山西巨峰葡萄籽蛋白提取及脫色工藝初步研究*

王宇宏 張晉新

1（山西省生物研究院有限公司，山西太原 030006）

2（山西創新科技品牌傳播有限公司，山西太原 030006）

葡萄作為分布廣泛、歷史悠久的植物之一，可考證已具有上億年的歷史。截止2012 年底，我國葡萄種植產量已達到627 萬t，其中80%左右作為釀制葡萄酒的原材料，也因此產生了大量的副產物，主要包括葡萄皮和葡萄籽。目前，葡萄籽主要用于加工飼料等產品，其產生的經濟效益較低。有學者研究發現，葡萄籽中含有較豐富的生物活性物質，如植物脂肪及蛋白質，有較高的開發潛力。葡萄籽中粗蛋白的含量約為10%，其可與一些礦質元素結合為金屬蛋白。有研究表明，葡萄籽中氨基酸含量較為豐富且適合開發為食品添加劑或者保健產品。國外已有相關產品的研發并且已經上市銷售。葡萄中具有多種復雜的植物色素，而葡萄籽粗蛋白提取物中也有多種色素存在，需要進行脫色處理來進一步開發、推廣。在脫色工藝上，目前常用方法有物理法和化學法。當前國內外對于葡萄籽開發利用大多聚集于植物脂肪及花青素等方面，對葡萄籽蛋白的開發利用報道較少。為了更好地利用這些加工副產物產生更多的經濟效益和社會效益，本試驗擬以山西寶達菇業有限公司提供的巨峰葡萄籽為原材料進行蛋白提取相關研究，并且對蛋白質提取液脫色工藝進行探索，以期能夠為今后山西葡萄產業的深加工發展提供一定的數據基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

巨峰葡萄籽，2019 年6 月山西寶達菇業有限公司提供。

1.2 試驗方法

葡萄籽粗蛋白的提取參考任繼波文獻方法；蛋白含量測定采用GB 5009.5—2010《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》中凱氏定氮法測定葡萄籽蛋白含量；葡萄籽粗蛋白及脫色蛋白經干燥、研磨后測定白度；活性炭及雙氧水脫色效果比較試驗參考年賀鳳等的文獻方法。

1.3 統計分析

對所得數據采用Excel 2007 和SPSS 19.0 進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 葡萄籽基本成分

經測定，葡萄籽中基本成分及含量見圖1。由圖1 可知，粗纖維和碳水化合物所占比例較高，分別達到31.0%和30.5%，粗蛋白所占比例為9.6%。

脫脂脫酚葡萄籽基本成分及含量見圖2。由圖2 可知，巨峰葡萄籽經脫脂脫酚后，籽中粗纖維和碳水化合物所占比例仍較高，分別達到49.6%和26.2%，粗蛋白所占比例為10.7%。

2.2 不同方法葡萄籽蛋白提取率

圖1 葡萄籽中基本成分及其含量

圖2 脫脂脫酚葡萄籽基本組成成分與含量

分別采用鹽溶提取法、酶解提取法、堿液浸提法對脫脂脫酚葡萄籽蛋白質進行提取，根據最優化條件進行試驗，試驗條件為：物料粉碎度60 目、料液比1∶25、提取溫度88 ℃、提取液pH 值11.5、提取時間130 min。通過檢測不同方法所得的蛋白提取液濃度，可知不同方法提取率分別為鹽溶提取法提取率22.6%，酶解提取法蛋白提取率48.3%，堿液浸提法葡萄籽蛋白提取率最高為81.5%，且提取液顏色呈淡紅褐色、無特殊異味，結果見圖3。

圖3 不同提取方法的蛋白質提取率

2.3 活性炭與雙氧水脫色效果比較

物理法和化學法的脫色率及損失率測定結果如圖4、圖5 所示。由圖4 可知，隨著活性炭含量的增加，蛋白脫色率也有所提升，最高可達12.9%，之后便趨于平緩，而蛋白損失率隨著活性炭含量的增加呈現增高的趨勢，最高達到了62%。這可能是由于酚類色素大多與大分子呈結合狀態（如多糖類、蛋白類），不以游離狀態存在，所以色素脫離時因與蛋白呈結合吸附狀態，故清除難度較高。

圖4 活性炭用量對蛋白脫色效果的影響

圖5 過氧化氫用量對蛋白脫色效果的影響

由圖5 可知，化學法（過氧化氫法） 的色素脫色效果明顯優于物理法（活性炭法），在過氧化氫添加量低于12%時，蛋白損失率低于50%。但是當過氧化氫添加量繼續增加時，蛋白脫色率提高，損失率同時也呈現增加趨勢。當過氧化氫添加量為18%時，蛋白脫色率61%，損失率達到58%，可見過氧化氫添加量并非越高越好。結果表明，2 種脫色方法的效果差異較為明顯，化學法（過氧化氫法） 脫色效率明顯優于物理法（活性炭法）。在后續處理中，過氧化氫具有受熱易分解的特性，在脫色后殘留物質的處理中相較于物理法（活性炭法）更容易清理。因此，采用過氧化氫法對葡萄籽蛋白進行脫色，這也與一些學者的研究結果相似。

3 結論

采用不同方法提取葡萄籽蛋白，并對其提取率進行比較，結果表明堿溶法的提取率較鹽溶法的高，表明堿溶法更適合用于提取葡萄籽蛋白。有學者研究表明，鹽溶法的提取率不僅低，而且在提取工藝上需要更高的溫度和更長的時間，提取成本要高于堿溶法。通過物理法和化學法對所提取蛋白液進行脫色比較研究，發現過氧化氫脫色法的效果較佳，并且后續處理工藝相對簡單，便于生產推廣應用。有研究表明，蛋白的脫色率和損失率相互關聯，脫色條件溫和程度與產率呈正向相關，與白度呈負向相關。本研究中參照年賀鳳等的脫色方法，在該脫色工藝下蛋白脫色率達61%，取得了良好效果。有學者在研究不同脫色溫度對脫色效果的影響時發現，溫度高于50 ℃時，過氧化氫由于受熱分解導致脫色效果下降。葡萄籽蛋白可作為提供優質植物蛋白的途徑之一，其營養價值及開發潛力越來越為人們所認知，但如何對其進行有效開發利用的相關研究尚不全面，與葡萄籽其他成分如花青素、脂肪等開發研究程度相比仍有較大差距。今后可繼續開展葡萄籽蛋白生物活性方面的相關研究，為山西省葡萄籽開發利用提供一定理論支撐。