全 文 ：中国农业大掌学报 9 9 9 1, 4 ( 4 ) : 9 4一 9 8 、
Jo u
r n a l o f C h in a A g r ie u l t u r a l U n iv e r s it y
营养酸模叶蛋白提取工艺①
邓 勇① 唐建涛 沈 群
(中国农业大学食品学院 )
摘 要 研究用加热法 、 酸碱法 、酸化加热法和发酵酸法从营养酸模中提取叶蛋白的工艺 。 结果表明酸化加
热法是一种提取效果好 ,且简单易行的方法 。 用该方法 ( p H ~ 4 . 0 , 72 ℃ )进行营养酸模叶蛋白的提取 , 叶蛋 白
质量分数达到 63 . 23 % ,提取率达到 36 . 09 % ,得率达到 1 . 82 呱 。
关被词 营养酸模 ; 叶蛋白 ; 提取工艺 ; 得率 ; 提取率
分类号 T S 2 1 9 ; 5 5 4 8 . 0 9 9
E x t r a C t i o n o f L e s f P r o t e i n F r o m M o d e r n
一 S l a m
D e n g Y o n g T a n g J i
a n t a o S h e n Q
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( C o lle g e o f F o o d cS i e n e e a n d E n g in e e r i n g
,
C A U )
A b s t r a e t T h e e x t r a e t i o n o f l e a f P r o t e i n f r o m m o d e r n
一 s l a m w a s s t u d i e d w i t h t h e t h e r m a l
m e t h o d
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, a e id i f i e d t h e r m a l m e t h o d a n d f e r m e n t e d a e id o n e
.
T h e
e x P e r im e n t r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e a e id i f i e d t h e r m a l o n e ( PH = 4
.
0
,
7 2 ℃ ) 15 a v a i l a b l e t o g e t
t h e p r o t e i n e o n t e n t o f t h e p r o d u e t 6 3
.
2 3%
,
t h e r a t i o o f e x t r a e t i o n 3 6
.
0 9% a n d t h e r a t i o o f
o b t a i n i n g 1
.
5 2铸 .
K e y w o r d s m o d e r n
一 s l a m ; l e a f p r o t e i n ; e x t r a e t io n ; r a t io o f o b t a i n i n g ; r a t i o o f e x t r a e t io n
营养酸模 ,按 因格勒分类系统属寥科酸模属 ,是运用遗传工程边缘杂交出来的食用或饲用
新品种 ,既具有高产 、 优质 、 速生的特性 , 又耐碱 、 耐寒 、 耐旱 ,适宜在盐碱地 、 荒地上种植 。 它是
目前世界上产草量和蛋 白质含量最高的栽培作物之一 ,其蛋白质含量可达 35 % l[] 。 自 1 9 9 5 年
从前苏联引进以来 , 已在我国西北 、 华北 、 东北地区大面积试种 。 目前 ,我国对营养酸模的研究
仅限于栽培 、 营养成分及动物饲养实验 ,用营养酸模提取叶蛋 白的研究尚属空 白 。 笔者采用几
种不 同的方法提取营养酸模中的叶蛋 白 ,取得 了较好的效果 。
1 材料与方法
供试材料为营养酸模 , 由沃地来集团提供 。
实验仪器设备 有 : 分析天平 (湖南天平 仪器厂 ) , p H S 一 25 型 酸度计 (上海雷 磁仪器厂 ) ,
C S l o 1 3 型 电热鼓风干燥箱 (重庆实验设备厂 ) , 白菊牌 S H J J一 2 型多用食品加工机 (北京威克特
电器集团 ) , L D 4 一 2 型低速离心机 (北京 医用离心机厂 ) 。
测定方法如下 :
收稿日期 : 1 9 9 9一 0 2一 1 1
①国家 “九五 ”科技攻关项 目
②邓 勇 ,北京清华东路 17 号 中国农业大学 (东校区 ) 1 13 信箱 , 1 0 0 0 8 3
第 4 期 邓 勇等 :营养酸模叶蛋白提取工艺
p H 值 , 用酸度计测定 , 参照 G B / T 1 0 4 6 8一 89 ;粗蛋 白质含量 , 用凯氏定氮法测定 , 参照
G B / T 1 4 7 7 0一 90 ;用计算法求得蛋白质的提取率和得率 。
营养酸模叶蛋白提取工艺流程 2j[ 如下 :
原材料挑选~ 洗净切碎 ( 1 c m )~ 打浆~ 压榨过滤~ 汁液 (备用 ) ~
沉淀~ 烘干~ 粉碎~ 包装
制备发酵酸时 ,首先将甘蓝洗净 , 同时将泡菜坛和盖用开水消毒 2 遍 ,把甘蓝放进坛内 , 添
加凉开水浸没甘蓝 ,盖严 , 自然发酵 2 ~ 4 d ( 7 , 8 月份 ) ,得到 p H 一 3 . 6~ 4 . 0 的泡菜酸 ,备用 。
2 结果与分析
2
.
1 不同生长期营养酸模含水率及蛋白质含 t 的测定
由表 1可见 , 随着营养酸模生长期的推移 , 叶片
蛋白质的质量分数由 36 . 56 铸降至 24 . 46 % ,这是 由
于其组织内木质素及纤维素的含量增多所致 。 随着
生长期的推移 , 营养酸模叶片含水率在逐步降低 ,含
水率反映了营养酸模叶片的老嫩程度和提取蛋 白质
的难易程度 。 所以 ,对加工原料要适时采收 ,植株过
老会增加叶蛋 白的提取难度并降低成品的纯度 。
表 1 营养酸模叶片含水率 夕, 和 w
(蛋 白质 ) 与生长期的关系 %
采摘日期 叭 w (蛋白质 )
0 4一 2 4
0 5一 2 2
0 6一 1 7
8 8
.
0 6
8 7
.
7 3
8 6
.
7 9
3 6
.
5 6
2 8
.
9 7
2 4
.
4 6
.2 2 提取工艺与提取效果的关系
以 p H 值 、 温度 8 及 w ( N a CI )作为实验因素 , 分别选取 3 个水平 , 选用 L g ( 3 4 )表进行正交
实验 , 结果见表 2 。
表 2 正 交试验及结果
试验号 A
w ( N a C I ) / %
B
P H
空列 w (蛋白质 )/ 铸 提取率 / % 得率 / %
月了连`舟bo口001户J内月了11CU, .上O口叹U1.0
.…119é八`9自q乙QO乙1, .任`口介Jō了尸ao11ūJQùōb11二LJóXū了O.…内匕J任OUCO自0110八j9éQJQ曰八jC内hQ口11夕úōbCjA`O以b内bQ曰门了11qOJ乙8丹.…ù气0. ,l门01口0tJUzìdo尸3一b巴Jlì八l匕匀户0JU,1八乙八j10自白」1 ( 0 . 2 )l ( 0 . 2 )1 ( 0 . 2 )
2 ( 0
.
4 )
2 ( 0
.
4 )
2 ( 0
.
4 )
3 ( 0
.
6 )
3 ( 0
.
6 )
3 ( 0
.
6 )
即℃
l ( 2 0 )
2 ( 3 0 )
3 ( 4 0 )
3 ( 4 0 )
1 ( 2 0 )
2 ( 3 0 )
2 ( 3 0 )
3 ( 4 0 )
1 ( 2 0 )
51296一7843n949137一750“40376一8091
w (蛋白质 )/ 呱
l ( 1 1 )
2 ( 1 2 )
3 ( 1 3 )
2 ( 1 2 )
3 ( 1 3 )
l ( 1 1 )
3 ( 1 3 )
1 ( 1 1 )
2 ( 12 )
5 5
.
6 3
6 0
.
3 7
5 8
.
3 7
5 8
5 8
5 7
5 7
5 9
5 7
1
.
nùO`11八dCJJn,一,且,口八jQJ130897一95提取率 /呱
5 8
5 8
5 7
O
.
2 9
3 2
3 2
l O
1 7
2 9
3 4
3 0
2
.
2 6 4
说明 : 实验材料采摘日期为 。4一 24 。
对于营养酸模的叶蛋白纯度 ,各实验因素影响大小的顺序为 B > A > C ,最佳提取工艺为
中 国 农 业 大 学 学 报 1 9 9 9 年
A
I
B ZC ;
, 而从营养酸模的叶蛋白提取率来看 , 影响大小顺序也为 B > A > C , 最佳提取工艺为
A
3
B ZC
: ;故综合 w (蛋白质 )和叶蛋 白提取率这 2 项指标考虑 , 以提取率为考核指标 , 则最佳提
取工艺为 A 3B ZC : ,即 w ( N a C I ) = 0 . 6% , p H = 1 2 , 夕= 3 o eC 。
2
.
3
2
.
3
.
1
不同沉淀方法对营养酸模叶蛋白沉淀效果的影响
加热法
将营养酸模汁液快速加热至实验温度 , 恒
温 s m in ,测定不同温度下 叶蛋白的沉淀效果 ,
见图 1 。 可以看 出 ,加热温度低于 40 ℃时 , 沉淀
量很少 , 随着温度升高 ,蛋 白质沉淀速度加快 ,
蛋白质质量分数 w 及提取率 。 均在不断增大 ,
当加热至 7沙 C 时 , 二 (蛋 白质 )及 。 均达 到峰
值 ,分别为 60 . 2 肠和 36 . 21 % 。 温度继续升高
时 , w (蛋 白质 )及 。 开始下降 。 因此 , 采用加热
法沉淀营养酸模叶蛋 白的最佳温度为 70 ℃ 。
实验材料采摘 日期 : 。 5一 2
八甘0汽石内bA`今白
攀\ǎ唱扣洲è日七`
4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5
0/ ℃
7 0 7 5 8 0
图 1 加热温度 8 与叶蛋 白提取 率 。
和 w (蛋 白质 )的关系
2
.
3
.
2 酸碱 法
用不同量的盐酸或氢氧化钠将营养酸模汁液的 p H 值调至不同的数值 ,测定不同的 p H 值
对叶蛋白沉淀效果的影响 ,结果见表 3 。 可以看出 ,在 p H < 5 . 5 或 p H > 10 . 0 时 ,有较多的蛋 白
质沉淀分离出来 , p H 值在 4 . 0 ~ 5 . 0 之间时 , 蛋白质质量分数 、 叶蛋白提取率都能达到较大值 ,
此时 w (蛋白质 )一 61 . 24 % ,叶蛋 白提取率 一 35 . 3 % 。 p H 值为 1 0 . 0 或大于 10 . 0 时 ,以上 2 项
指标明显低于酸法沉淀且不稳定 。 因此 , 采用酸碱法沉淀营养酸模叶蛋白的最佳 p H 值在 4 . 0
一 5 . 0 之间 。
表 3 p H 值与叶蛋白沉淀效果的关系
p H 值 切 (蛋白质 )/ 提取率 / }
_
w (蛋白质 )/ 提取率 / }
_
w (蛋白质 )/ 提取率 /
% 《 } p H 值 _ _ 1 PH 值 _
l 沁 粉 } 沁 粉
2
.
0 5 1
.
5 1 1 4
.
2 3
{
5
·
0 6。· “ 3 3 · 5 8 …8· 。 5 3 · 6 ` 5 · 3 6
2
.
5 5 1
.
7 2 2 3
.
7 1
}
5
’
5 5 8
` “ 6 2 6 ’ “ 7
}
8
’
5 5 4
’ “ 5 5 · 7 3
3
。
0 5 3
.
4 2 2 6
.
4 1
1
6
’ 。 5 7 ’ 7“ 8 ` 2 5 1 ” ’ 0 5 5 ’ 7 2 6 ` 2 83 . 5 5 6 . 8 8 3 1 . 9 7 … 6 . 5 5 5 ’ 6 3 ` 2 “ 2 … ” ` 5 5 6 ` ” 7 7 ’ 5 64 。 0 6 1 . 2 4 3 5 . 3 3 … 7 ’ 。 5 3 ’ 艺6 “ ’ 4 8 { ’ 0 ’ 。 5 7“ 4 9 ’ “ 2
4
.
5 5 9
.
5 7 3 4
.
2 6 } 7
·
5 5 0
·
6 4 6
·
2 4 } 1 1
·
0 5 6
·
1 8 8
·
1 4
说明 : 实验材料采摘日期为 。 5一2 。
2
.
3
.
3 酸化加热法
为进一步提高叶蛋白的提取效果 ,将酸法与加热法 的最佳条件加以组合 ,进行二因素全处
理组合实验 ,结果如表 4 所示 。 可 以看出 , 在 p H 一 4 , 夕~ 72 C 时 , w (蛋白质 ) 为 63 . 23 % , 提取
率为 36 . 09 铸 , 均达到最大值 。 所以 , 以 p H 一 4 , 夕一 72 ` C 为最佳工艺参数 。
.2 .3 4 发酵酸法
选择加酸量及静置时间作为实验因素 , 进行两因素三水平正交实验 ,结果见表 5 。 由各水
平的均值可知 , 以提取率为考察指标 ,最优水平为 A 3B 3 ,即 v (发酵酸 ) /v (汁液 ) 一 3 : 1 , 静置
第 4期 邓 勇等 :营养酸模叶蛋白提取工艺
表 4 酸化加热法对营养酸模叶蛋 白沉淀效果的影响
p H值 6 /℃ w (蛋白质 )/ % 得率 /% 提取率 /%
丹bl几ōO甘曰八」
78一59
11Q口比bQ口n, l
24830一967896一231ù.工,土一上
9é勺自
1
.
8 2
2
.
1 5
5397一860
作子. .上9自11六艺八b勺产O口
241097一8653
ō卜了口口二亡」
0347一982 . 1 1
31一2503 80一74
1
.
9 1
1
.
9 5
1
.
9 4
.05燮78142
687024一
3
.
8
4 0
4
.
2
4
.
4
说明 : 实验材料采摘日期为 0 5 一2 。
表 5 用发酵酸法沉淀营养酸模叶蛋 白的实验结果
因 素 实验结果
实验号 A
V (发酵酸 ) / V (汁液 ) A X Bt /m i n
l ( 1 0 )
2 ( 1 5 )
3 ( 2 0 )
1 ( 1 0 )
2 ( 1 5 )
3 ( 2 0 )
l ( 1 0 )
2 ( 1 5 )
3 ( 2 0 )
6 0
.
2 9
5 8
.
7 2
5 8
.
2 2
空列 w (蛋白质 )/
%
提取率 /
%
11C乙O口9é
ǔULaǎ找ù八b己ǎb内匕ō月性O口
.…一了月ū了口UQUd尸al`LJ亡510dq11八j
八j11
l ( 2
:
1 )
1 ( 2
:
1 )
l ( 2
:
l )
2 ( 2
.
5
:
l )
2 ( 2
.
5
:
1 )
2 ( 2
.
5
:
1 )
3 ( 3 : 1 )
3 ( 3
:
1 )
3 ( 3
:
l )
6 3
.
2 8
6 0
.
1 1
6 1
.
1 2
5 9
.
9 1
1 7
.
1 2
1 9
.
3 2
2 2
.
5 0
1 8
.
5 1
2 2
.
2 3
1 9
.
5 9
2 2
.
2 8
2 2
.
8 0
2 1
.
9 6
。 (蛋白质 )/ %
6 1
.
5 0
5 8
.
3 9
5 7
.
3 4
5 8
.
9 2
5 8
.
4 8
5 9
.
8 3
5 9
.
8 0
5 8
.
6 3
5 8
.
8 0
R 4
.
1 6 2
.
0 7 1
.
3 5 1
.
1 7
1 9
.
6 5 1 9
.
3 0 2 0
.
4 4 1 9
.
8 4
提取率 /铸 2 0 . 1 1 2 1 . 4 5 2 0 . 5 7 1 9 . 9 3
2 2
.
3 5 2 1
.
4 6 2 1
.
2 7 2 2
.
3 4
R 2
.
7 0 2
.
1 6 0
.
8 3 2
.
5 0
说明 : 实验材料采摘日期为 。6一 17 。
中 国 农 业 大 学 学 报 1 9 9 9 年
时间 t 一 20 m in 时 ,提取率可达 21 . 96 % ;从蛋白质含量的角度来看 , 最优水平为 A I B : , 即 V (发
酵酸 )/ V (汁液 ) 一 2 : 1 , t 一 10 m in 时 , w (蛋 白质 ) 可达 63 . 28 % : 故从 以上 2 项指标综合来考
虑 ,以蛋 白质的提取率为主要考察指标 ,最佳提取工艺参数为 A 3 B : ,即 V (发酵酸 ) / V (汁液 ) -
3 : 1 , t一 1 5 m i n 。
3 结 论
l) 营养酸模叶蛋白的最优提取工艺参数为 w ( N a CI ) ~ 0 . 6呱 , p H 一 12 , 8一 30 ℃ 。
2) 几种沉淀营养酸模叶蛋白的方法的适应性顺序如下 : 酸化加热法 ,发酵酸法 ,酸碱法 ,加
热法 。
酸化加热法的最佳工艺参数为 : 6一 72 ℃ , pH 一 .4 价
发酵酸法的最佳工艺参数为 : v (发酵酸 ) / v (汁液 ) 一 3 : 1 ,静置时间 t 一 15 m in ;
酸碱法的最佳 p H 值为 .4 0一 .5 叭
加热法的最佳加热温度为 70 ℃ 。
参 考 文 献
叶蛋白的提取工艺 . 中国农业大学学报 , 1 997 , 2 (6 ) : 8 一 91
籽粒觅叶蛋白提取工艺 . 中国农业大学学报 , 19 98 , 3 ( 2 ) : 10 5一 109
等山群卢沈群根
海
沈涂勇邓ǎ .10`