劑的加入使溶液的介電常數(shù)降低，溶質(zhì)分子之間的靜電引力增加，聚集成沉淀［24］。向4種DES蛋白浸提液中分別加入有機溶劑后，蛋白質(zhì)在DES浸提液中的溶解度變小，從而使蛋白以沉淀的形式析出［25］。

Xu等［21］研究發(fā)現(xiàn)DES對牛血清蛋白的提取率很高，他們認(rèn)為在DES萃取牛血清蛋白過程中的主要作用力是DES/蛋白質(zhì)簇集物的形成，但是通過改變體系的離子強度來對蛋白質(zhì)進行反萃取的效率并不高。SAT-尿素體系蛋白浸提液加入乙醇后，有大量絮狀沉淀產(chǎn)生，原因可能是乙醇可以破壞SAT-尿素/蛋白聚集體，同時使芝麻蛋白之間的靜電引力增加，溶解度降低，從而析出芝麻蛋白。經(jīng)離心、洗滌后可得到芝麻蛋白沉淀，因此選擇SAT-尿素體系作為最佳DES用于提取芝麻蛋白。乙醇具有毒性小、氣味較小等優(yōu)點，適合用于食品加工生產(chǎn)［26-27］，因此選擇乙醇作為最佳有機溶劑用于析出芝麻蛋白。

表3 兩種芝麻蛋白提取方法的比較Table 3 Comparison of two extraction methods of sesame protein

3.2 不同提取條件對DES提取芝麻蛋白的影響

3.2.1 固液比對芝麻蛋白提取率的影響 固液比會影響芝麻渣與溶劑的接觸面積，當(dāng)溶劑的體積增加時，溶劑和溶質(zhì)的接觸面積將會增大，芝麻蛋白浸出率增加；當(dāng)SAT-尿素的體積過大時，由于纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等物質(zhì)的溶出，影響了芝麻蛋白的提取，導(dǎo)致提取率降低。并且當(dāng)溶劑體積較大時，不利于之后利用有機溶劑法析出蛋白。

3.2.2 時間對芝麻蛋白提取率的影響 在DES中較長時間地提取，會使蛋白質(zhì)分子中疏水基團暴露于分子表面，從而發(fā)生部分聚集［28］，導(dǎo)致蛋白質(zhì)在DES中的溶解度降低，使蛋白提取率降低，并且其他雜質(zhì)的溶出影響了芝麻蛋白的提取。

3.2.3 溫度對芝麻蛋白提取率的影響 溫度升高時，SAT-尿素黏度降低，溶解蛋白的能力增強，但在提取溫度較高條件下，其他雜質(zhì)的溶出影響了芝麻蛋白的提取。隨著溫度繼續(xù)增加，蛋白提取率開始下降，而且溫度過高也會影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，同時在高溫條件下可能會使其他雜質(zhì)的溶出，影響了芝麻蛋白溶出率和純度。

3.3 SAT-尿素的重復(fù)利用性

DES作為一種新型、綠色環(huán)保的低共熔溶劑，如果能將其回收重復(fù)使用將有利于降低生產(chǎn)成本。基于SAT-尿素體系具有較低的揮發(fā)性，我們采用旋蒸的方式將SAT-尿素/乙醇混合物中的乙醇從SAT-尿素分離出來，得到的SAT-尿素和乙醇分別可以再次用于芝麻蛋白的提取和沉淀，這樣不僅能降低成本，且可以提高芝麻蛋白提取率。

SAT-尿素在重復(fù)使用6次的過程中，芝麻蛋白提取率逐漸降低，但總提取率高于單次提取效果，并且單次提取芝麻蛋白所需要的SAT-尿素的體積為重復(fù)使用提取的3倍。雖然在萃取蛋白質(zhì)的重復(fù)使用過程中會導(dǎo)致SAT-尿素的蛋白萃取效率下降，但較好的重復(fù)使用性、和蛋白提取率，以及較低的使用量對于降低工業(yè)化應(yīng)用成本是有利的。

3.4 DES法和堿溶酸沉法的比較

研究了兩種從芝麻渣中提取芝麻蛋白的方法：堿溶酸沉法和DES法，堿溶酸沉法是目前比較常見的植物蛋白提取方法，該方法操作簡單，有較好的蛋白提取效果，但提取過程中使用強酸、強堿溶液，不僅對設(shè)備造成了一定的損害，對環(huán)境造成污染，而且強堿、強酸溶液也會造成芝麻蛋白的生物活性降低甚至失活。因此，提出并優(yōu)化了一種利用低共熔溶劑提取芝麻蛋白的方法，該工藝表現(xiàn)出較好的芝麻蛋白提取效果。芝麻蛋白提取率可達71.41%，所制備的芝麻蛋白純度為89.433%，提取的芝麻蛋白純度比堿溶酸沉法高6.058%，并且SAT-尿素表現(xiàn)出較好的重復(fù)利用性，無廢液的產(chǎn)生，相比于堿溶酸沉法，DES法更高效和環(huán)保。因此，這些結(jié)果表明DES法是一種新型綠色的植物蛋白提取方法。該研究為植物蛋白的綠色提取提供了新思路。

4 結(jié)論

堿溶酸沉法最佳工藝條件：氫氧化鈉添加量19%、溫度70℃、時間2 h、固液比1∶25、酸沉pH為3.5。在此條件下，芝麻蛋白提取率為73.86%，蛋白純度為83.375%。通過單因素實驗得到SAT-尿素提取芝麻蛋白的最佳條件為：溫度為75℃，提取時間180 min、固液比為1∶50、利用乙醇沉淀蛋白、提取兩次，此條件下芝麻蛋白提取率可達71.41%，所制備的芝麻蛋白純度為89.433%，提取的芝麻蛋白純度高于堿溶酸沉法。