提取山藥中的黏蛋白

余天強 陳就

山藥是纏繞草質藤本植物，學名“薯蕷”，切開山藥能拉出黏黏的細絲，這正是它特有的黏蛋白和甘露聚糖。山藥切開后暴露在空氣中的部分會逐漸變黑，原因是多酚類物質、多酚氧化酶與空氣中的氧氣發生反應，產生鄰酚，再變成黑色素和褐色素。

山藥中的皂甙可以調節血壓、降血糖、降血脂、抑制腫瘤，黏液所特有的黏稠質地可以對胃壁形成保護層，減輕胃黏膜的壓力。黏蛋白對人體有保健作用，能防止脂肪沉積在心血管上，保持血管的彈性，阻止動脈粥樣硬化過早發生。

黏蛋白究竟是什么？

黏蛋白是一類主要由黏多糖組成的糖蛋白，屬于高分子塊狀集合體。黏蛋白形成凝膠的能力強，因此，它是大多數凝膠狀分泌物的關鍵組成部分，具有為組織提供潤滑、細胞信號通路及化學屏障的功能。黏蛋白的致密“糖衣”為組織提供良好的保水能力，也使它們耐蛋白水解作用。

如何證明這種黏蛋白就是糖蛋白呢？

研究蛋白質，首先要得到高度純化并具有生物活性的目標物質。大部分蛋白質都可溶于水、稀鹽、稀酸或堿溶液，少數與脂類結合的蛋白質則可溶于乙醇、丙酮、丁醇等有機溶劑，因此，可采用不同溶劑提取分離和純化蛋白質。我們嘗試采用水溶液提取法，具體步驟如下。

一、準備稀鹽和水溶液

蛋白質在稀鹽和水溶液中的穩定性好、溶解度大，所以稀鹽和水溶液是提取蛋白質最常用的溶劑，通常用量是原材料體積的1～5倍，提取時需均勻地攪拌，以利于蛋白質的溶解。提取的溫度視有效成分性質而定。

一方面，多數蛋白質的溶解度隨著溫度的升高而增大，因此，溫度高利于蛋白質溶解，縮短提取時間。但另一方面，溫度升高會使蛋白質變性失活，因此，提取蛋白質時可加入蛋白水解酶抑制劑（如二異丙基氟磷酸、碘乙酸等）。

二、選擇提取液

蛋白質具有等電點的兩性電解質，提取液的pH值應選擇在偏離等電點兩側的pH范圍內。用稀堿提取時，應防止過堿引起蛋白質可解離基團發生變化，從而避免蛋白質結構的不可逆變化。一般來說，提取堿性蛋白質用偏酸性的提取液，提取酸性蛋白質用偏堿性的提取液。

三、加鹽

稀鹽溶液因鹽離子與蛋白質部分結合，具有保護蛋白質不易變性的優點，因此，可在提取液中加入少量中性鹽，一般以0.15mol/L濃度為宜。

四、鹽析

中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著影響，一般在低鹽濃度下，隨著鹽濃度升高，蛋白質的溶解度增加，這種現象叫作鹽溶;當鹽濃度繼續升高時，蛋白質的溶解度不同程度下降并先后析出，這種現象叫作鹽析。

將大量鹽加入蛋白質溶液，高濃度的鹽離子有很強的水化力，可奪取蛋白質分子的水化層，使之“失水”，于是蛋白質膠粒凝結并沉淀析出。鹽析時若溶液pH值在蛋白質等電點則效果更好。由于各種蛋白質分子顆粒大小、親水程度不同，故鹽析所需的鹽濃度也不一樣，因此，調節混合蛋白質溶液中的中性鹽濃度可使各種蛋白質分段沉淀。鹽析步驟如下。

1.稀釋

透析法是利用半透膜將分子大小不同的蛋白質分開。蛋白質濃度高時，欲分離的蛋白質常常夾雜著其他蛋白質一起沉淀（共沉現象）。因此，在鹽析前要加等量生理鹽水稀釋，使蛋白質含量在2.5～3.0%。

蛋白質鹽析常用的中性鹽主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。其中應用最多的是硫酸銨，它的優點是溫度系數小而溶解度大，在這一溶解度范圍內，許多蛋白質和酶都可以鹽析出來。另外，硫酸銨分段鹽析效果也比其他鹽好，不易引起蛋白質變性。硫酸銨溶液的pH值常在4.5～5.5之間，當pH值不在此區間時，需用硫酸或氨水調節。

2.透析除鹽

用鹽析沉淀分離蛋白質后，需將其中的鹽除去，常用的辦法是透析，即把蛋白質溶液裝入析鹽袋內（常用的是玻璃紙），用緩沖液進行透析，并不斷地更換緩沖液。

經過上述步驟之后，我們就能得到山藥中的黏蛋白了。

（指導老師：曾尚文 鐘 權）