野葛葉蛋白質(zhì)提取工藝研究

摘要：以野葛葉為原料，采用水提醇沉法，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，以凱氏定氮法測(cè)得野葛葉蛋白質(zhì)含量和提取率，對(duì)提取溫度、提取時(shí)間、溶液ｐＨ值、液料比４個(gè)因素進(jìn)行優(yōu)化研究，確定野葛葉蛋白質(zhì)提取的最佳方法。結(jié)果表明，從野葛葉中提取蛋白質(zhì)的最佳工藝條件為：提取溫度９０ ℃，提取時(shí)間１２０ ｍｉｎ，提取溶液的ｐＨ值６，液料比１．４∶１（Ｖ／Ｗ，Ｌ∶ｋｇ）。

關(guān)鍵詞：野葛葉；蛋白質(zhì)；提取

中圖分類號(hào)：Ｓ５６７．９；Ｒ２８４．２文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０11）11－2298-03

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｌｅａｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｒｏｍ Ｐｕｅｒａｒｉａ ｌｏｂａｔａ（Ｗｉｌｌｄ．）Ｏｈｗｉ

ＨＥ Ｍｅｉ－ｊｕｎ１，ＬＩＡＯ Ｃｈａｏ－ｌｉｎ１，ＷＡＮＧ Ｈｕａ１，ＺＨＡＮＧ Ｙｕ１，ＭＵ Ｓｅｎ１，ＧＵＯ Ｈａｎ－ｊｉｕ１，ＨＥ Ｙｉｎ－ｓｈｅｎｇ１，

ＺＨＡＯ Ｒｅｎ－ｊｕｎ１，ＨＵＡＮＧ Ｄｏｎｇ－ｈａｉ２，ＬＩＡＯ Ｌｕ－ｊｉｎｇ１

（１． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈｅｒｂａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅｓ， Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｅｎｓｈｉ ４４５０００， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ， Ｅｎｓｈｉ ４４５０００， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｔｈａｎｏｌ ｓｕｂｓｉｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｒｏｍ Ｐｕｅｒａｒｉａ ｌｏｂａｔａ ｌｅａｖｅｓ． Ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｋｊｅｌｄａｈｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ，ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐＨ， ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｌｅａｖｅｓof Ｐｕｅｒａｒｉａ ｌｏｂａｔａ ｗｅｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ９０ ℃； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ， １２０ ｍｉｎ； ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐＨ， ６； ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ to ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ，

１．４∶１（Ｖ／Ｗ，Ｌ：ｋｇ）．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｅａｖｅｓ ｏｆ Ｐｕｅｒａｒｉａ ｌｏｂａｔａ（Ｗｉｌｌｄ．）Ｏｈｗｉ； ｐｒｏｔｅｉｎ； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ

野葛［Ｐｕｅｒａｒｉａ ｌｏｂａｔａ（Ｗｉｌｌｄ．）Ｏｈｗｉ］為豆科葛屬植物，具有良好的藥用價(jià)值及食用價(jià)值，被衛(wèi)生部列為藥食兩用植物。野葛根富含淀粉及異黃酮類物質(zhì)［１］，其中淀粉可食用性在我國(guó)及日本、韓國(guó)等周邊國(guó)家均具有悠久的歷史；異黃酮類物質(zhì)具有降血壓、降血脂、降血糖、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈、防癌抗癌以及抗氧化等作用。目前，野葛的研究多集中在野葛根的藥理藥效和有效成分提取等方面［２－４］。而王淑惠等［５］對(duì)葛屬植物葉的揮發(fā)性成分也進(jìn)行了分析。目前對(duì)野葛葉蛋白質(zhì)提取分離工藝尚未見報(bào)道。

因此，本研究主要是對(duì)野葛葉蛋白質(zhì)提取工藝進(jìn)行研究，旨在提高野葛的資源利用率，延伸野葛加工企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。

１材料與方法

１．１材料

１．１．１野葛葉試驗(yàn)用野葛葉均采自華中藥用植物園。

１．１．２試劑氫氧化鈉、鹽酸、硫酸等均為分析純。

１．１．３儀器旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，ＲＥ－５２，上海亞榮生化儀器廠；凱式定氮儀，ＫＤＹ－９８３０，北京華威興業(yè)科技有限公司；恒溫水浴鍋，ＨＨ－Ｓ，上海索譜儀器有限公司；精密ｐＨ計(jì)，ＰＨＳ－２５Ｂ型，上海大普儀器有限公司；低速離心機(jī)，ＴＧ１６－ＷＳ，湘儀離心機(jī)儀器有限公司。

１．２方法

１．２．１單因素試驗(yàn)①以１ ｋｇ鮮野葛葉為原料，以１ ５００ ｍＬ水為提取液，提取時(shí)間為１００ ｍｉｎ，分別以５０、６０、７０、８０、９０、１００℃提取野葛葉蛋白質(zhì)；②以１ｋｇ鮮野葛葉為原料，以１ ５００ ｍＬ水為提取液，７０℃為提取溫度，分別提取野葛葉蛋白質(zhì)６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０ ｍｉｎ；③以１ ｋｇ鮮野葛葉為原料，以

１ ５００ ｍＬ水為提取液，７０℃為提取溫度，提取時(shí)間為１００ ｍｉｎ，分別以分析純ＮａＯＨ、ＨＣｌ溶液調(diào)節(jié)提取液的ｐＨ值為４、５、６、７、８、９，提取野葛葉蛋白質(zhì)；④以１ ｋｇ鮮野葛葉為原料，提取時(shí)間為１００ ｍｉｎ，取提取液的ｐＨ值為７，７０℃為提取溫度，調(diào)節(jié)不同提取液的體積為１ ２００、１ ３００、１ ４００、１ ５００、１ ６００、１ ７００ ｍＬ，在不同液料比為１．２∶１、１．３∶１、１．４∶１、１．５∶１、１．６∶１、１．７∶１（Ｖ／Ｗ，Ｌ∶ｋｇ，下同）條件下提取蛋白質(zhì)；⑤以１ ｋｇ鮮野葛葉為原料，以１ ５００ ｍＬ水為提取液，提取時(shí)間為１００ ｍｉｎ，７０℃條件下提取，在８０ ℃濃縮至１８０ ｍＬ，分別加入３６０ ｍＬ食用乙醇，使乙醇占總?cè)芤后w積分?jǐn)?shù)為１００％、９０％、８０％、７０％、６０％、５０％，離心過濾得粗蛋白質(zhì)。

１．２．２正交試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定提取溫度、提取時(shí)間、提取液ｐＨ值、液料比４個(gè)因素，以蛋白質(zhì)的提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行Ｌ９（３４）正交試驗(yàn)，因素與水平設(shè)計(jì)見表１。

１．２．３蛋白質(zhì)含量的測(cè)定蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用微量凱式定氮法［６］。蛋白質(zhì)的提取率為干燥后蛋白質(zhì)含量除以野葛葉中的總蛋白質(zhì)含量。

１．２．４驗(yàn)證試驗(yàn)按照正交試驗(yàn)中優(yōu)選工藝進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)定蛋白質(zhì)的提取率。

２結(jié)果與分析

２．１單因素試驗(yàn)

２．１．１提取溫度對(duì)蛋白質(zhì)提取率的影響提取溫度對(duì)野葛葉蛋白質(zhì)提取率的影響見圖１。由圖１可知，隨著提取溫度的升高，野葛葉蛋白質(zhì)的提取率升高，當(dāng)溫度達(dá)到８０ ℃時(shí)，野葛葉的提取率達(dá)到最高，但是隨著提取溫度的進(jìn)一步的升高，蛋白質(zhì)的提取率逐漸下降。因此，提取野葛葉蛋白質(zhì)較優(yōu)溫度為８０℃。

２．１．２提取時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)提取率的影響提取時(shí)間對(duì)野葛葉蛋白質(zhì)提取率的影響見圖２。從圖２可知，提取時(shí)間在６０～１００ ｍｉｎ，野葛葉蛋白質(zhì)的提取率隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)而增大；在１２０～１６０ ｍｉｎ，野葛葉蛋白質(zhì)提取率趨于平穩(wěn)，增幅不大。結(jié)合成本等因素綜合考慮，較優(yōu)提取時(shí)間為１２０ ｍｉｎ。

２．１．３ｐＨ值對(duì)蛋白質(zhì)提取率的影響提取溶液的ｐＨ值對(duì)野葛葉蛋白質(zhì)提取率的影響見圖３。由圖３可知，提取溶液的ｐＨ值為４~７時(shí)，野葛葉蛋白質(zhì)的提取率的變化不大，隨著ｐＨ值的升高，野葛葉蛋白質(zhì)提取率逐漸減少，綜合考慮設(shè)備及成本，較好的提取溶液ｐＨ值為６~７。

２．１．４液料比對(duì)蛋白質(zhì)提取率的影響不同的液料比對(duì)野葛葉蛋白質(zhì)提取率的影響見圖４。從圖４可知，液料比從１．２∶１至１．５∶１時(shí)，野葛葉蛋白質(zhì)的提取率明顯增大，而液料比從１．５∶１至１．７∶１時(shí)，野葛葉蛋白質(zhì)提取率增幅不大，從而得出液料比為１．５∶１時(shí)，就能充分將野葛葉中的蛋白質(zhì)提取出來，而較大的液料比增加了工藝生產(chǎn)中的濃縮時(shí)間，從而增加了工業(yè)成本，因此，較好的液料比為１．４∶１至１．５∶１。

２．１．５乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)蛋白質(zhì)提取率的影響不同的乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)野葛葉蛋白質(zhì)提取率的影響見圖５。從圖５可知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，野葛葉蛋白質(zhì)提取率逐漸增大，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到８０％時(shí)，野葛葉蛋白質(zhì)提取率趨于平穩(wěn)。因此，８０％乙醇為提取野葛葉蛋白質(zhì)的最佳沉降劑。

２．２正交試驗(yàn)結(jié)果分析

正交試驗(yàn)結(jié)果見表２，由表２極差分析可知各因素對(duì)蛋白質(zhì)提取率的影響大小為Ａ＞Ｂ＞Ｄ＞Ｃ，從野葛葉中提取蛋白質(zhì)的最佳工藝條件為Ａ２Ｂ２Ｃ１Ｄ１，即提取溫度為９０℃，提取時(shí)間為１２０ ｍｉｎ，提取溶液的ｐＨ值為６，液料比為１．４∶１。

２．３驗(yàn)證試驗(yàn)

按最優(yōu)工藝參數(shù)組合進(jìn)行３次重復(fù)的驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得蛋白質(zhì)的提取率為５９．７％，提取率較高，說明最佳工藝參數(shù)組合較優(yōu)，對(duì)提取野葛葉中的蛋白質(zhì)是可行的。

３結(jié)論

以水為溶劑，從野葛葉中提取蛋白質(zhì)，得到影響蛋白質(zhì)提取率的各個(gè)因素主次關(guān)系為：提取溫度＞提取時(shí)間＞液料比＞提取液ｐＨ值；從野葛葉中提取蛋白質(zhì)的最佳工藝條件為：提取溫度９０℃，提取時(shí)間１２０ ｍｉｎ，提取溶液的ｐＨ值６，液料比１．４∶１。按該工藝參數(shù)組合提取野葛葉蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的提取率可達(dá)５９．７％。工藝參數(shù)為綜合加工野葛葉的階段性研究結(jié)果，野葛葉中含有豐富的黃酮類化合物及纖維素，為提高原料的利用率，還有待進(jìn)一步研究加工工藝。

參考文獻(xiàn)：

［１］ 中華人民共和國(guó)藥典委員會(huì)．中華人民共和國(guó)藥典（一部）［Z］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，２００５．

［２］ 張雁，張孝祺．葛根的營(yíng)養(yǎng)保健功能及開發(fā)利用［Ｊ］．食品研究與開發(fā)，２０００（２）：３７－３９．

［３］ 鐘耕，李天真．葛根淀粉顆粒性質(zhì)的研究［Ｊ］．中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，２００４，１９（５）：３３－３７．

［４］ 熊麗蘋，黃立新，李彥萍．葛根淀粉理化性質(zhì)的研究［Ｊ］．食品科技，２００４（５）：１０－１３．

［５］ 王淑惠，雷榮愛， 宋二穎， 等． 葛根地上部分揮發(fā)性成分的研究［Ｊ］. 中國(guó)藥事，２００２，１６（２）：１０７－１０９．

［６］ 無錫輕工大學(xué)，天津輕工業(yè)學(xué)院．食品分析［Ｍ］．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，２００５．２１６－２１９．

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文