藜麥蛋白提取工藝的研究進展

摘 要：藜麥因其優質的蛋白質含量和廣泛的氨基酸組成而受到越來越多的關注，本文旨在探索簡單高效的藜麥蛋白提取方法，為藜麥蛋白產品的研發應用提供科學依據。根據目前研究進展對藜麥蛋白各類提取方法，如堿溶酸沉法、酶輔助提取法、超聲波輔助堿法提取、鹽溶法等進行對比分析。結果表明，目前的提取方法普遍存在著提取率不高，提取污染較大等問題，這在很大程度上限制了藜麥蛋白的研發應用，因此仍需不斷改進提取工藝，研發出適合藜麥蛋白的簡單高效的分離純化方法。

關鍵詞：藜麥蛋白； 提取工藝； 研究進展

中圖分類號：S512.9 文獻標識碼：A 文章編號：0488-5368（2025）01-0116-05

Advances in Research on Quinoa Protein Extraction Technology

LI Yameng ，" LI Jihong，YANG Jing

（Basic Medical College of Hebei North University， Zhangjiakou， Hebei 075000，China）

Abstract： Quinoa has attracted increasing attention for its high-quality protein content and diverse amino acid composition. Simple and efficient methods for extracting quinoa protein are investigated to provide a scientific foundation for the research and development of quinoa protein products. Recent advancements in various extraction methods， including alkali extraction-acid precipitation， enzyme-assisted extraction， ultrasonic-assisted alkali extraction， and salt extraction， are systematically reviewed and analyzed. Common challenges in current methods， such as low extraction efficiency and significant environmental impact， limit the application and development of quinoa protein. Therefore， optimizing extraction techniques and developing efficient separation and purification methods for quinoa protein are urgently needed.

Key words：Quinoa protein; Extraction technology; Research advances

藜麥是一種已有5 000多年種植歷史的假谷物，原產地為南美洲安第斯山脈，是莧科藜屬一年生雙子葉草本開花植物，藜麥種植資源全面，能夠適應不同的種植環境，受到多個國家和地區

的關注和引種^[1]。藜麥營養價值全面，含有豐富的蛋白質、礦物質、維生素、膳食纖維、脂肪等物質，其中藜麥谷物中的蛋白質含量較高，研究發現含量為13.8%～16.5%，平均蛋白質含量為15%，與各類常見谷物對比發現，藜麥的總蛋白質含量高于大麥（11.0%）、水稻（8.8%）、玉米（10.5%）、黑麥（11.6%）和高粱（12.4%），接近小麥（14.8%）^[2]。藜麥蛋白中有均衡的氨基酸成分，包含了人體所必需的九種氨基酸，尤其是一般谷物中缺乏的賴氨酸和蛋氨酸含量較高，其中賴氨酸含量達到玉米和大米的兩倍之多，是人類完美的\"天然食物\"^[3]。而且藜麥蛋白具有溶解性、起泡性、乳化性等功能特性，藜麥蛋白中醇溶蛋白和球蛋白含量相對較低溶解度更高，更易被人體吸收^[4]。

藜麥蛋白由11S球蛋白（37%）， 2S白蛋白（35%），以及極小部分的蛋白（0.5%～7.0%）組成^［5］。藜麥蛋白生物學特性繁多，研究發現，藜麥蛋白水解物和肽可能有助于降低與疾病相關的風險，通過發揮抗糖尿病、降壓和降血脂活性，提供預防炎癥和氧化應激，并作為對微生物和癌細胞的細胞毒性化合物^[6]。李鳳潔等人利用黑曲霉對藜麥進行固體發酵制備降糖肽，用降糖肽取代小麥粉制備血糖調節面包，發現攝入血糖調節面包的糖尿病小鼠的血糖水平顯著低于糖尿病小鼠攝入對照組面包餐后2 h血糖水平^[7]。李帥等人利用益生菌發酵藜麥制備具有血管緊張素轉換酶（ACE）抑制作用的發酵液，得到兩條ACE抑制效果較好的活性肽，它們均能夠在自發性高血壓大鼠體內顯現出顯著的降血壓作用^[8]。食用了藜麥蛋白的小鼠，因藜麥蛋白可以抑制小腸中膽汁酸的重吸收以及控制膽固醇的合成和分解代謝，小鼠血漿和肝臟膽固醇水平受到明顯

的抑制^[9]。此外，藜麥蛋白水解物可以抑制3T3-L1細胞分化過程中的脂質積累，無明顯的細胞毒性，表明藜麥蛋白水解物具有潛在的脂肪生成抑制活性^[10]。藜蘆丁蛋白，能夠降低NF-κB的激活和白細胞介素8（IL-8）的表達，保護Caco-2細胞免受炎癥刺激^[11]。藜麥中能夠分離出抗氧化肽，不同分子段的超濾后具有不同的抗氧化活性，可作為皮膚調理劑^[12]。在體外模擬胃腸道消化過程中獲得的藜麥蛋白水解物能夠抑制斑馬魚體內模型中的脂質過氧化。因此，藜麥是胃腸道消化后的抗氧化肽來源，可以發揮對氧化應激相關疾病的預防作用^[13]。除此之外，藜麥蛋白在一定程度上有抗結腸癌功效^[14]，從藜麥種子提取物中純化出抗病毒的蛋白，表明該蛋白可作為新型抗病毒藥物的候選分子^[15]。

綜上所述，藜麥中蛋白質含量豐富，富含營養價值，在飲食、醫療、皮膚護理等多方面均有極好的功效。因此，對藜麥蛋白的提取工藝進行研究意義重大，本文通過對比分析藜麥蛋白的各類提取方法，總結各方法的優缺點，不同的提取方法和提取條件會影響藜麥蛋白的提取率，為后續藜麥蛋白提取工藝的改進提供依據。

1 藜麥蛋白提取方法

1.1 堿溶酸沉法

現階段對藜麥蛋白的提取多采用此方法，將藜麥粉按一定料液比放入蒸餾水中，調節溶液pH至堿性，離心后取上清液調pH至酸性，再次離心取沉淀，繼續調節pH至中性后進行干燥。目前利用此方法提取藜麥蛋白的研究眾多，方法也較為成熟。王棐等人對堿溶酸沉法進行研究提取藜麥當中的蛋白質，同時對各提取因素對提取率的影響力進行對比，利用單因素試驗確定堿溶時最佳pH值為11，酸沉時將pH調為4.5，靜置后離心收集沉淀，調節pH至中性后冷凍干燥得到藜麥蛋白粉，采取凱氏定氮法測定提取的蛋白質含量，提取率可達67.13%^[16]。權帆等同樣用此方法進行藜麥蛋白的提取，除將堿溶pH調整為10.5，提取過程與王棐等人大致相似，進行含量測定時通過考馬斯亮藍染色，與蒸餾水進行吸光度對比進行測定，最終測定提取率為78.86％^[17]。近年來，國外堿溶的pH值對試驗結果的影響進行了研究，結果表明，在pH分別為8和9提取時，雖然蛋白質變性較小，但提取蛋白質產量相較于pH為10或11時較低，蛋白純度也更低。試驗過程中不同堿溶pH值下對蛋白溶解度pH值的影響進行了研究，發現隨著萃取的pH值增加，蛋白質溶解度pH值從3逐漸變為4.5。由此可以看出，堿溶時的pH值變化對蛋白質的提取率和提取純度影響較大，在試驗、貯存和運輸過程中應格外注意pH值變化，防止蛋白質發生嚴重變性，溶解度降低，對試驗結果和應用產生影響。

1.2 酶輔助提取法

隨著提取技術的成熟和發展，酶輔助提取法逐漸應用于藜麥蛋白的提取。商海軍等人在2021年以酶法輔助提取藜麥蛋白，以藜麥秸稈為原料，分別使用纖維素酶和果膠酶進行對比試驗，并選用提取率高的酶進行正交優化試驗，最終得出結論，纖維素酶對藜麥蛋白的提取率高于果膠酶，最優工藝為纖維素酶添加275 U/g，提取溫度50 ℃，提取時間為8 h，提取率為40.68%^[18]。與上述利用單一酶進行提取方法不同的是，田格等人用復合酶提取藜麥蛋白，嘗試增加蛋白質提取率，試驗以藜麥種子為原料，利用纖維素酶和糖化酶組成的復合酶進行提取，在單因素試驗的基礎上，用響應面試驗進行工藝優化，確定最佳工藝的總加酶量427.18 U/g，酶配比（纖維素酶：糖化酶）為4∶6，酶解溫度為50.06 ℃，酶解時間為70.59 min，pH值為5.3，得到蛋白質提取率為76.82%。復合酶的提取解決了單一酶提取作用范圍小，特異性強等不足，大大提高了提取率^[19]。

1.3 超聲波輔助堿法

采用超聲波輔助法提取藜麥蛋白，可以破壞藜麥細胞壁和細胞膜，使細胞內各種物質溶出，從而增加蛋白質的溶出率。馮玉蘭等人采用超聲波粉碎和堿法相結合的方式提取藜麥蛋白，將藜麥粉碎過篩后經過脫脂，與蒸餾水1∶25進行調漿、調節pH值至9.5等一系列步驟，對所得溶液進行超聲，功率200 W，提取時間40 min，而后對所得溶液進行離心，并取得上清液，此時提取率為75.24%^[20]。袁孝瑞等人以藜麥為原料，采用超聲波輔助熱堿法提取藜麥可溶性蛋白，試驗過程中，將藜麥粉碎過篩后溶于堿液后，用超聲波進行提取，提取過后離心、取沉淀、清洗，在利用單因素試驗和響應面試驗對提取數據進行優化，確定最佳工藝條件后，利用紫外分光光度法檢驗最佳工藝流程下的蛋白提取率^[21]。

1.4 鹽溶法

鹽溶法提取蛋白質較為常見，但用此方法提取藜麥蛋白的相關研究較少，參考并改進利用鹽溶法提取其他植物蛋白的方法來提取藜麥蛋白。例如豌豆中蛋白質的提取，將豌豆磨碎，將豌豆粉與氯化鈉按照1∶4的比例混合進行攪拌、離心等一系列操作，最后置于透析袋中進行透析，冷凍干燥得到產品^[22]；還有用鹽溶法提取辣木葉中蛋白，將辣木葉與氯化鈉溶液按照1∶100比例混合，將混合后溶液攪拌一段時間后進行超聲粉碎，而后在水浴鍋中浸提，浸提后進行抽濾、冷凍離心等一系列操作，離心后取上清液即為含辣木粗蛋白的提取液，將上清液置于棕色瓶中冷藏，測定提取粗蛋白含量為10.28%^[23]；馬洪鑫等人對張清^[24]提取落葵種子蛋白的方法加以改進，將藜麥粉與磷酸鹽緩沖液（pH7.4）按照1∶5的比例充分混合，將溶液進行浸提并離心，離心完成后收集上清液，加入固體硫酸銨使飽和度為50%，放在冰箱中浸提半天后再離心，將上清液用透析袋在蒸餾水中進行透析，直到滴入氯化鋇溶液無白色沉淀產生后進行冷凍干燥，最終得到鹽溶蛋白，粗蛋白的提取率為12.82%。

1.5 其他方法

除上述方法外，藜麥蛋白提取還有其他幾種常見方法。馬洪鑫對酸提、水溶法進行工藝優化，兩項提取方法均參考改進郭倩^[25]等人的研究。酸提法取適量藜麥粉與醋酸溶液按照1∶15的比例在40 ℃下浸提3 h，離心20 min，收集上清液，為提高藜麥蛋白提取率對離心后沉淀物進行反復多次提取，上清液合并后進行蒸發濃縮、冷凍干燥，得到酸提法的粗提產物；水溶法取適量藜麥粉與15倍體積的一定濃度的氯化鈉和磷酸鹽緩沖液在恒溫下浸提3 h，離心30 min，同樣對離心后沉淀物多次提取，收集上清液，然后用稀鹽酸調節pH值至4.5，靜置、離心20 min，收集沉淀，采用去離子水多次洗滌來去除溶液中的可溶性鹽，調節pH至中性，對沉淀進行冷凍干燥^[26]。田旭靜等人以藜麥糠為原料進行試驗研究，采用超聲輔助 Osborne分級法提取清蛋白，在單因素試驗的基礎上，以清蛋白提取率為響應值對試驗進行優化，最佳提取條件為料液比1∶37（g/mL），在恒溫46 ℃條件下超聲輔助提取，提取時間為25 min，最終提取率為43.21%^[27]。唐子蕭等人利用堿提取結合超濾純化的方式進行提取，超濾法在乳品蛋白提取中較為常見，在藜麥蛋白提取上較少，堿提取是常用的蛋白浸出方法，但在提取過程中會有一部分糖類、色素等雜質一同析出，而這些雜質都可穿過超濾膜進行去除，超濾膜對蛋白的截留率較高，在去除蛋白質中雜質同時可提升蛋白純度，達到高提取率和高純度的目的，最終提取率達到了81.24%，純度為60.12％，證明組合該方法是提取藜麥蛋白的有效方式^[28]。

2 提取方法優缺點對比

對藜麥蛋白幾種提取方法進行對比分析，其優缺點如表1所示。

3 總結與展望

國內藜麥蛋白的研究以及開發利用還處于初級階段，目前藜麥蛋白的提取方法主要為堿溶酸沉法，其他新提取方法研究和報道較少；對于藜麥蛋白的提取多為提取藜麥總蛋白，關于不同種類藜麥蛋白的分級提取的研究更少，無法對藜麥各類蛋白進行精準提取，因此對于藜麥各類蛋白的功能知之甚少，且少有人對這一點進行關注。

本文匯總了藜麥蛋白提取方法的研究進展，列舉并對比了不同提取方法的優缺點，探究如何充分利用藜麥蛋白的理化性質和生物特性，開發出簡單高效的提取方法，為獲得高產量和高純度的藜麥蛋白提供研究基礎。未來還應關注不同種類藜麥蛋白的分級提取方法，研究不同種類藜麥蛋白的生理功效及可應用領域，使藜麥蛋白在食品、醫療保健等領域得到更加廣泛的研發應用。

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收稿日期：2024-05-10 修回日期：2024-06-27

基金項目：2023年度河北北方學院省屬高校基本科研業務費項目《藜麥活性蛋白的制備及抗癌效應研究》（JYT2023015）；2023年河北省高等學校科學技術研究項目《抗性條件下藜麥WRKYs基因的研究》（ZC2023134）；河北北方學院2024年度第一批校級科研項目《不同藜麥品種在張家口地區的生物學育種研究》（XJ2024010）；2021年河北北方學院大學生創新創業訓練計劃項目《張家口地區優良藜麥品種的生物學育種研究》（202110092001）；2023年河北北方學院大學生創新創業訓練計劃項目《藜麥有效成分的提取和功能性產品的開發》（S202310092022）；2023年河北北方學院大學生創新創業訓練計劃項目《藜麥有效成分的提取和在食品中的應用》（XJ2023024）。

第一作者簡介：李雅萌（2004-），女，大學本科在讀，研究方向為基礎醫學。

通信作者：楊靜。