飼料桑葉蛋白提取工藝研究

張正周　馮駿　鄭旗

摘 要：通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化飼料桑葉蛋白的提取工藝，以提高葉蛋白的提取率。結(jié)果表明，浸提時(shí)間45min，液料比15：1，浸提溫度35℃，浸提液濃度0.5%時(shí)，飼料桑葉蛋白提取率最高，為（2.11±0.03）%。

關(guān)鍵詞：飼料桑；葉蛋白；提取率

中圖分類號(hào)：S888.321 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160310003

前言

近年來(lái)，我國(guó)畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，然而隨著人口的增多、環(huán)境的破壞、耕地的減少，飼料資源嚴(yán)重不足，高品質(zhì)蛋白質(zhì)飼料更是嚴(yán)重缺乏，蛋白質(zhì)飼料多年來(lái)都是以豆粕為原材料進(jìn)行加工，國(guó)內(nèi)豆粕產(chǎn)量有限，每年進(jìn)口蛋白飼料超過(guò)2000t，飼料的缺口已經(jīng)嚴(yán)重制約的畜牧產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

新鮮植物的葉、嫩莖壓榨后可以得到具有較高營(yíng)養(yǎng)的汁液，這些汁液經(jīng)濃縮提取，可以得到葉蛋白。葉蛋白含有 18 種必需氨基酸，且其組成比例平衡，是畜禽的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料[1]。

飼料桑，也叫雅津蛋白桑，是我國(guó)桑產(chǎn)業(yè)中效益較好的新型品種，區(qū)域適應(yīng)性強(qiáng)，具有直接的生態(tài)價(jià)值和飼料價(jià)值，因其枝條和葉片中蛋白質(zhì)含量高，適口性好，逐漸在畜禽養(yǎng)殖中用于代替其他飼料，并且，飼料桑是提取葉蛋白的優(yōu)良原材料，從飼料桑中提取葉蛋白，不僅能夠緩解飼料短缺問(wèn)題，也可以提高飼料桑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，增加農(nóng)戶的收益[2]。因此研究從飼料桑中提取葉蛋白的工藝顯得尤其重要。

1 材料與方法

1. 1 材料

飼料桑，成都市農(nóng)林科學(xué)院種植基地所產(chǎn)飼料桑嫩枝葉。

1. 2 方法

制備浸提液：精確稱取飼料桑枝葉30g置于打漿機(jī)中，根據(jù)料液比添加提取液（NaOH溶液），打漿5 min，然后靜止浸提，200目網(wǎng)篩過(guò)濾并洗滌濾渣，3000 r/min 離心5min得上清液，上清液經(jīng)活性炭吸附脫色60 min，3000 r/min離心5min得上清液，即為葉蛋白浸提液。

1. 3 浸提液中蛋白質(zhì)含量測(cè)定

凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量（GB5009.5-2010）。

1. 4 葉蛋白提取率的計(jì)算

提取率/%=蛋白質(zhì)含量（g/mL）×浸提液體積（mL）

飼料桑枝葉重量（g）

2 結(jié)果與分析

2.1 浸提時(shí)間對(duì)葉蛋白提取率的影響

在液料比為10：1，浸提溫度為35℃，提取液濃度為0.6%時(shí)，研究浸提時(shí)間對(duì)葉蛋白提取率的影響，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，葉蛋白的提取率先迅速升高，在浸提時(shí)間為55min時(shí)，葉蛋白提取率達(dá)到最高，為1.81%。浸提時(shí)間短，蛋白質(zhì)溶解少，提取不充分導(dǎo)致了葉蛋白提取率的低下；延長(zhǎng)提取時(shí)間，提取率會(huì)得到提高，但是，過(guò)長(zhǎng)的浸提時(shí)間并不能有效提高提取率，這是因?yàn)椋?dāng)?shù)鞍踪|(zhì)已經(jīng)完全溶出后，再延長(zhǎng)時(shí)間也不會(huì)提高蛋白質(zhì)的濃度，反而會(huì)降低生產(chǎn)效率。與浸提時(shí)間55min的提取率相比較，45min、65min浸提時(shí)間的提取率雖然稍低，但是差異不顯著，從提取效率上考慮，確定浸提時(shí)間45min為最優(yōu)浸提時(shí)間。

2.2 料液比對(duì)葉蛋白提取率的影響

當(dāng)浸提時(shí)間為45min，浸提溫度為35℃，提取液濃度為0.6%時(shí)，研究液料比對(duì)葉蛋白提取率的影響，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，隨液料比的提高，葉蛋白提取率迅速增大，當(dāng)液料比為15：1時(shí)，葉蛋白提取率最大，為1.86%，液料比超過(guò)15：1，提取率會(huì)降低。這是因?yàn)轱暳仙Ｔ陷^多時(shí)，浸提效果差，蛋白質(zhì)難以浸出，大量蛋白質(zhì)仍會(huì)繼續(xù)留在飼料桑葉片或枝條中；在打漿的過(guò)程中，飼料桑葉片和枝條中的蛋白質(zhì)水解酶會(huì)部分被釋放出來(lái)，料液比低于15：1時(shí)，浸提液太多，雖然可以將更多的蛋白質(zhì)浸提出來(lái)，但也使得蛋白質(zhì)水解酶和葉蛋白接觸的幾率增加，一部分葉蛋白會(huì)被蛋白水解酶水解，從而降低了葉蛋白提取率。因此合適的液料比十分重要，在所做試驗(yàn)范圍內(nèi)，從試驗(yàn)結(jié)果看，液料比為15：1時(shí)，葉蛋白提取率最高。

2.3 浸提溫度對(duì)葉蛋白提取率的影響

當(dāng)浸提時(shí)間為45min，液料比為15：1，提取液濃度為0.6%時(shí)，研究浸提溫度對(duì)葉蛋白提取率的影響，分別測(cè)定浸提溫度為15℃、25℃、35℃、45℃、55℃及65℃時(shí)葉蛋白的提取率，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，隨溫度增加，葉蛋白提取率為先升高后降低的趨勢(shì)，溫度過(guò)低，會(huì)使得蛋白質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)減弱，從而減少葉蛋白的溶出，降低提取率；當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)造成蛋白質(zhì)部分失活甚至是全部失活，也不利于葉蛋白的提取。試驗(yàn)結(jié)果表明，35℃時(shí)，葉蛋白的提取率最高，為1.92%。

2.4 提取液濃度對(duì)葉蛋白提取率的影響

當(dāng)浸提時(shí)間為45min，液料比為15：1，浸提溫度為35℃時(shí)，研究提取液濃度對(duì)葉蛋白提取率的影響，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，當(dāng)提取液濃度為0.5%時(shí)，提取率有最大值為2.01%，提取液濃度<0.5%時(shí)，提取率隨提取液濃度的升高而增大，當(dāng)提取液濃度>0.5%時(shí)，提取率隨提取液濃度的升高而減小，提取液濃度最佳為0.5%。這可能是因?yàn)檫^(guò)低的提取液濃度達(dá)不到提取效果或者提取效果很弱，過(guò)高的提取液濃度，使得體系堿性太強(qiáng)，引起蛋白質(zhì)部分變形，從而降低了提取率。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

浸提時(shí)間、液料比、浸提溫度、浸提液濃度對(duì)飼料桑葉蛋白的提取率都有一定的影響，由單因素試驗(yàn)結(jié)果可知，浸提時(shí)間45min，液料比15：1，浸提溫度35℃，浸提液濃度0.5%時(shí)，飼料桑葉蛋白提取率最高。在此工藝條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證性試驗(yàn)，結(jié)果，飼料桑葉蛋白提取率為（2.11±0.03）%，大于所有單因素試驗(yàn)的最大值。

3.2 討論

本文最佳參數(shù)僅為實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，擴(kuò)大生產(chǎn)進(jìn)行中試是否適合，還有待下一步研究；此試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，在此工藝參數(shù)下，可以在一定程度上提高飼料桑葉蛋白的提取率，至于各工藝參數(shù)之間是否有交互作用，也有待下一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣美山，易興友，李中偉.飼料桑的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其在畜禽日糧中的應(yīng)用[J].當(dāng)代畜牧，2015（24）：31-32.

[2]劉信寶，吳淼，耿奇等.飼料桑葉蛋白提取工藝優(yōu)化[J].畜牧與獸醫(yī)，2014，46（6）：56-59.

作者簡(jiǎn)介：張正周，碩士，工程師，主要研究農(nóng)產(chǎn)品保鮮、加工；張馳松，碩士，工程師，主要研究特色農(nóng)產(chǎn)品的加工、綜合利用、保鮮等。