全 文 ：第 25卷 第 2期
2010年 4月
郑 州 轻 工 业 学 院 学 报 (自 然 科 学 版 )
JOURNALOFZHENGZHOUUNIVERSITYOFLIGHTINDUSTRY(NaturalScience)
Vol.25 No.2
Apr.2010
收稿日期:2009-11-28
基金项目:新疆生物资源基因工程重点实验室资助项目(XJDX0201— 2006— 10)
作者简介:敬思群(1966—), 女 ,四川省宜宾市人 , 新疆大学副教授 ,硕士生导师 , 主要研究方向为新疆特色林果加工 .
文章编号:1004-1478(2010)02-0022-05
四翅滨藜叶蛋白提取工艺优化及氨基酸分析
敬思群 , 王桓
(新疆大学 生命科学与技术学院 , 新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐 830046)
摘要:对四翅滨藜叶蛋白的提取工艺及氨基酸分析进行研究 ,确定最佳工艺条件为:料液比 1∶20,预
浸 48 h,打浆时间 4 min, pH=3.0, 60 ℃条件下絮凝 5 min.此时叶蛋白提取率和收率分别可达
31.05%和 1.12%.氨基酸分析结果显示 ,四翅滨藜叶蛋白的氨基酸组成种类齐全 ,必需氨基酸含量
较高 , 氨基酸分数较高 ,是一类比较优质的蛋白质资源 .
关键词:四翅滨藜;叶蛋白;提取;氨基酸
中图分类号:TS202.1 文献标志码:A
Multi-userjointdetectioninTD-SCDMA
JINGSi-qun, WANGHuan
(CollegeofLifeSci.andTech., XinjiangUniv., Urumqi830046, China)
Abstract:TheextractiontechniquesandaminoacidofleafproteinfromAtyiplexCanescenwerestudied.The
optimizationconditionswerequalityratio1∶20, soaktime48 h, pulpingtime4 min, pH=3.0, flocculation
5 minat60℃, onsuchconditonsthepercentofextractionandyieldofleafproteinwere31.05%and1.12%
respectively.TheresultsshowedthatleafproteinfromAtyiplexCanescencontainedrelativelycompleteamino
acidcompositionandwasrichinessentialaminoacids.Itisakindofvaluableproteinresource.
Keywords:AtyiplexCanescen;leafprotein;extraction;aminoacids
0 引言
四翅滨藜(AtyiplexCanescen)为藜科植物 ,长绿
灌木 ,耐寒 ,抗高温 ,宜于海拔 2 000 m左右地区生
长 ,冬季叶变灰绿色 ,具有耐干旱 、抗盐碱 、耐寒冷 、
防火阻燃的特性 .在年均降水量 350 mm以下 、年
均气温 5 ℃左右 、极端最低温 -40 ℃的干旱半干旱
荒漠盐碱地带生长良好 .其植物叶片中的蛋白质
含量丰富 ,占鲜叶部分干重的 20% ～ 30%,是一种
非常好的蛋白质资源 ,具有极高的利用价值 .
叶蛋白(leavesproteinconcentration, LPC)是指
从青嫩茎叶中 ,经茎汁 、絮凝 、干燥等工艺提取的一
种富含蛋白质的浓缩物[ 1] ,属功能性蛋白质 [ 2] .本
文拟对四翅滨藜叶蛋白提取工艺进行研究 ,并对其
氨基酸进行分析 ,以期为开发新型蛋白资源提供理
论依据 .
1 实验
1.1 材料及仪器
材料:四翅滨藜 ,采于新疆乌鲁木齐野生动物
敬思群 ,等:四翅滨藜叶蛋白提取工艺优化及氨基酸分析
园;牛血清白蛋白 ,考马斯亮蓝 G250,氢氧化钠 ,
HCL,均为分析纯 ,上海前尘生物科技有限生司产 .
仪器:JA2003型电子天平 ,北京赛多利斯天平
有限公司产;FD— 1普通型真空冷冻干燥机 ,
PHS— 3C数字型 pH计 ,上海雷磁仪器厂产;Spec-
trumlab53紫外 -可见分光光度计 ,上海豫康科教
仪器设备有限公司产;安捷伦高效液相色谱仪 ,美
国安捷伦公司产;DG160型八两装中药材粉碎机 ,
浙江省瑞安市春海药材器械厂产;Biofuge台式高
速离心机 ,棱光技术有限公司产;DZKW-S-4型
电热恒温水浴锅 ,浙江省余姚市仪器仪表有限公
司产.
1.2 操作方法
酸化加热法:将四翅滨藜加水 、浸提 、打浆后以
3 000r/min离心 20 min,得绿色汁液 ,用盐酸调 pH
值至完全絮凝 , 4 000 r/min离心分离 10 min,取叶
蛋白膏冷冻干燥 ,得叶蛋白.四翅滨藜蛋白质含量
的测定采用凯氏定氮法[ 3] .
蛋白提取液中蛋白质含量的测定:首先绘制考
马斯亮蓝溶液的标准曲线 ,将预先配制的考马斯亮
蓝溶液 5 mL分别加入 1#— 7#试管中 ,再将 20 μL,
40 μL, 80 μL, 120 μL, 160 μL, 200 μL的 1.0 g/L
的牛血清白蛋白标准溶液分别注入 1#— 6#试管中 ,
静置 5min,在 595nm下比色 , 7#试管调节 0点 ,记
录 1#— 6#试管的吸光值 ,绘制标准曲线 ,得到牛血
清白蛋白含量 C(g/L)与吸光度 A的回归方程为
A=2.828 9C+0.014 6 R2 =0.998 1
测定时 ,空白管为 5 mL考马斯亮蓝溶液 ,测定
管为 5mL考马斯亮蓝和 0.1 mL待测样品 .
叶蛋白得率 =待测浓度 ×稀释倍数 ×
提取液体积 /原料干重 ×100 %
采用高效液相色谱和 PICO.TAG氨基酸分析
柱对四翅滨藜叶蛋白进行测定.柱温 40 ℃;流速
1.0mL/min;紫外检测器:338 nm, 262 nm;荧光检
测器:激发波长 340 nm,发射波长 450 nm;激发波
长 266nm,发射波长 305 nm.
2 结果与讨论
2.1 料液比对叶蛋白质提取率及得率的影响
称取 5g四翅滨藜碎叶 ,分别按不同固液比预
浸 48h,打浆 3 min,离心后调 pH=3.0 , 60 ℃水浴
5 min.在此条件下 ,料液比对叶蛋白质提取率及得
率的影响见图 1.
图 1 料液比对叶蛋白提取率及得率的影响
由图 1可以看出:当料液比为 1∶20时 ,叶蛋白
质提取率和叶蛋白得率最高 , 分别达 30.08%和
1.12%;料液比低于 1∶20时 ,由于溶液太少 ,提取
不充分 ,因此一部分蛋白质不能抽提出来 ,提取效
果较低;当料液比大于 1∶20时 ,由于加水量过大 ,
分离过程中蛋白质浓度过稀 ,影响蛋白质沉淀效
果 ,同时溶液溶解了较多的色素和细小纤维 ,并且
使生产设备体积增大 ,降低了生产效率 ,使得四翅
滨藜叶蛋白的蛋白质提取率及得率有轻微降低 .
2.2 打浆时间对叶蛋白质提取率及得率的影响
称取 5 g四翅滨藜碎叶 ,按固液比 1∶20预浸
48 h,不同打浆时间后 ,离心 ,调 pH=3.0, 60 ℃水
浴 5 min,其叶蛋白提率及得率结果见图 2.
图 2 打浆时间对叶蛋白提取率及得率的影响
由图 2可以看出 ,叶蛋白的提取率及得率随打
浆时间增长而增加.这是由于打浆时间增加 ,四翅
滨藜叶的粉碎程度加大 ,四翅滨藜叶与溶液的接触
面积就大 ,这样比较容易浸提出叶蛋白.当打浆时
间延长至一定值后 ,继续增加打浆时间 ,四翅滨藜
叶蛋白提取率及得率提高不显著.因此选择打浆时
间大于 3 min.
·23· 第 2期
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2.3 加热温度对叶蛋白质提取率的影响
称取 5 g四翅滨藜碎叶 ,按固液比 1∶20预浸
48 h,打浆 3min,离心后调 pH=3.0,分别于不同加
热温度下下水浴 5 min,其叶蛋白提取率及得率结
果见图 3.
图 3 加热温度对叶蛋白提取率及得率的影响
由图 3可以看出 ,将离心后含蛋白质的上清液
加热到 40℃时 ,叶蛋白开始迅速凝集 ,随着温度的
升高 ,沉淀加快 ,沉淀量增加 ,这时凝集物主要为叶
绿体蛋白 ,当温度达到 50 ℃以后 ,白蛋白开始凝
集 ,但白蛋白所占的比例很小 ,因此达到 50 ℃后 ,
叶蛋白浓缩物产量变化不明显 .四翅滨藜叶蛋白
蛋白质提取率及得率在 60 ℃时最高 , 分别为
29.98%及 1.09%,然后迅速下降 , 70 ℃时分别降
低了 7%和 1%左右 ,这是由于温度继续升高使部
分蛋白质变性 ,所以影响了叶蛋白蛋白质的提取率
及得率 .
2.4 絮凝时间对叶蛋白质提取率的影响
称取 5 g四翅滨藜碎叶 ,按固液比 1∶20预浸
48 h,打浆 3 min,离心后调 pH=3.0, 60℃下 ,不同
絮凝时间时的叶蛋白提取率及得率见图 4.
图 4 絮凝时间对叶蛋白提取率及得率的影响
由图 4可以看出 ,在絮凝时间 3 ～ 10min时 ,随
着絮凝时间的增加 ,叶蛋白提取率及得率增加 ,在
絮凝 3 min时 ,由于时间太短 ,絮凝不完全 ,当絮凝
5 min时 ,蛋白质已经基本凝集完全 ,四翅滨藜叶蛋
白的提取率及得率分别为 28.38%和 0.9%,当絮
凝 10 min时 ,叶蛋白提取率及得率最高 ,分别为
29.25%及 0.95%,而絮凝 5 min与絮凝 10 min的
叶蛋白提取率只相差 0.87%,得率只相差 0.05%,
这说明絮凝 5 ～ 10 min时叶蛋白提取率及得率基
本上达到稳定状态.当絮凝时间大于 10 min时 ,四
翅滨藜叶蛋白提取率及得率有了显著降低 ,这是由
于较长时间加热使部分蛋白质变性的缘故.因此 ,
在实际生产中絮凝时间可选择 5 min.
2.5 pH值对叶蛋白质提取率及得率的影响
取 5 g四翅滨藜碎叶 , 按固液比 1∶20预浸
48 h,打浆 3 min,离心后 ,不同 pH值条件下 , 60 ℃
水浴 5min,其叶蛋白提取率及得率见图 5.
图 5 pH值对叶蛋白提取率及得率的影响
由图 5可以看出 ,分别在 pH=3, 7, 11时 ,曲线
出现 3个波峰 ,且 pH=3时的峰值最高 ,这说明提
取液中至少存在 3种不同成分的蛋白质 .且 pH=
3时 ,蛋白质沉淀物浓缩量最大.而当 pH=3时 ,四
翅滨藜叶蛋白质提取率及得率最高 , 分别为
28.31%和 0.94%,说明四翅滨藜叶蛋白主要为酸
性蛋白 ,等电点约在 pH=3;当 pH=5和 9时四翅
滨藜叶蛋白提取率最低 ,与 pH=3时相差 9%.这
是由于四翅滨藜里含有等电点为 5和 9范围内的
蛋白较少或没有;在 pH=11时出现峰值 ,说明四翅
滨藜里含有碱性蛋白 ,但含量较少 .
2.6 正交试验
以打浆时间 /min(因素 A),料液比(因素 B),
加热温度 /℃(因素 C),絮凝时间 /min(因素 D),
pH值(因素 E)为参考对象进行正交试验 ,结果见
表 1.
由表 1可以看出 ,加热温度对叶蛋白提取率和
收率的影响最大 ,料液比对叶蛋白提取率和收率的
影响最小.综合考虑生产成本等其他因素后确定最
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敬思群 ,等:四翅滨藜叶蛋白提取工艺优化及氨基酸分析
表 1 正交试验结果
试验号 A B C D E 叶蛋白提取率 /% 叶蛋白得率 /%
1 2 1∶15 50 3 2 16.45 0.62
2 2 1∶20 60 5 3 30.08 1.02
3 2 1∶25 70 10 4 17.65 0.65
4 2 1∶30 80 15 5 21.85 0.68
5 3 1∶15 60 10 5 27.97 0.84
6 3 1∶20 50 15 4 18.54 0.63
7 3 1∶25 80 3 3 23.66 0.76
8 3 1∶30 70 5 2 28.63 0.87
9 4 1∶15 70 15 3 26.93 0.82
10 4 1∶20 80 10 2 22.04 0.72
11 4 1∶25 50 5 5 24.38 0.79
12 4 1∶30 60 3 4 29.24 0.94
13 5 1∶15 80 5 4 19.53 0.68
14 5 1∶20 70 3 5 25.75 0.80
15 5 1∶25 60 15 3 23.90 0.77
16 5 1∶30 50 10 2 20.45 0.65
K1 21.508/0.743 22.720/0.740 19.955/0.672 23.775/0.780 22.755/0.735
K2 24.700/0.775 24.102/0.792 27.797/0.892 25.665/0.840 25.280/0.813
K
3 25.647/0.818 22.398/0.743 24.740/0.785 22.027/0.715 21.240/0.725
K4 22.408/0.725 25.043/0.785 21.770/0.710 22.805/0.725 24.988/0.778
R 4.139/0.093 2.645/0.052 7.842/0.220 3.628/0.725 4.140/0.088
注:K1 , K2 , K3 , K4 , R均为叶蛋白提取率 /叶蛋白得率.
佳工艺条件为:打浆时间 4 min,料液比 1∶20,加热
温度 60 ℃,絮凝时间 5 min, pH=3 ,在此条件下叶
蛋白质提取率和得率分别可达 31.05%和 1.12%.
2.7 四翅滨藜叶蛋白中氨基酸的组成分析
四翅滨藜叶蛋白中氨基酸和色氨酸的液相分
析图谱分别见图 6,图 7.四翅滨藜 、苜蓿 、油茶和纤
维产品中叶蛋白中氨基酸的比较结果见表 2.
由表 2可以看出 ,叶蛋白粉中总氨基酸含量的
排列顺序为:苜蓿叶蛋白 >油茶蛋白 >四翅滨藜叶
蛋白 >纤维产品;四翅滨藜叶蛋白粉中含有 8种必
需氨基酸 , 必需氨基酸含量占氨基酸总含量的
44%,必需氨基酸与非必需氨基酸含量的比值为
0.78,分别大于 FAO/WHO标准规定的 40%和 0.6[ 5] ,
图 6 氨基酸的液相分析图谱
由此可认为四翅滨藜叶蛋白是优质蛋白质资源 .
3 结论
四翅滨藜叶蛋白提取的最佳工艺条件为料液
比 1∶20,预浸 48 h,打浆 4 min, pH=3.0, 60℃条件
下絮凝 5 min,此时叶蛋白提取率和得率分别达
31.05%和 1.12%.四翅滨藜叶蛋白的氨基酸分析
结果显示:其氨基酸种类齐全 , 必需氨基酸含量较
高 ,氨基酸分数较高 ,表明四翅滨藜叶蛋白是一类
比较优质的蛋白质资源 ,应用前景广泛 .
图 7 色氨酸的液相分析图谱
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表 2 四翅滨藜 、苜蓿 、油茶和纤维产
品叶蛋白中氨基酸的含量比较 %
氨基酸名称 四翅滨藜 苜蓿 油茶 纤维产品
异亮氨酸 1.54 2.38 0.95 0.47
亮氨酸 2.25 2.97 2.61 0.94
赖氨酸 1.77 1.67 1.80 0.47
蛋氨酸 0.54 0.61 1.18 0.16
苯丙氨酸 1.60 1.74 0.97 0.54
苏氨酸 1.27 2.04 0.45 0.41
色氨酸 0.47 2.60 1.24 0.53
缬氨酸 1.92 2.44 1.29 0.72
胱氨酸 0.12 0.52 0.24 0.19
酪氨酸 0.70 1.91 0.81 0.34
精氨酸 1.33 1.85 6.59 0.37
组氨酸 0.65 0.72 0.28 0.16
丙氨酸 1.70 2.64 1.78 0.79
天冬氨酸 2.84 5.81 3.68 1.23
谷氨酸 3.26 4.71 15.82 0.41
甘氨酸 1.47 1.84 1.59 0.71
脯氨酸 1.31 1.92 1.09 0.66
丝氨酸 1.21 1.86 1.36 0.42
总氨基酸 25.99 40.23 43.73 9.52
E/N 0.78 0.69 0.32 0.80
E/T 0.44 0.41 0.24 0.45
注:前 8种氨基酸为必需氨基酸 ,其他氨基酸为非必 需氨基酸 .E/N为必需氨基酸 /非必需氨基酸 , E/T为
必需氨基酸量 /总氨基酸量 .
参考文献:
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学版 , 2006(1):66.
(上接第 8页)
可以看出:1)浸膏中的烟碱含量与对应烟叶的综合质
量 、香气质 、香气量 、浓度 、劲头 、余味呈正相关关系 ,
且与浓度 、劲头的相关性最强;植醇含量与对应烟叶
的综合质量 、香气质 、香气量 、浓度 、劲头 、余味呈负相
关关系 ,且与劲头的相关性最强;其他挥发性成分中
的干扰物质 /致香成分与对应烟叶的综合质量及各单
项指标均呈负相关关系 ,其中与综合质量和刺激性的
相关性最强 ,且达到了显著程度.2)烟碱含量与对应
烟叶的劲头相关性最强 ,植醇含量与对应烟叶的余味
相关性最强 ,干扰物质 /致香成分与对应烟叶的综合
质量及其他指标的相关性最强 ,即劲头大的烟叶其浸
膏中的烟碱含量高 ,余味差的烟叶其浸膏中的植醇含
量高 ,综合质量好的烟叶其浸膏中的致香成分含量
高 ,对香气有干扰作用的成分含量低.
3 结论
不同地区烟叶浸膏中挥发性成分的组成差异
较大 ,而同地区烟叶浸膏中挥发性成分的差异主要
表现在各组分的相对含量方面 ,这从一定程度上解
释了不同地区烟叶间的风格差异和同地区 、不同等
级烟叶间质量差异的原因.烟碱和植醇是各种烟叶
浸膏中普遍存在且含量较高的组分 ,并与烟叶质量
间存在一定的相关性 ,而其他挥发性成分的含量虽
少 ,但其组成与烟叶质量间的关系却更密切.
参考文献:
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·26· 2010年