全 文 :!#$
郝博慧,杨! 鑫,马! 莺!
(哈尔滨工业大学食品科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 !###!)
摘$ 要:实验选用 %&’()&法进行蕨麻粗多糖脱蛋白研究,采用正交实验研究了料液比、静置时间、摇振时间、氯仿*正丁
醇(’ + ’)对蕨麻粗多糖脱蛋白工艺的影响。最佳脱蛋白条件是料液比 !*!、静置时间 ,-./、摇振时间 0#-./、氯仿*正
丁醇(’ + ’)*!。
关键词:蕨麻多糖,脱蛋白
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中图分类号:A%,#!D!$ $ $ $ 文献标识码:E$ $ $ $ 文 章 编 号:!##,1#0#F(,#!!)#,1#,G1#0
收稿日期:,#!#1#!1#G$ !通讯联系人
作者简介:郝博慧(!HI,1),女,在读硕士研究生,研究方向:天然产物
化学。
$ $ 蕨麻(!#$%#&’’(%)$*&%)属蔷薇科鹅绒委陵菜属
植物的块根,又名人参果,蕨麻藏语称“卓老沙僧”,
是一种常用藏药,具有健脾益肾、生津止渴、益气补
血等功效[!]。蕨麻粗多糖的研究主要集中于多糖提
取工艺以及多糖理化性质的研究,对于蕨麻粗多糖
%&’()&法脱蛋白工艺的研究目前还未见报道。实验
选取了主要影响蛋白质脱除效果的料液比、氯仿*正
丁醇(’ + ’)、静置时间和摇振时间进行了单因素实
验。在此基础上,设计正交实验,确定了最佳的脱蛋
白工艺条件。通过本研究不仅为蕨麻粗多糖的进一
步纯化提供了科学依据,而且为合理地开发和利用
蕨麻资源奠定了理论基础。
<=蕨麻$ 采自青海;重蒸酚,葡萄糖,IJ磷酸,小
牛血清,氯仿,正丁醇。
AF 新世纪紫外可见分光光度计$ 北京谱析通用
仪器有限公司;旋转蒸发仪 K91,### $ 上海亚荣生
化仪器厂;低速离心机 LM 1 ,N $ 北京医用离心
机厂。
<=>! 实验方法
!D,D!$ 粗多糖制备$ 参见文献[,]。
!D,D,$ 蛋白质含量测定$ 参见文献[0]。
!D,D0$ 多糖含量测定$ 苯酚硫酸法,参见文献[G]。
!D,DG$ %&’()&法脱蛋白工艺流程$ 蕨麻粗多糖#%&’()&
法脱蛋白#静置#摇振#过滤#醇沉#蕨麻脱蛋白多糖
!D,D$ %&’()&法脱蛋白工艺的研究
!D,DD!$ 单因素实验 $ 取蕨麻粗多糖 ,) 配成浓度
为 #DJ 的蕨麻粗多糖溶液,选取了料液比、氯
仿*正丁醇、静置时间和摇振时间为实验单因素条
件(/ O 0)。
(D不同料液比对于脱蛋白效果的影响:#DJ蕨
麻粗多糖溶液 0#-L,配成氯仿*正丁醇 *! 的 %&’()&
试剂,静置时间 ,#-./,摇振时间 0#-./,料液比分别
为 !*!、,*!、0*!、G*!、*!,然后按照脱蛋白工艺进行实
验(/ O 0)。
的 %&’()& 试剂,静置时间分别为 !#、,#、0#、G#、
#-./,摇振时间 0#-./,料液比 ,*!,按照脱蛋白工艺
进行脱蛋白实验(/ O 0)。8D不同摇振时间对于脱蛋
白效果的影响:#DJ蕨麻粗多糖溶液 0#-L,配成氯
仿*正丁醇 *! 的 %&’()& 试剂,静置时间 ,#-./,摇振
时间分别为 !#、!、,#、,、0#-./,料液比 ,*!,按照脱
蛋白工艺进行脱蛋白实验(/ O 0)。7D不同氯仿*正丁
醇(’ + ’)对于脱蛋白效果的影响:#DJ蕨麻粗多糖溶
!#
液 !#$,静置时间 %#&’,摇振时间 %(#&’,料液比
%)*,配成氯仿)正丁醇比例分别为 %)*、!)*、+)*、()*、
,)*、-)* 的 ./012/试剂,按照脱蛋白工艺进行脱蛋白
实验(’ 3 !)。
*4%4(4%5 正交实验5 在单因素实验的基础上,选择料
液比、静置时间、摇振时间和氯仿:正丁醇(0 6 0)进行
正交实验设计,每个因素设 ! 个水平,运用 $7(!
+)正
交实验法进行实验,因素水平见表 *。
表 *5 ./012/法脱蛋白正交实验因素水平表
水平
因素
8料液比
(0 6 0)
9氯仿)正丁醇
(0 6 0)
:静置时间
(#&’)
;摇振时间
(#&’)
* *)* ()* * %
% %)* ,)* % %(
! !)* -)* ! !
! 结果与分析
!#$ %&’()&法脱蛋白单因素实验结果
%4*4*5 不同料液比(0 6 0)脱蛋白效果5 由图 * 可见,
当料液比(0 6 0)由 *)*增大到 %)* 时,蛋白质去除率逐
渐升高,最高达到 -,<,随着料液比逐渐升高,蛋白质
去除率逐渐下降,同时当料液比为 %)* 时,多糖损失率
达到最低,为 ,%<,所以选取最佳料液比为 %)*。
图 *5 不同料液比对脱蛋白效果的影响
%4*4%5 不同静置时间脱蛋白效果5 由图 % 可见,随着
静置时间的延长,蛋白质去除率的变化是先下降后
上升。蛋白去除率最高是在 +#&’,去除率达到
,,<,但在 +#&’时多糖损失率较高,达到 (!<。同
时随着时间的延长多糖损失率变化明显,在 %#&’
时达到最低为 !,<,综合蛋白去除率和多糖损失率
考虑,选取最佳静置时间为 %#&’。
图 %5 不同静置时间对脱蛋白效果的影响
%4*4!5 不同摇振时间脱蛋白效果5 由图 ! 可见,随着
摇振时间的延长,蛋白质去除率变化不明显,同时多
糖损失率变化明显,在 %(#&’ 时的多糖损失率最低
为 !%<,所以实验选取最佳摇振时间 %(#&’。
%4*4+5 不同氯仿)正丁醇( 0 6 0)脱蛋白效果 5 由图 +
可见,氯仿)正丁醇( 0 6 0)的变化对蛋白去除率没有
明显影响,而多糖损失率却在氯仿)正丁醇(0 6 0),)*
图 !5 不同摇振时间对脱蛋白效果的影响
时达到最低,为 !<,所以选取最佳氯仿 )正丁醇
(0 6 0),)*。
图 +5 不同氯仿)正丁醇(0 6 0)对脱蛋白效果的影响
!#! %&’()&法脱蛋白正交实验结果
从表 % 的正交实验结果和方差分析可知,以蛋
白质的去除率为主要评定指标,影响蕨麻粗多糖脱
蛋白效果因素的顺序为 : = ; = 9 = 8,即静置时间 =
摇振时间 =氯仿)正丁醇(0 6 0)=料液比。最佳脱蛋
白工艺为 :*;!9*8*,即料液比 *)*、氯仿)正丁醇()*、
静置时间 *#&’、摇振时间 !#&’。
表 %5 正交实验结果及分析表
实验号 8 9 : ; 蛋白质
去除率(<)
* * * * * +%
% * % % % !>
! * ! ! ! !+
+ % * % ! +,
( % % ! * !+
, % ! * % %>
- ! * ! % %-
> ! % * ! !-
7 ! ! % * !-
?* **+4 **(4 *%(4 **!4
?% *>4 *74 *!4 7!4
?! **4 774 7(4 **-4
@* %>4( %>4-( !*4%( %>4%(
@% %-4 %-4%( %(4-( %!4%(
@! %(4%( %+4-( %!4-( %74%(
A !4%( +4 -4( ,4
5 5 在最佳工艺条件下,脱蛋白 ( 次,蛋白质的去除
率分别为 %*4!<、!4<、+,4<、(+4<、(>4<,可以
看出在进行脱蛋白实验三次后,蛋白质去除率变化
不明显,所以选取脱蛋白次数为 + 次。
* 结论
./012/法是一种常用的脱蛋白方法,实验将这
种方法运用于蕨麻粗多糖多蛋白的研究,正交实验
结果表明最佳的脱蛋白工艺为:料液比 *)*、氯仿)正
5 5 5 5 (下转第 %(> 页)
!#$
表 ! 方差分析表
方差来源 平方和 自由度 均方 #值 $值 备注
模型
%&
%’
%!
%&%’
%&%!
%’%!
%’&
%’’
%’!
残差
失拟误差
纯误差
总和
&’()*&
’+),,
-)*+
./)//
&)’+
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()-+
()(-/
&&)+.
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0 ()(((&
()&-+(
()’&,*
()’.&-
()’(!(
()((/+
()(&(*
()&(!-
!!
!!
!!
!!
!!
!
注:!!$ 0 ()(&;!$ 0 ()(/。
从表 ! 中可以看出,模型是高度显著的( $ 0
()(&),失拟误差不显著($ 1 ()(/),回归方程的相关
系数 2’ 为 (),*--,校正后的 2’ 为 (),+(.,这说明实
验误差小,变量与自变量之间的模型关系显著,回归
方程与实际情况拟合良好,所以该实验设计是可靠
的。数据分析结果表明,34、温度和液料比对水飞蓟
粕蛋白提取率具有极显著的影响,但各因素之间的
交互作用不显著。
’)’)! 最优提取工艺参数的确定及验证 综合考虑
各种因素的相互作用,根据实验结果和二次多项回
归方程,利用 56789: ;<36=> *)( 软件分析得到了水飞
蓟粕蛋白提取率最高时的工艺条件为:34&&,液料比
&.)&-?&,温度 +,).@,在此条件下蛋白的提取率为
//)(.A。考虑到实际生产情况,将最佳条件修正为
34&&,液料比 &.?&,温度 /(@,在此条件下进行三次
实验,平均值为 /+)/’A。与理论值接近,说明采用
2BC法优化得到的提取工艺参数准确可靠,具有实
用价值。
!#$ %&对水飞蓟粕蛋白沉淀率的影响
由图 / 可知,水飞蓟粕蛋白的沉淀率随 34的增
加呈先增加后降低的趋势,在 34为 /)/ 左右时的沉淀
图 / 34对水飞蓟粕蛋白沉淀率的影响
率最高,因此我们选用蛋白质酸沉淀时的 34为 /)/。
!’$ 水飞蓟粕及提取蛋白的主要组分分析
对脱脂后的水飞蓟粕和所提取的蛋白进行成分
测定,结果如表 + 所示。由表可见,水飞蓟粕中蛋白
质含量较高,具有较高的利用价值。蛋白提取液经
冷冻干燥得到的蛋白粉,其蛋白含量为 -+)/!A。提
取的蛋白达到了分离蛋白的含量水平,可以作为优
质蛋白利用。
表 + 水飞蓟粕及提取蛋白的各组分含量(A)
成分 蛋白 水分 粗脂肪 总糖 灰分
水飞蓟粕
提取蛋白
+*)’!
-+)/!
/)’(
+).!
’)+.
()--
&!)+’
!)-(
,)+,
’)’-
#$ 结论
本研究结合所筛选的关键因素利用响应面实验
设计,拟合了 34、液料比、温度与水飞蓟蛋白提取率
之间的相互关系,并通过响应面分析,得到了提取水
飞蓟粕蛋白的最佳工艺条件:34&&,液料比 &. ?&,温
度 /(@,在该条件下蛋白提取率达到 /+)/’A,所提
取的蛋白含量为 -+)/!A。
参考文献
[&]2 D9E=FEG,H D9E=FEG,4 IJK8LEFE,6> EG)D:>8JE:J6= 3M>6:>8EG
MN 78GOPE=8::N=MP Q6:JK >M Q6R 78R6[ S])D:>8JE:J6= 267,’((.,
’.:++/*T++,-)
[’]U 5663,2 D9E=FEG)HK6PM3=6V6:>8V6 6NN8JEJO MN 78GOPE=8: 8:
7L8: E:R 3=M7>E>6 JE:J6=[ S]) I:>69= HE:J6= WK6=,’((*( .):
&!(T&+/)
[!]D WOE98,X YKE>8E,CB HM:RM:,6> EG) D:>83=MG8N6=E>8V6 E:R
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$=M7>E>6,’((’,/!:’&&T’&*)
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#MMR ;:98:66=8:9,’((*,-’:
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(上接第 ’// 页)
丁醇 /?&、静置时间 &(P8:、摇振时间 !(P8:。脱除次
数为 + 次,脱除率为 /+)(A。
参考文献
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