有前途的蛋白質資源——牧草葉蛋白

○江蘇省淮安生物工程高等職業學校 劉明美

揚州大學 呂宗友

蛋白質資源的缺乏是世界各國普遍存在的問題。我國是蛋白飼料資源短缺的國家之一，目前蛋白飼料年缺口約為1500萬噸，據中國農業科學院飼料科學研究所有關專家預測，2010年和2020年我國蛋白飼料資源需求分別為6000萬噸和7200萬噸。

高等植物的蛋白被認為是最有前途的蛋白質資源，植物蛋白廉價并能滿足人類和家畜對蛋白質的需求。葉蛋白又稱綠色蛋白濃縮物（LPC），是以新鮮牧草或其他青綠植物的生長組織（莖、葉）為原料，經打漿壓榨，利用蛋白質等電點原理從汁液中提取的高蛋白濃縮物。葉蛋白的粗蛋白質含量高達32%～58%，高于一般大豆的粗蛋白質含量。氨基酸組成與大豆比較，葉蛋白的精氨酸、谷氨酸、絲氨酸含量低于大豆蛋白，而丙氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、氨酸含量均高于大豆蛋白，天門冬氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、絡氨酸、色氨酸含量也與大豆蛋白接近。總的來說，葉蛋白的品質比較接近大豆蛋白和豆餅蛋白，優于花生餅蛋白。葉蛋白所含氨基酸種類齊全，而且組成平衡，還含有豐富的維生素和礦物質，無動物蛋白質所含的膽固醇，因此可利用葉蛋白來改進牲畜膳食的營養成分。

一、牧草葉蛋白的提取方法

1.酸加熱法。酸加熱法是用酸將牧草汁液的pH調節至某一值，在該值產生葉蛋白沉淀最多，在加熱的條件下使蛋白質凝結起來。

閻巧娟用酸加熱法研究了苜蓿葉蛋白提取工藝，研究表明影響葉蛋白蛋白質含量的因素依次為：pH值>加鹽比例>加水比例>絮凝溫度。但試驗只研究了獲得的葉蛋白純度，而對葉蛋白的產量并沒有研究，在實際生產中運用意義不大。也有研究表明，在葉蛋白的提取過程中，對于不同的植物應采取不同的方法。楊超英研究表明，酸加熱法提取黑麥草葉蛋白，葉蛋白的提取率高達65.73%，且葉蛋白中的蛋白質含量可達70.48%，因此，該方法適合黑麥草葉蛋白的提取。

2.堿加熱法。堿加熱法指用堿將牧草汁液的pH調節至某一值，在加熱的條件下使蛋白質凝結起來的方法。堿加熱法的提取效率普遍不高。姚愛興分別用酸化加熱法、堿化加熱法和直接加熱法比較了苜蓿葉蛋白和串葉松香草的提取率，試驗表明，提取串葉松香草和紫花苜蓿葉蛋白時，酸加熱法＞堿加熱法＞直接加熱法。這可能與植物的蛋白質種類有關，有的植物的蛋白主要為酸性，有的主要為堿性，堿性蛋白質適合用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白質適合用偏堿性的提取液提取。

3.直接加熱法。利用加熱法、凝絮法和加酸法來提取魯梅克斯的對比試驗表明，加熱法提取葉蛋白的相對產率較高，快速加熱的效果最好。

4.發酵酸法。發酵酸法是將發酵酸與牧草汁液混合，改變其pH值到蛋白質的等電點，使其沉淀，從而達到分離目的。發酵酸法在牧草葉蛋白的提取中運用不多，但是一種很有發展潛力的方法。曾凡枝在體積比（發酵酸體積/濾液體積）、混合液靜置時間和發酵酸循環使用次數三因素不同水平上研究了不同條件對苜蓿葉蛋白提取率的影響。試驗結果表明：各因素對提取率影響順序為，發酵酸循環使用次數＞體積比＞混合液靜置時間，最佳工藝為體積比2∶1，發酵酸循環使用1次，沉淀10分鐘。葉蛋白的最大提取率可達38%。

5.鹽析法。不同植物的蛋白質在不同離子濃度下鹽析效應不同。王晉峰用（NH4）2SO4鹽析法提取葉蛋白的研究表明，（NH4）2SO4飽和度達20%時纖維蛋白析出，達80%時肌紅蛋白析出。（NH4）2SO4處理隨濃度增高而提取率增加。供試的光葉紫花苕葉蛋白的最大提取量為2.66%，白三葉為2.12%。

6.綜合法。酸化、加熱、加鹽法等各有其優缺點，可以通過將幾種方法組合在一起，充分利用其優點以獲取最大量葉蛋白。李明元采用鹽析和熱絮凝相結合的方法提取苜蓿葉蛋白，研究表明，影響葉蛋白提取率的因素依次為料液比＞加鹽量＞pH值，蛋白質的提取率為29.58%，蛋白質純度可達52.71%。張垚采用酸化、加熱、加鹽綜合方法提取苜蓿鮮草中葉蛋白，影響粗蛋白質提取率的因素依次為加鹽量＞溫度＞pH值＞絮凝時間。

二、葉蛋白副產品的利用

葉蛋白除用于食用蛋白和飼用蛋白外，還可用于化妝品、洗滌用品、化工用品、飲料和植物營養調節劑中，還可將葉蛋白濃縮物作為進一步分離制得葉綠素、葉綠素銅鈉、胡蘿卜素、純蛋白質、維生素、汁烷醇、食用纖維素和某些活性酶等，而且葉蛋白的應用領域還在不斷拓寬（如醫用）。

經提取葉蛋白后的草渣也有重要的利用價值。草渣一般占牧草干重的80%左右，其營養成分與原干草相比，粗蛋白、粗灰分和無氮浸出物含量較低，而粗纖維、酸性洗滌纖維、木質素和纖維素的含量較高，礦物質的含量基本也能滿足家畜的需要。可將草渣加工成干草粉、草顆粒或草塊等，也可以將草渣用于發酵，生產生物能源。另外，草渣也可用來造紙和生產食用菌等。草渣還可用于青貯發酵。

草渣也可作膳食纖維的原料。苜蓿草渣含有大量可利用的優質膳食纖維，提取葉蛋白后，苜蓿草渣中酸性洗滌纖維的含量為40.72%～62.09%，是一種理想的提取膳食纖維的原材料。馮暢敏用堿結合木瓜蛋白酶水解法和化學法對苜蓿草渣膳食纖維進行研究。結果表明，堿結合木瓜蛋白酶水解法優于化學法，蛋白酶水解法提取膳食纖維成品氣味較淡，膳食纖維含量81.54%。

鮮葉壓榨而得的綠色汁液經分離葉蛋白后的殘液稱為棕色液，占原料鮮重的40%～50%。其中，干物質占6.10%，粗蛋白占22.5%，鈣1.9毫克/克、鎂1.3毫克/克、鉀8毫克/克、硫0.8毫克/克、磷0.9毫克/克（以上都以干物質為基礎計算），以及一些促生長因子等。葉蛋白提取殘液還可用來提取超氧化物歧化酶。

三、牧草葉蛋白的應用前景

我國有40多億畝的草原、草山坡、還有許多灘涂。可是目前我國對于牧草深加工利用的研究尚未開展起來。應著手開發牧草深加工技術，對葉蛋白生產及其副產品進行深度開發。葉蛋白中含有脂肪、糖類、核酸、脂溶性維生素A、維生素E、維生素K、水溶性維生素B、維生素C、胡蘿卜素以及鐵、鎂、鈣、鋅、銅等礦物元素，這些營養成分具有防病、治病、強身、健體、防衰老等多種作用，是優良的食品添加劑，所以，葉蛋白作為一類低纖維、低脂肪的蛋白源，更適合作為兒童、貧血病人、孕婦、高血脂病人及老年人的保健品。