涂 佳， 艾文勝， 劉翔博， 楊 明， 孟 勇， 李美群

(湖南省林業(yè)科學院， 湖南 長沙 410004)

麻竹筍干提取L酪氨酸實驗

涂 佳， 艾文勝， 劉翔博， 楊 明， 孟 勇， 李美群

(湖南省林業(yè)科學院， 湖南 長沙 410004)

采用水解法提取麻竹筍干中的L-酪氨酸，研究料液比、pH值、脫色時間等因素對提取效果的影響。結(jié)果表明：麻竹筍干提取L-酪氨酸的最佳工藝參數(shù)為：料液比1∶7，pH值為5.6，脫色時間60min。在此條件下，麻竹筍干提取L-酪氨酸的提取率為0.109%。

麻竹筍干； 提取工藝； 水解法

酪氨酸是一種非必需氨基酸，它具有刺激神經(jīng)系統(tǒng)，提高神經(jīng)興奮的作用，此外還具有加快新陳代謝，排除機體廢物，緩解慢性疾病的作用。人體需要足夠的酪氨酸來維持大腦的功能運作，正常的甲狀腺、垂體和腎上腺功能也需要酪氨酸。如果酪氨酸水平低下，那么甲狀腺功能就會減退，血壓降低，新陳代謝減慢[1-3]。

竹筍中含有大量酪氨酸，我國是竹資源大國，每年加工竹筍產(chǎn)生的廢料不計其數(shù)，如果將加工廢料回收生產(chǎn)酪氨酸將增加竹筍產(chǎn)業(yè)鏈，增加竹筍附加值。目前L-酪氨酸主要從動物組織中水解提取，但存在原料價格高等問題，如果能從竹筍加工廢料中提取L-酪氨酸，將突破只使用動物為原料加工L-酪氨酸的先例[4-6]。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

麻竹筍干， 由湖南省林業(yè)科學院竹類所提供。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海耀裕儀器有限公司)；真空抽濾機(上海耀裕儀器有限公司)。

鹽酸；濃氨水分析純；活性炭。

1.2 工藝流程[1-3]

筍干→粉碎→鹽酸水解→過濾→濃縮→加水稀釋→調(diào)pH值→脫色→結(jié)晶→純化→酪氨酸

1.3 操作要點[7-13]

(1) 預處理: 將筍干切成片狀，然后粉碎待用。

(2) 水解: 分別按1∶3、1∶5、1∶7和1∶9的料液比加入6mol/L鹽酸于燒瓶中，125℃常壓油浴回流22～24h。采用雙縮脲法取樣檢測水解是否完成。

(3) 趕酸: 將水解液真空抽濾后，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將過濾后的水解液濃縮至糖漿狀。

(4) 調(diào)pH值: 將水解物質(zhì)加蒸餾水稀釋后調(diào)pH值分別到pH 3.5、pH 4.5和pH 5.6。

(5) 脫色: 將中和后的水解液加入5%活性炭攪拌均勻，置于100℃水中保持10min，然后于90℃下保持60min，期間不停攪拌。趁燙過濾，用沸水洗滌活性炭數(shù)次。

(6) 濃縮: 將脫色后的水解液減壓濃縮至液面有晶體析出時停止。

(7) 結(jié)晶: 將水解液置于1～4℃下冷藏24h析出結(jié)晶，過濾并用冰水沖洗，60℃烘干得到粗品。

(8) 精制: 將粗品用熱水溶解后，加入10%活性炭置于100℃水中保持10min，然后于90℃下分別保持20min、40min、60min和80min，期間不停攪拌。趁燙過濾，用沸水洗滌活性炭數(shù)次。此過程重復數(shù)次，直到水解液變成淡黃色為止。將粗品液減壓濃縮至液面有晶體析出時停止，置于1～4℃下冷藏24h結(jié)晶析出，過濾并用冰水沖洗，60℃烘干得到純品。

1.4 測定方法[14]

酪氨酸的測定采用電位滴定法。精確稱取干品30mg，移置100mL的燒杯中，以甲酸3mL冰醋酸50mL的混合液溶解，采用電位滴定法，用0.01mol/L的高氯酸溶液滴定至終點，滴定結(jié)果以空白試驗校正。1mL高氯酸液相當于1.81mg酪氨酸。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同料液比對水解率的影響

由表1和圖1可知，無論加入多少鹽酸，只要水解結(jié)束時用雙縮脲法檢測不出未分解的蛋白質(zhì)，那么最終所得粗產(chǎn)品含量是沒有差別的。

表1 不同料液比對水解率的影響Tab.1 Theeffectofdifferentsolid-liquidratioonthehy-drolysisrate水解時間(h)不同料液比的水解率(%)1∶31∶51∶71∶90000025121718415203230626305254839477070105062828412657890921477899697168595100100189110010010020961001001002210010010010024100100100100

圖1 料液比對水解率的影響Fig.1 The effect of different solid-liquid ratio on the hydrolysis rate

在料液比1∶7和1∶9的比例條件下，16h即可水解完成，能大大減少生產(chǎn)時間。1∶3料液比組中，由于竹筍在酸浸泡后會吸水體積增大，水解過程中液體成分相對較少不利于水解也不利于后期過濾操作，因此料液比1∶3不宜選擇。1∶9料液比組中，竹筍泡發(fā)后還有大量液體鹽酸，考慮到節(jié)約生產(chǎn)成本，1∶9料液比組也不宜選擇。因此，作為開發(fā)應該選擇1∶7的料液比進行水解。

2.2 不同pH值對水解液結(jié)晶的影響

在水解液中，酪氨酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度是相等的[15-17]。從圖2可以看出，當pH 3.5時，酸性環(huán)境下酪氨酸溶解度大析出晶體少；當pH逐漸升高，越來越接近等電點時，晶體析出逐漸增多；當pH 5.6時，水解液中酪氨酸溶解度最小。由此可知，等電點時水解液中結(jié)晶含量最多。

圖2 不同pH值對水解液結(jié)晶的影響Fig.2 The effect of different pH on the crystallization of hydrolyzate

2.3 不同脫色時間對純化的影響

活性炭對水解液有較好的脫色作用，但是活性炭對L — 酪氨酸也有吸附作用[6]，為了減少活性炭對L — 酪氨酸的吸附必須趁熱過濾和用沸水沖洗。從圖3可以看出，隨著脫色時間的延長脫色率會逐漸增加，但是脫色時間超過60min后，脫色效果不再提升。因此，在實際生產(chǎn)中純化脫色時間宜選為60min。

圖3 不同脫色時間對純化率的影響Fig.3 The effect of different bleaching time on the purified rate

3 結(jié)論與討論

麻竹筍干提取L — 酪氨酸的最佳工藝參數(shù)為：料液比1∶7，pH值為5.6，脫色時間60min。在此條件下，麻竹筍干提取L — 酪氨酸的提取率為0.109%，純度為90.6%。應用此方法提取L — 酪氨酸，原料廉價易得，生產(chǎn)過程簡便，能有效的提高竹筍的經(jīng)濟價值，推動竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

從麻竹筍干中提取L — 酪氨酸的提取率較動物類材料中低，這可能與麻竹筍干加工過程中殺青有關。每年竹筍加工都有大量的筍尾被丟棄，造成環(huán)境污染和資源浪費，如果在加工基地將廢料曬干，直接用來提取L-酪氨酸，可使廢料延長儲存時間，減少L — 酪氨酸因加工和腐敗而流失。這樣既可以使大量竹筍廢料利用，提高經(jīng)濟效益，還能減少環(huán)境污染，適合工業(yè)生產(chǎn)。

從麻竹筍干中提取L — 酪氨酸的關鍵在于純化過程中對酪氨酸物理性質(zhì)的利用，L — 酪氨酸溶于酸微溶于水，溶于熱水不溶于冰水，能被冷的活性炭吸附，不吸附于熱的活性炭。利用好L — 酪氨酸的這些物理性質(zhì)，即可得到高純度的L — 酪氨酸。

[1] 陳詩書,孔良曼,章有章.醫(yī)學生物化學[M].上海:復旦大學出版社,1999.

[2] 鄒永水,錢肖貞. 固相上氨基酸與多肽氨基的測定 [J].生物化學與生物物理進展, 1978, 5(4): 12-14.

[3] 鄒忠梅.人體生命支源-氨基酸[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2000.

[4] 張國偉,錢和.氨基酸生產(chǎn)技術及其應用[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1997.

[5] 陶雪,陶雪,王壽亭,等.豬血粉分離氨基酸的研究[J].氨基酸和生物資源,1992(3)：5-8.

[6] 李禧,楊朝平.從豬血粉水解液中分離L-酪氨酸[J].氨基酸雜志，1982(2):6-10.

[7] 李政.蠶絲中L-絲氨酸、L-丙氨酸、L-酪氨酸、 L-門冬氨酸、甘氨酸的分離和提純[J].氨基酸通訊, 1979(7):21-23.

[8] 周建軍，沈懷慈，李新生.從牛角中提取胱氨酸和酪氨酸[J].西北藥雜志，1994,9(4):157-159.

[9] 顧覺奮.分離純化工藝原理[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,1994.

[10] 俞佐棠,府孝室.生物工藝學[M]. 上海:華東化工學院出版社,1993.

[11] 餞庭寶.離子交換樹脂應用手冊[M].天津:南開大學出版社,1989.

[12] 張克旭.氨基酸發(fā)酵工藝學[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1992.

[13] 吳梧桐.生物制藥工藝學[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,1993.

[14] 吳祖道,陳再成,李麗莉,等.常用的兩種脫色劑對氨基酸定量分析的影響[J].氨基酸雜志,1986(1):28-30.

[15] 鄭集.普通生物化學[M].北京:高等教育出版社,1992.

[16] 大連輕工業(yè)學院.生物化學[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1991.

[17] 沈同.生物化學[M].北京:高等教育出版社,1994.

(文字編校：張 珉)

ExtractionofL-tyrosinefromdriedbambooshootsofDendrocalamuslaliflorus

TU Jia， AI Wensheng， LIU Xiangbo， YANG Ming, MENG Yong, LI Meiqun

(Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China)

The L-tyrosine from dried bamboo shoots ofDendrocalamuslalifloruswas extracted by hydrolysis. Factors which may influence the effects of extraction were studied including the solid-liquid ratio, pH and bleaching time. The results showed that the optimal parameters of the extraction technology of L-tyrosine from dried bamboo shoots ofDendrocalamuslalifloruswere: solid-liquid ratio of 1∶7, pH 5.6 and bleaching time of 60min. Under these conditions, the extraction rate of L-tyrosine was 0.109%.

dried bamboo shoots ofDendrocalamuslaliflorus; extraction technology; hydrolysis

2013 — 08 — 07

國家林業(yè)公益類項目(200904047)。

TS 209

A

1003 — 5710(2013)05 — 0048 — 03

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2013. 05. 013