聚合草葉蛋白的酸化加熱法提取工藝研究

董雙濤，李寶霞，霍乃蕊

（1.山西生物應用職業技術學院，山西太原030031； 2.山西農業大學食品科學與工程學院，山西太谷030801）

聚合草（sympHytum pezegrinum L.）又名紫根草、友誼草、俄羅斯飼料草，屬于紫草科聚合草屬，叢生多年生草本植物［1］。聚合草植株可做藥用，聚合草在西方做藥用以有多年歷史，主治皮膚病、胃潰瘍及呼吸系統疾病等［2］。近年來從各種植物中提取葉蛋白及各種功能因子的研究已有很多，從聚合草提取葉蛋白的工藝還鮮有報道。本實驗以聚合草為原料，采用酸化加熱法尋求較優的提取條件，為從聚合草中提取葉蛋白的應用提供重要參數，以期能為聚合草的綜合開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗用聚合草采自山西農業大學牧場；實驗設備有DK-98-Ⅱ電熱恒溫水域鍋、電子天平、通風櫥、酸度計、真空泵、凱氏定氮儀、布氏漏斗、微量滴定管、研缽等；實驗試劑有鹽酸、濃硫酸、硫酸鉀、硫酸銅、硼酸、氫氧化鈉等。

1.2 實驗方法

1.2.1 聚合草蛋白質的測定 采用凱氏定氮法。取30 g鮮草，烘至恒重，取適量干草，在通風櫥中用濃硫酸消化使蛋白質中的氮轉化為硫酸銨（當燒瓶中的液體變為綠色為止），將消化后的物質定容在100 mL的容量瓶中，取定容后的液體在凱氏定氮儀中與氫氧化鈉反應，使硫酸銨轉化為氨氣，并將氨氣收集于硼酸吸收液中，再用已知濃度的鹽酸滴定吸收液中的硼酸銨，計算出含氮量，乘上轉換系數即蛋白氮的含量。

V2：樣品用鹽酸量；V1：空白用鹽酸量；N：鹽酸濃度；V3：蒸餾取樣毫升數；W：草樣質量數

葉蛋白提取率=（葉蛋白質量/鮮草質量）×100%

葉蛋白沉淀率=（葉蛋白中蛋白質質量/鮮草中蛋白質質量）×100%

1.2.2 葉蛋白提取工藝 原料預處理（清洗、剪切）→研磨取汁→抽濾→調pH值→水浴加熱→抽濾→烘干→測蛋白質含量［3］。

1.2.3 單因素實驗

1.2.3.1 加熱時間對聚合草葉蛋白提取的影響 取4份抽濾液，每份均由30 g鮮聚合草制備，用稀鹽酸調其pH值為4，然后在60℃恒溫水浴鍋中分別加熱 7 min，9 min，11 min，15 min，待汁液冷卻后，用真空泵抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌數次，在干燥箱中干至恒重，用分析天平稱所得葉蛋白的質量，并測其蛋白質含量。

1.2.3.2 加溫度對聚合草葉蛋白提取的影響 取4份均由30 g鮮草制備所得的抽濾液，用稀鹽酸調pH值為4，分別置于45℃，60℃，75℃，90℃的恒溫水浴鍋中加熱9 min，待汁液冷卻后，用真空泵抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌數次，在干燥箱中干至恒重，用分析天平稱所得葉蛋白的質量，并測其蛋白質含量［4］。

1.2.3.3 pH值對聚合草葉蛋白提取的影響 取4份均由30 g鮮草制備的抽濾液，用稀鹽酸調pH值為 1，2，3，4，然后在 60 ℃恒溫水浴鍋中加熱 9 min，待汁液冷卻后，用真空泵抽濾，濾渣用蒸餾水洗滌數次，在干燥箱中干至恒重，用分析天平稱所得葉蛋白的質量，并測其蛋白質含量。

2 結果

2.1 聚合草蛋白質含量的測定

結果見表1。

表1 聚合草蛋白質含量

由表1可知，新鮮聚合草中的蛋白質含量為2.32%，干草中的蛋白質含量為18.29%。

2.2 加熱時間對鮮聚合草葉蛋白提取率的影響

結果見圖1。由圖1可知，最佳的加熱時間為9 min。

2.3 加熱溫度對鮮聚合草葉蛋白提取率的影響

結果見圖2。

由圖2可知，最佳的加熱溫度為90℃，但由于提取溫度達到90℃時，提取液發生變色，可能導致蛋白質變性，所以選擇最佳提取溫度為60℃。

2.4 pH值對鮮聚合草葉蛋白提取率的影響

結果見圖3。

由圖 3可知，最佳pH為2，此時鮮聚合草葉蛋白的提取率為1.26%，綜上考慮正交實驗的pH值應該在2和2的左右選擇，本實驗的pH值選擇1.5，2，2.5。

2.5 正交實驗

結果見表2～表3。由正交實驗可以得出，對提取率影響的因素依次為pH＞加熱時間＞加熱溫度，葉蛋白提取的最佳工藝為A2B3C1，即pH值1.5，加熱溫度90℃，加熱時間為7min。此時葉蛋白的提取率為1.36%。對于葉蛋白的沉淀率而言，在正交實驗的基礎上對兩的最佳組合A2B3C1、A2B2C3，測其蛋白質含量分別為88.26%，68.31%，蛋白質沉淀率分別為51.70%，38.85%。所以最佳工藝選A2B3C1。綜上可知，鮮聚合草葉蛋白提取的最佳工藝為：pH值1.5，加熱溫度90℃，加熱時間為7 min。

表2 正交試驗因素水平表

表3 正交實驗結果

3 討 論

本實驗測定的干聚合草中葉蛋白的含量為18.29%，與前言中有關部門測定的聚合草中蛋白質含量為22.6%～24.8%不一致，出現不同的原因可能在于聚合草的產地和采摘季節不同。與文李玲，杜曉琴測得的苜蓿草粉中的蛋白質含量為16%［5］相比，可以得出聚合草的蛋白質含量高于苜蓿的蛋白質含量。目前有關苜蓿草的葉蛋白提取及應用的研究較多，可知聚合草的葉蛋白研究意義不亞于苜蓿葉蛋白的研究意義。

聚合草含有豐富的葉蛋白，酸化加熱法提取工藝效果較好、得率較高，可有效提取聚合草中的葉蛋白。

［1］盧隆杰，王桂澤，盧傳盛.聚合草——俄羅斯菜的特性及開發利用［J］.江西飼料，2004，（4）：19-21.

［2］盧隆杰，王桂澤，盧傳盛.聚合草——俄羅斯菜的特性及開發利用［J］.江西飼料，2004，（4）：19-21.

［3］李風玲，何玉環.聚合草葉蛋白提取條件研究［J］.中國草地學報，2009，31（2）：76-80.

［4］李道娥，劉向陽，等.加熱法提取葉蛋白工藝的研究［J］.農業工程學報，1998，14（1）：238-242.

［5］文李玲，杜曉琴.苜蓿葉蛋白提取工藝研究［J］.高等教育研究，2007，23（4）：95-97.