全 文 ：安徽农学通报，Anhui Agri.Sci.Bull.2016，22（24）
早竹竹叶蛋白的微波提取工艺优化
陈致印 何佳慧 许泽文
（湖南人文科技学院农业与生物技术学院，湖南娄底 417000）
摘 要：该文以早竹竹叶为研究对象，pH7.8的磷酸缓冲溶液为提取剂，采用微波提取法，并用考马斯亮蓝染
色法测定蛋白质含量，在料液比、提取时间、提取温度、微波功率等单因素试验的基础上，进行L9（34）正交试
验设计，优化了微波提取早竹竹叶蛋白的工艺参数。结果表明：各因素对早竹竹叶蛋白质的提取率的影响
顺序依次为：微波时间＞微波温度＞微波功率＞料液比。微波提取早竹竹叶蛋白的最佳工艺条件为：料液
比为1∶25，微波时间为8min，微波温度为54℃，微波功率为500W，在此最佳条件下，提取率为8.07%。
关键词：早竹竹叶；蛋白质；微波
中图分类号 S795 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）24-0103-04
Optimization of Microwave Assisted Protein Extraction from Phyllostachys praecox Bamboo Leaves
Chen Zhiyin et al.
（College of Agriculture and Biotechnology，Hunan University of Humanities，Science and Technology，Loudi 417000，
China）
Abstract：Taking the leaves of Phyllostachys praecox bamboo as material，phosphate buffer solution as extract sol⁃
vent，and the protein content was determined by Coomassie Brilliant Blue Staining. On the basis of single factor tests
of solid- liquid ratio，microwave time，microwave temperature and microwave power，L9（34）orthogonal experiment
was used to optimize the extraction of Phyllostachys praecox bamboo leaves. The results showed that the effect of the
investigated factors on the extraction yield of Phyllostachys praecox bamboo leaves protein was in sequence of micro⁃
wave time，microwave temperature，microwave power，solid-liquid ratio.The optimum conditions of microwave-assist⁃
ed extraction of Phyllostachys praecox bamboo leaves protein were：solid-liquid was 1∶25，microwave time was 8min，
microwave temperature was 54℃，microwave power was 500W. Under these circumstances，the extraction rate of
Phyllostachys praecox bamboo leaves protein reached 8.07%.
Key words：Phyllostachys praecox bamboo leaves；Protein；Microwave
早竹（Phyllostachys praecox）为禾本科刚竹属植物，笋
期在3月下旬至4月上旬或更早，故称为早竹。经周兆祥
研究［1］发现早竹竹叶中含有机酸、酚类化合物、蛋白质、多
糖等有机物，且富含钙、硅等矿物元素，其丰富的化学成
分使其具有抗氧化、抗衰老、调节血脂等［2］生物功能。目
前对早竹竹叶的研究大多数侧重在糖类、叶绿素、黄酮、
竹叶的抗氧化活性及天然竹叶饮料［3］等方面，而关于竹叶
蛋白则少有研究，近年竹叶蛋白被发现有抗菌［4］、防霉、防
腐［5-6］等功能，如何提高竹叶蛋白质的提取率，成为了近
年来研究的热点。本文以早竹竹叶为试材，以料液比、微
波时间、微波温度和微波功率为考察因素，研究微波提取
方法对早竹竹叶蛋白得率的影响，以期为工业开发竹叶
蛋白提供理论依据［7］。
1 材料和仪器
1.1 材料 早竹竹叶粉由采摘自娄底人文科技学院毓师
园的早竹竹叶晾干制成粉，过80目筛。蒸馏水、磷酸氢二
钠（分析纯）、牛血清白蛋白（生化试剂）、硼酸、溴甲酚绿：
国药集团化学试剂有限公司、磷酸二氢钠（分析纯）：湖南
汇虹试剂有限公司、氢氧化钠：天津市化学试剂工厂、硫
酸钾：台山市粤侨试剂塑料有限公司、硫酸铜：国药集团
化学试剂有限公司、无水碳酸钠：西陇化工股份有限公
司、盐酸：衡阳市信凯化工试剂、浓硫酸：湖南汇虹试剂有
限公司、考马斯亮蓝G-250：天津市光复精细化工研究所、
无水乙醇：湖南汇虹试剂有限公司、溴甲酚绿：国药集团
化学试剂有限公司、甲基红：天津市光复科技发展有限
公司。
1.2 仪器 101型电热鼓风干燥箱：北京中兴伟业仪器有
限公司、XEB-400型高速中药粉碎机：吉首市中诚制药机
械厂、UVmini-1240岛津紫外可见分光光度计、KDN系列
凯氏定氮仪、Multwave PRO安东帕微波消解仪、SHIMAD⁃
ZU AUW120D十万分之一分析天平、SHZ-DⅢ循环水真
空泵：郑州英峪予华仪器有限公司。
基金项目：湖南人文科技学院青年项目（3401402）；湖南省大学生创新性项目（5411411）。
作者简介：陈致印（1981—），男，江西全南人，讲师，研究方向：农产品加工及贮藏方向的教学科研工作。 收稿日期：2016-11-30
103
DOI:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2016.24.046
安徽农学通报，Anhui Agri.Sci.Bull.2016，22（24）
2 试验方法
2.1 工艺流程 工艺流程如下：采集新鲜的早竹竹叶→
洗净晾干、在45℃的鼓风干燥机中烘24h→中药粉碎机打
粉→过80目筛→早竹竹叶样品→PBS磷酸缓冲溶液浸泡
0.5h［8］→微波提取→过滤→考马斯亮蓝法测定吸光度→
计算蛋白质得率。
2.2 单因素试验 称取早竹竹叶粉1g，以pH 8.4磷酸缓
冲液为提取剂，按料液比为1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35
添加磷酸缓冲液，温度分别为46℃、48℃、50℃、52℃、
54℃，微波时间分别为2min、4min、6min、8min、10min，功
率分别为200W、300W、400W、500W、600W的情况下，浸
泡0.5h，过滤，得滤液，在595nm下用紫外分光光度计测吸
光度，测定蛋白质得率。
2.3 正交试验 在单因素的基础上，采用L9（34）进行正
交实验，进一步研究料液比、温度、时间、功率的变化对蛋
白质提取率的影响。
2.4 蛋白质的测定
2.4.1 牛血清蛋白标准曲线的绘制 称取100mg牛血清
蛋白，用蒸馏水配置成1 000mg/mL标准蛋白质溶液，取6
支10mL干净的具塞试管分别加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、
1.0mL的标准蛋白质溶液，用蒸馏水补充至1mL，分别加
入5mL考马斯亮蓝溶液，摇匀，反应2min，用1cm比色皿在
595nm下测定吸光度A，绘制标准曲线［9］。
2.4.2 早竹竹叶中蛋白质总含量的测定 采用凯氏定氮
法测定蛋白质总含量［9］。
2.4.3 早竹竹叶蛋白提取率的测定 计算公式如下：提
取率（%）=提取蛋白质的质量/蛋白质的总质量×100
3 结果与分析
3.1 牛血清蛋白标准曲线的制作 在595nm波长下测定
吸光度，以吸光度（A）为纵坐标、牛血清蛋白浓度（x）为横
坐标，得出标准曲线（图1）及回归方程：A＝0.7646x-
0.008，R2＝0.999 1。
吸
光
度
A
图1 牛血清蛋白标准曲线
3.2 蛋白质总含量 用凯氏定氮法测定蛋白质含量，测
得早竹竹叶中的蛋白质含量为10.757%。毛燕、王学利［10］
等利用凯氏定氮法研究过9种竹叶中的蛋白质的含量，结
果表明这9种竹叶中蛋白质平均含量为13.6%，不同品种
的竹叶蛋白质含量差异也较大，其中白哺鸡竹叶的蛋白
质含量高达18.25%，石竹的蛋白质含量为10.81%，金竹的
蛋白质含量为10.63%，芽竹的蛋白质含量为10.88%。与
本试验测定的10.75%数值相近。
3.3 单因素试验结果
3.3.1 料液比对蛋白质提取率的影响 不同的料液比对
早竹竹叶蛋白的提取效果不同，从图2可以看出，在1∶15～
1∶25蛋白质提取率有较大的提升，当料液比过大时，溶剂太
少，浸提不够充分，可能有部分蛋白质没有溶解，影响提
取率，而随着溶剂的增加，体系在中的粘度降低，便于蛋
白质溶解；1∶25时蛋白质的提取率达到最大，为7.51%；当
料液比的比值继续下降时候蛋白质的提取率反而下降，
这可能是因为溶剂的量过大，导致蛋白浓度下降。
料液比（g/mL）
竹
叶
蛋
白
提
取
率（
%）
图2 不同料液比对蛋白质得率的影响
3.3.2 提取温度对早竹竹叶蛋白质的影响 从图3可以
看出，随着提取温度的升高早竹竹叶蛋白的提取率逐渐
增高，这是因为随着温度的增加，体系中的熵值增加，蛋
白质加速溶解和扩散，当温度达到52℃时，蛋白质的提取
率达到最高，为6.76%。随着温度的继续增加早竹竹叶蛋
白的提取率反而下降，可能是温度过高导致蛋白质水
解。因此，提取温度以52℃左右为宜。
温度（℃）
竹
叶
蛋
白
提
取
率（
%）
图3 不同温度对蛋白质得率的影响
3.3.3 时间对蛋白质提取率的影响 由图4可知，从2～
4min，早竹竹叶蛋白的提取率迅速上升，在4min时达到提
取率的峰值，为7%；随着时间的延长，蛋白质的提取率缓
慢下降。这说明在第4min时，蛋白质的提取基本完成，继
续微波会导致蛋白质水解、变质，且长时间的微波会使水
104
22卷24期
分过分蒸发，导致蛋白质的溶出减少，反而使得率缓慢下
降，故选取4min、6min和8min进行正交试验。
时间（min）
竹
叶
蛋
白
提
取
率（
%）
图4 不同时间对蛋白质提取率的影响
3.3.4 提取功率对蛋白质提取率的影响 由图5可知，从
200W开始随着功率的增加早竹竹叶蛋白质的提取率缓
慢上升，到400W时，蛋白质的提取率达到最大为6.946%，
而后随着提取功率的增加，蛋白质的提取率逐渐下降，这
可能是因为微波处理技术是将微波电磁能转化成热能，
利用微波整体受热的特点，促使细胞膜破裂，加速蛋白质
的渗透及溶解。当功率过高时，受热过快，易导致蛋白质
的分解，且受热过快，易导致暴沸，使得提取物粘连在管
壁上，影响到蛋白质溶解在溶液中，故提取功率为400W。
功率（W）
竹
叶
蛋
白
提
取
率（
%）
图5 不同功率对蛋白质提取率的影响
3.4 正交实验 根据单因素的试验结果，设计（L9（34））
正交表，详见表1（表2）。由表2可知，根据极差的数值大
小，可知微波法提取早竹竹叶蛋白质中，各因素对早竹竹
叶蛋白质的影响大小顺序为微波时间＞微波温度＞微波
功率＞料液比，微波时间对蛋白质的影响最大，在提取时
间8min时，蛋白质的得率最高。这可能是因为微波对细
胞壁有穿透作用，且微波附带着的热量能使蛋白质溶解
在溶剂中，随着微波时间的增加，物质吸收的波能越多，
固液传质的速度越快，即更多的蛋白质溶解在提取介质
中。综合各因素的作用，微波法提取早竹竹叶蛋白的最
佳条件是A1B3C3D3，即在料液比为1∶20，微波温度为54℃，
微波功率为500W的条件下微波8min，蛋白质的提取率为
8.07%。
表1 正交试验因素水平
水平
1
2
3
料液比
1:20
1:25
1:30
温度（℃）
50
52
54
时间（min）
4
6
8
功率（W）
300
400
500
表2 正交试验结果
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
料液比（A）
1
1
1
2
2
2
3
3
3
21.55
21.37
20.69
0.86
温度（B）
1
2
3
1
2
3
1
2
3
20.05
21.36
22.2
2.15
时间（C）
1
2
3
2
3
1
3
1
2
20.05
21.22
22.34
2.29
功率（D）
1
2
3
3
1
2
2
3
1
20.11
21.89
21.61
1.78
提取率（%）
6.05
7.47
8.07
6.88
7.19
7.30
7.12
6.70
6.87
3.5 验证试验 为验证所选工艺的稳定性和可重复性，
精确称取1.00g早竹竹叶粉末，在最佳提取工艺参数下进
行3次平行验证试验，得出蛋白质的平均提取率为8.03%，
RSD值为0.56%。表明该工艺稳定可行。
4 结论与讨论
通过本试验确定了微波法提取早竹竹叶蛋白的最佳
工艺参数，通过单因素试验法确定了料液比、温度、时间
和功率4个因素的取值范围，并得出影响蛋白质提取率的
因素大小为微波时间＞微波温度＞微波功率＞料液比，
正交试验得出最佳工艺参数组合：料液比为1∶20，温度为
54℃，功率为500W，微波时间为8min，早竹竹叶蛋白质的
提取率为8.07%。实验结果低于陈学仕等［11］利用微波法
提取茶叶蛋白质的提取率11.26%以及扶庆全等［12］利用微
波辅助提取红豆蛋白的提取率93.56%，这可能是因为实
验材料不同，也可能是因为在扶全庆等进行试验时将pH
作为单因素，而本试验没有将pH的影响考虑在内。
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食品工业，2012（2）：71-73. （责编：张宏民）
（上接41页）成了“麦—稻两熟”、“油—稻两熟”；在海拔
1 800m以上的西部区域基本形成了一季稻种植区。
4 耕地、水田、及水浇地面积情况
从上表3可以看出，2015年水田未利用面积还有
10 140.00hm2，也就是说在常年种植水稻40 000.00hm2之
外，还有10 286.00hm2以上的水田面积可以发展水稻种
植，各县区在扩大水稻种植面积上均有一定空间，其中：
金沙空间最大，达6 466.67hm2；连可水浇地计算，威宁县
空间最小也达200.00hm2，说明毕节市扩大水稻种植面积
潜力较大。
表3 2014年耕地、水田、及水浇、旱地及2015年水稻种植情况统计（hm2）
县区
七星关
大方县
黔西县
金沙县
织金县
纳雍县
威宁县
赫章县
百管委
合计
耕地
136400.00
123086.67
99546.67
85400.00
104180.00
94500.00
251126.67
98400.00
992646.67
水田
7040.00
4740.00
8253.33
15200.00
9500.00
4080.00
333.33
1146.67
50286.67
2015年
水稻种植
6066.67
4006.67
7333.33
8673.33
9333.33
3333.33
133.33
1000.00
266.67
40146.67
2015年
未用水田
973.33
666.67
720.00
6466.67
166.67
746.67
200.00
146.67
10140.00
可水
浇地
6.67
86.67
6.67
10.00
160.00
273.33
旱地
129353.33
118253.33
91293.33
70200.00
94666.67
90413.33
250793.33
97100.00
942086.67
5 优质稻和特色稻情况
优质稻和特色稻的种植面积逐年增加。杂交优质
稻面积从 2010年的 13 340.00hm2发展到 2015年的
17 646.67hm2；常规优质稻种植面积从2010年的3 640hm2
发展到2015年的4 013.33 hm2。特色稻中：一级优质稻
种植面积从 2010年的 3 800.00hm2发展到 2015年的
5 266.67hm2；红米种植面积从2010年的80.00hm2发展到
2015年的213.33hm2；香禾种植面积从2010年的200.00hm2
发展到2015年的466.67hm2。订单生产及认证逐年提
高。优质稻米企业订单生产从2010年的333.33hm2发展
到 2014年的 573.33hm2；无公害生产认证从 2010年的
333.33hm2发展到2014年的1 240.00hm2。品牌创建成果
显著。依托“乌蒙山宝，毕节珍好”品牌优势，已创建“马
血泥牌”、“东关坡牌”、“黔西北牌”3个大米品牌，3个优质
米品牌，1个无公害品牌。加工初具规模。已建成投产年
加工能力2 000.00t的优质米加工企业1个；日加工大米20t
以上的省级龙头企业1个。优质米价格良好，供不应求。
以2013年为例，普通米销售均价4.12元/kg、优质米均价
5.6元/kg、无公害米均价5.2元/kg、红米均价12元/kg，主销
市场为省内，供不应求。
6 存在的主要问题
一是风雹、洪涝、低温、干旱等自然灾害多发，农业基
础设施薄弱，抵御自然灾害能力弱，靠天吃饭现象依然存
在；二是农村青壮年劳动力大量外出务工，耕田种地劳动
力不足，而改种旱粮现象存在；三是近年来农资价格涨幅
较大，水稻生产成本逐年增加，生产投入较大，种植成本
高；四是优质稻特别是特色稻生产规模不大。优质米特
别是特色米企业加工转化能力不高，带动能力不强。
7 对策建议措施
7.1 进一步落实强农惠农政策，提高种植户收益 一是
严格保护耕地资源，划定水稻种植保护区，搞好农田基本
建设，进行中低产田改造，大力培肥地力，不断提高田地
养分含量；二是大力实施农业综合开发，千方百计搞好水
利设施建设，实施山、水、田、林、路综合治理，增强灌溉抗
旱、泄洪排涝能力，提高水田增产潜力；三是积极推行水
稻种植保险，降低水稻种植户因灾害减少收成的风险，确
保旱涝丰收。四是提高良种补贴、农资综合直补等补贴
标准，进一步积极落实强农惠农政策，减轻水稻种植户生
产投入。
7.2 推广现代农业科技，提高农业科技贡献率 一是大
力推广优质良种，推广轻简、节本、高效栽培技术，提高单
产水平，增加产出效益；二是制定《水稻无公害生产技术
规程》等地方标准，积极推广应用；三是加大水稻育秧、插
秧及联合收割等农业机械的推广普及力度，减轻人工投
入，提高劳动生产率。
7.3 加快粮食流通转化步伐，实现粮食产业化经营 继
续巩固水稻在粮食生产中的主导地位不变，充分利用水
田剩余空间，扩大种植面积。培育种粮大户、组织农民成
立专业合作社，大力发展优质稻、特别是特色稻种植；支
持优质稻特别是特色稻加工转化龙头企业，实行专业化
生产，规模化经营，做强做大订单工程，实现产供销一条
龙建设，带动农村劳动力就业致富。 （责编：张长青）
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