全 文 ：第 21 卷总第 37期　　　　　　　　西 北 民 族 学 院 学 报(自然科学版) Vol.21 , No.4
2 0 0 0 年 1 2 月 　　 　　Journal of Northwest Minorities University(Natural Science)　 Dec.,2000
营养酸模蛋白质等电点测定
牛　锋
(西北民族学院 食品科学系 ,甘肃兰州 730030)
摘　要:利用酸碱沉淀法对营养酸模蛋白质的等电点进行了连续细化测定 , 其测定结果为:营养酸模叶
蛋白等电点为 pH=3.2 , 在此等电点下 ,其最大沉淀率和提取率分别为 74.8%和 2.55%, 为进一步研制和提
高营养酸模叶蛋白的工艺和质量提供了重要的参数.
关键词:营养酸模;叶蛋白;等电点
中图分类号:Q 814　　　文献标识码:A　　　文章编号:1009-2102(2000)04-0038-04
营养酸模以其具有高蛋白(CP 30%～ 34%)、高产量(22.5万 kg·hm-2)、抗逆性强等许多
优良的生物学特性在我省广泛栽培和种植 ,且以细胞壁薄 、个体大 、汁液多 ,又特别适合于作为
加工叶蛋白的理想原料.为了进一步开发这一优良物种 ,使其走上产业化 ,我们采用酸碱沉淀
法测定了营养酸模叶蛋白的等电点(PI),为这一物种叶蛋白的提取开发提供重要的依据.
1　材料与方法
1.1　供试材料
营养酸模(Nutri tious R umex 蓼科)、紫花苜蓿(Hunterf ield 豆科)、籽粒苋(Amaranth 苋
科),取其根上部分茎叶剪碎至 1 ～ 2 cm ,充分混匀后称取 100 g ,按其质量比加水 1:3 ,用高速
捣碎机(10 000 ～ 15 000 r min-1)打浆 1 min ,以 120目滤布过滤 ,经手工挤压得草渣和浆液 ,
汁液在室温下经不同 pH调节位点处理静至30 min后 ,再在 3 000 ～ 4 000 r min-1离心 5 min ,
得到蛋白浸膏 ,经 65 ～ 80 ℃干燥 6 h ,恒定后称重即得蛋白质胶干样量.
1.2　　试验方法
1.2.1　汁液 pH 值调节　以 pH-29A 型酸度计指示 ,用 0.1 mol HCl和 0.1 mol NaOH 调节
pH值 ,由 pH 2至 pH 13共设 12个点 ,了解其最大叶蛋白沉淀量时的 pH 值 ,再设 pH 2.8至
pH 7.2计有 12点位 ,间距为 0.4pH ,以得到营养酸模等电点.
1.2.2　粗蛋白含量测定 　用凯氏定氮法测定 ,参照 GB/T 14770 —90 ,含水率测定方法按
GB6435—86用计算法求得蛋白质的提取率和沉淀率.
1.2.3　试验指标计算方法
收稿日期:2000-11-14
基金项目:甘肃省科委 1998 年农业攻关计划项目(GS982-A41-027);国家民委 1999 年重点科研资助项
目(1999-018-D8)
作者简介:牛锋(1960—),男 ,青海化隆人 ,西北民族学院食科系副教授 ,主要从事动物生产和农业生态
及农副产品加工工艺学的教学与科研工作.
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DOI :10.14084/j.cnki.cn62-1188/n.2000.04.011
蛋白质沉淀率(%)=每 100g 鲜叶中提取的蛋白质胶干样量(g)每 100g 鲜叶风干后粗蛋白总量(g) ×100
叶蛋白提取率(%)=提取后蛋白质胶干样量(g)鲜叶的重量(g) ×100
2　植物体叶蛋白等电点测定原理
　　蛋白质是由一系列氨基酸通过肽键组成的 ,尽管在蛋白质内部氨基酸的α-羧基与α-氨基
的电离性在形成肽键时已消除 ,但天门冬氨酸与谷氨酸的支链羧基 、赖氨酸与精氨酸残基的氨
基仍可电离 ,使得蛋白质分子所带净电荷可随环境的 pH 值而变化;pH 值较低时 ,碱性氨基酸
的支链功能基及酸性氨基酸的羧基质子化 ,使蛋白质带正电荷;pH 值较高时 ,质子从碱性与酸
性功能基被移除 ,蛋白质带负电荷;因此说蛋白质和氨基酸一样是两性电解质 ,是带有正负两
种电荷的胶体大分子物质 ,蛋白质分子的解离状态和解离程度受溶液酸碱度的影响 ,当溶液的
pH值达到一定数值时 ,蛋白质颗粒上正负电荷相等 ,蛋白质呈现电中性 ,此时既不向阴极移
动 ,也不向阳极移动 ,即净电荷为 0时的 pH 值称之为等电点(PI).在等电时 ,蛋白质的导电
性 、溶解性 、粘度 、渗透压皆最小 ,但其胶体溶液的稳定性最差 ,沉淀量最大.不同植物物种的
蛋白质各有其特异的等电点 ,然而在天然状态下 ,植物体蛋白质在溶液中保持稳定的亲水胶体
状态 ,其原因有二:其一为水化作用 ,即蛋白质分子表面附有能有效防止蛋白质分子沉淀析出
的一层水化层;其二是电荷排斥作用 ,即蛋白质分子周围除水化膜外还有电荷层 ,能有效防止
蛋白质分子的凝聚.本试验就是利用蛋白质分子的这些特性 ,改变其溶液 pH 值 ,破坏水化
层 ,降低稳定性 ,使其聚积而沉淀 ,溶解度降到最低 ,从而测出不同植物蛋白质的等电点.
3　结果与分析
　　1)本试验在测定营养酸模叶蛋白等电点时 ,为了更有效 、更准确地得到其等电点 ,首先 ,
从 pH 2至 pH 13设置了 12个整数点位 ,以便了解其大致的范围 ,为下一步连续细化等距的
pH沉淀试验作准备;同时为便于比较 ,将豆科的紫花苜蓿 、苋科的籽粒苋一并作参比试验 ,其
结果见图表 1.
　　　　　　　　表 1　营养酸模及紫花苜蓿在不同 pH 值下的蛋白质沉淀率 %
沉淀时选用的 pH 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
营养酸模沉淀率 40.59 72.94 72.35 64.71 52.94 55.29 57.65 64.71 31.47 29.71 28.53 25.29
紫花苜蓿沉淀率 42.36 56.32 47.86 41.23 43.63 49.45 54.83 51.21 46.27 35.06 30.61 27.65
图 1　不同 pH 下营养酸模蛋白质沉淀　　　　图 2　不同 pH 下紫花苜蓿蛋白质沉淀
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　　显然叶蛋白沉淀量最大的 pH 值 ,营养酸模在 3 ,此时叶蛋白沉淀率 、提取率也将达到最大
值 ,分别为 72.94%和 2.48%;紫花苜蓿蛋白质沉淀量最大的 pH值也是 3 ,沉淀率和提取率分
别为 56.32%与 1.04%.在此 pH 值后酸度逐渐减小 , pH值逐渐增大 ,它们的叶蛋白沉淀量均
呈现下降趋势 ,到 pH 13时 ,蛋白质的沉淀量仅为最大沉淀量的 34.7%～ 49.1%.由此看来营
养酸模 、紫花苜蓿等植物性蛋白质均是带负电荷而存在于汁液中 ,其蛋白质等电点均应在 pH
3附近 , pH值越大 ,离等电点越远 ,叶蛋白沉淀量就越少.图中还可看出 ,植物叶蛋白沉淀曲
线均不是单峰曲线 ,而都具有两个明显的峰值 ,两峰相距 5 ～ 6pH ,这种现象表明 ,汁液中至少
存在着两种等电点不同的蛋白质 ,即表现为酸性氨基酸为主的蛋白质和一部分碱性氨基酸组
成的蛋白质共存现象.另外随着 pH 值的增大 ,汁液中的可溶性金属盐也将会沉淀 ,使得沉淀
物的绝对质量增大 ,故而表现出 64.71%和 54.83%的第二个峰值.
2)为了较准确的测出营养酸模蛋白质的等电点 ,根据大量的资料报道植物性蛋白质等电
点大部分接近于 pH=7 ,或略偏酸性等特点 ,决定以表 1试验结果 pH 3左右为依据 ,将 pH 值
定在 2 ～ 7之间 ,细化测定间距 ,以间距 0.4pH 再设置 12个点位 ,得到图表 2结果.
　　　　　　　　　表 2　不同 pH 下三种植物叶蛋白沉淀率 %
pH 值 2.8 3.2 3.6 4.0 4.4 4.8 5.2 5.6 6.0 6.4 6.8 7.2
营养酸模 68.53 74.84 73.67 72.48 73.33 62.38 60.31 58.03 55.36 54.37 53.61 48.53
紫花苜蓿 46.71 57.86 62.31 49.23 48.13 46.45 43.60 41.27 48.71 49.65 50.77 53.67
籽粒苋 54.87 59.91 62.22 66.71 60.38 58.72 55.35 51.56 34.87 27.56 12.68 38.68
　　结果表明 ,营养酸模 、紫花苜蓿 、籽粒苋三种植物蛋白质的等电点分别为 3.2 、3.6 、4.0 ,同
时也看到有一些不同等电点的蛋白质也会出现第二个峰值.在等电点时 ,三种植物蛋白质沉
淀率和提取率将达到最大 ,其沉淀率分别为 74.84%、62.31%和 66.71%,提取率分别为
2.55%、1.15%及 1.24%.
4　讨论
　　1)植物叶蛋白主要是由叶绿体蛋白 、原生质蛋白和酶蛋白等三类蛋白组成 ,其中以叶绿
体蛋白占的比重最大.本试验结果与其他报道相符 ,叶蛋白作为一种多元复合蛋白 ,在测定时
必然会产生两个(或更多的)峰值 ,表现为一个峰值的出现是一种蛋白质在其等电点的完全沉
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淀 ,另一种蛋白质因等电点相近也产生较多的沉淀 ,由两种(或多种)蛋白质共同沉淀带来的结
果.
2)营养酸模的等电点为 3.2 ,紫花苜蓿 、籽粒苋的等电点为 3.6和 4.0 ,从三种蛋白质牧
草的蛋白质仅在等电点时的沉淀率与提取率看 ,营养酸模显著高于后两者 ,表明营养酸模的加
工适性好 ,蛋白质易于提取分离 ,产品纯度高 ,蛋白质含量约在 62%,明显高于目前法国苜蓿
公司生产的叶蛋白制品 ,是理想的加工叶蛋白的原料.
3)植物叶蛋白等电点测定在叶蛋白生产工艺中具有重要的指导意义 ,因为湿分离(Wet
fractionation)程序制取叶蛋白 ,无论哪些方法都离不开汁液的酸度调节 ,这次试验的测定结果
为进一步研制和提高营养酸模叶蛋白的工艺和产品质量提供了参数.
参考文献:
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[ 4] GB/ T 14770—90.饲料粗蛋白测定方法.
[ 5] GB 6435—86　饲料水分的测定方法.
Determination of Nutritious Rumex Protein s
Isoelectric Point
NIU Feng
(Food Science Department of Nor thwest M inorities Univ er sity , Lanzhou Gansu 730030 , China)
Abstract :By using the acidi ty-alkali sedimentation method to determine the isoelect ric point(PI)
of nutritious rumex proteins continuously and meticulously , the investigation has shown the iso-
elect ric point is pH=3.2.At this level the maximum sedimentation rate and the maximum ex trac-
tion rate are 74.8% and 2.55% respectively .These findings seem to be of much importance on
further study and improvement of process and quality on nutrit ious rumex pro tein.
Key words :nutri tious rumex;leaf protein;isoelect ric point(PI)
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