苜蓿鮮草中提取葉蛋白最佳工藝研究

黃新育1，許英一2，李紅1，柴華1，楊偉光1，楊曌1，高海娟1，徐婷婷1

(1.黑龍江省畜牧研究所161005；2. 齊齊哈爾大學食品與生物工程學院161006)

摘要：該研究以北方寒冷地區(qū)龍牧801苜蓿鮮草為原料，用酸化加熱法提取苜蓿葉蛋白。研究提取溫度、提取液pH值、提取時間三因素對苜蓿葉蛋白提取率的影響。在單因素實驗基礎(chǔ)上，采用三因素三水平正交試驗確定酸熱法提取苜蓿葉蛋白的最佳工藝條件為：提取溫度為60℃、pH值為4.0、提取時間為12 min，在此工藝條件下，粗蛋白提取率為45.32%。

關(guān)鍵詞：苜蓿；葉蛋白；提取工藝

紫花苜蓿為豆科苜蓿屬多年生草本植物[1]。苜蓿葉產(chǎn)量高，葉的蛋白質(zhì)含量高，是葉蛋白生產(chǎn)中常用的原料[2-3]。苜蓿葉蛋白被認為是一種高質(zhì)量的食品[4]，同時可用于飼料[5]和醫(yī)藥[3]等方面，而且苜蓿葉蛋白的應用領(lǐng)域正在不斷拓寬[6-9]。葉蛋白的生產(chǎn)通常包括汁液提取、蛋白絮凝與分離和干燥這三個主要步驟[10]， 每個步驟對葉蛋白的提取率和產(chǎn)品質(zhì)量影響都很大， 其中葉蛋白的絮凝最為關(guān)鍵[11]。葉蛋白的絮凝方法有加熱法、酸堿度法、發(fā)酵法、溶劑浸提法等[12-13]。本試驗主要是以優(yōu)質(zhì)新鮮的苜蓿葉為原料，研究酸與溫度綜合處理對葉蛋白提取率的影響，以尋求最佳的提取途徑。

1材料與方法

1.1　實驗材料與試劑

龍牧801苜?，F(xiàn)蕾期[14-15]鮮草取自黑龍江省畜牧研究所試驗田；氯化鈉、鹽酸、氫氧化鈉、硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、硼酸均為分析純，天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心。

1.2　實驗儀器

DS-1 高速組織搗碎機：上海標本模型廠；80-1臺式低速離心機：江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；PHS-25(數(shù)顯)pH計：上海精密科學儀器有限公司；FD-1真空冷凍干燥機：上海豫康科教儀器設備有限公司；SHZ-B 水浴恒溫振蕩器：上海躍進醫(yī)療器械廠；GZX-DH.400BS 電熱恒溫干燥箱：上海躍進醫(yī)療器械廠。

1.3　測定方法

1.3.1測定

蛋白質(zhì)含量的測定采用微量凱氏定氮法[16]。

1.3.2苜蓿葉蛋白提取率的計算

酸熱法[17]提取苜蓿葉蛋白采用半微量凱氏定氮法測其中的蛋白質(zhì)含量。葉蛋白提取率按如下公式計算：

1.4　實驗方法

1.4.1酸熱法提取苜蓿葉蛋白的工藝

將苜蓿鮮葉剪切成長度約為1cm的小段[18]，采用鮮葉與2%的食鹽溶液重量比為1∶2進行打漿2min。過濾后取濾液，對汁液調(diào)不同的pH值，置于水浴振蕩器中加熱絮凝，以5000r/min離心20min，得到葉蛋白。將葉蛋白置于真空冷凍干燥機烘干，即得到葉蛋白粉。測定提取率。

1.4.2酸熱法提取苜蓿葉蛋白工藝的優(yōu)化研究

本實驗著重考察提取液pH值、提取溫度、提取時間三因素對紫花苜蓿葉蛋白提取率的影響。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，設計三因素三水平的正交試驗[19]對酸熱法提取紫花苜蓿葉蛋白的工藝進行優(yōu)化研究。

2結(jié)果與分析

由表1極差分析結(jié)果可得出，按照極差R的大小，影響粗蛋白提取率的主次因素的順序為B(提取溫度)>C(提取時間)>A(pH值)，通過正交試驗確定最佳組合為A2B3C3，即pH值為4.0，提取溫度為60℃，提取時間為12 min。由方差分析表2可知，提取溫度對粗蛋白提取率顯著影響(P<0.05)，提取時間和pH值對粗蛋白提取率影響較小，這與極差分析的結(jié)果一致。由粗蛋白提取率大小還可以看出，正交表中直觀表現(xiàn)最佳組合為A1B3C3，與正交結(jié)果不符，進行驗證試驗后得出，組合A2B3C3的粗蛋白提取率為45.32%，大于A1B3C3的粗蛋白提取率，說明通過正交試驗能夠產(chǎn)生最佳的試驗組合。

表1　正交試驗結(jié)果與極差分析

表2　正交試驗方差分析

注：*表示差異顯著(P<0.05)

3結(jié)論

本實驗酸熱法提取苜蓿葉蛋白。利用蛋白質(zhì)在酸作用下能變性沉淀的特性，將pH值調(diào)節(jié)至一定的酸性條件，以產(chǎn)生較好的絮凝效果，以提取苜蓿葉蛋白。本研究利用正交實驗確定了酸熱法提取苜蓿葉蛋白的最佳工藝條件為：提取溫度為60℃、pH值為4.0、提取時間為12 min，在此工藝條件下，粗蛋白提取率為45.32%。

參考文獻

[1] 李富娟.南方地區(qū)不同苜蓿(Medicago sativa L.)品種粗蛋白含量的變異及其遺傳力的研究[D].重慶:西南大學，2006.

[2] 韓春梅，張新全，楊春華，等.苜蓿葉蛋白的開發(fā)利用現(xiàn)狀[J].草業(yè)科學，2005，22(9):23-27.

[3] 朱偉然.苜蓿葉蛋白的主要作用及生產(chǎn)工藝[J].河南畜牧獸醫(yī)，2006，27(9):38-39.

[4] SRIVASIAVA R R. Effects of growth stage on the extractability and composition of leaf protein concentrate of some weeds [J].Indian Journal of Agricultural Research，1988，22(2):92-96.

[5] 田麗萍，劉廣青.苜蓿利用及深加工技術(shù)研究進展[J].草食家畜，2004，6(2):39-41.

[6] BARANIAK B，KARAS M. Antioxidative properties of chloroplast concentrates obtained by various methods from Lucerne juice[J].Journal of Animal and Feed Sciences，2000，9(2):397-405.

[7] 晨曦.葉蛋白的生產(chǎn)和利用[J].資源節(jié)約和綜合利用，1996，01:46-49.

[8] 邱業(yè)先，羅澤民.植物葉蛋白的研究及其工業(yè)化生產(chǎn)[J].世界農(nóng)業(yè)，1998，12:20-22.

[9] 楊春波，謝正軍，金征宇.從壓塊苜蓿草中提取蛋白質(zhì)的工藝研究[J].食品與機械，2006， 22(6): 23-25.

[10] 張藝，李忠.植物葉蛋白的開發(fā)應用[J].食品研究與開發(fā)，2004，25(5):102-105.

[11] 吳萬靈，韓魯佳，王唯涌.苜蓿葉蛋白提取工藝參數(shù)優(yōu)化實驗研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，2006，11(5):65-69.

[12] 薛林，劉青廣，唐慧，等.苜蓿葉蛋白提取工藝的優(yōu)化研究[J].石河子大學學報(自然科學版)，2005 (23) :152-154.

[13] 成明華，關(guān)東勝，吳衛(wèi)華.苜蓿葉蛋白粉葉綠素的提取工藝[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，1998，04:93-97.

[14] Michael.D Boy，Kenneth.J.Mor.Alfalfa Yield and Quality as Influenced by establishment Method.2002，94(1-2):1163-1170.

[15] 白玉龍，烏艷虹，韓曉華.紫花苜蓿株齡于其營養(yǎng)成分關(guān)系的研究[J].草業(yè)科學，1999，16(1):18-21.

[16] 張水華.食品分析[M].北京:中國輕工業(yè)出版社，2007:159-160.

[17] 賀新強，宋葆華，倪陳凱，等.植物葉蛋白提取方法的比較[J].植物資源與環(huán)境學報，1999，02:63-64.

[18] 鄧勇，沈群，盧山，等.葉蛋白的提取工藝[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，1997，06:88-89.

[19] 方開泰，馬長興.正交與均勻試驗設計[M].科學出版社，2001.