聚合草叶蛋白的酸化加热法提取工艺研究

董双涛，李宝霞，霍乃蕊

（1.山西生物应用职业技术学院，山西太原030031； 2.山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷030801）

聚合草（sympHytum pezegrinum L.）又名紫根草、友谊草、俄罗斯饲料草，属于紫草科聚合草属，丛生多年生草本植物［1］。聚合草植株可做药用，聚合草在西方做药用以有多年历史，主治皮肤病、胃溃疡及呼吸系统疾病等［2］。近年来从各种植物中提取叶蛋白及各种功能因子的研究已有很多，从聚合草提取叶蛋白的工艺还鲜有报道。本实验以聚合草为原料，采用酸化加热法寻求较优的提取条件，为从聚合草中提取叶蛋白的应用提供重要参数，以期能为聚合草的综合开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验用聚合草采自山西农业大学牧场；实验设备有DK-98-Ⅱ电热恒温水域锅、电子天平、通风橱、酸度计、真空泵、凯氏定氮仪、布氏漏斗、微量滴定管、研钵等；实验试剂有盐酸、浓硫酸、硫酸钾、硫酸铜、硼酸、氢氧化钠等。

1.2 实验方法

1.2.1 聚合草蛋白质的测定 采用凯氏定氮法。取30 g鲜草，烘至恒重，取适量干草，在通风橱中用浓硫酸消化使蛋白质中的氮转化为硫酸铵（当烧瓶中的液体变为绿色为止），将消化后的物质定容在100 mL的容量瓶中，取定容后的液体在凯氏定氮仪中与氢氧化钠反应，使硫酸铵转化为氨气，并将氨气收集于硼酸吸收液中，再用已知浓度的盐酸滴定吸收液中的硼酸铵，计算出含氮量，乘上转换系数即蛋白氮的含量。

V2：样品用盐酸量；V1：空白用盐酸量；N：盐酸浓度；V3：蒸馏取样毫升数；W：草样质量数

叶蛋白提取率=（叶蛋白质量/鲜草质量）×100%

叶蛋白沉淀率=（叶蛋白中蛋白质质量/鲜草中蛋白质质量）×100%

1.2.2 叶蛋白提取工艺 原料预处理（清洗、剪切）→研磨取汁→抽滤→调pH值→水浴加热→抽滤→烘干→测蛋白质含量［3］。

1.2.3 单因素实验

1.2.3.1 加热时间对聚合草叶蛋白提取的影响 取4份抽滤液，每份均由30 g鲜聚合草制备，用稀盐酸调其pH值为4，然后在60℃恒温水浴锅中分别加热 7 min，9 min，11 min，15 min，待汁液冷却后，用真空泵抽滤，滤渣用蒸馏水洗涤数次，在干燥箱中干至恒重，用分析天平称所得叶蛋白的质量，并测其蛋白质含量。

1.2.3.2 加温度对聚合草叶蛋白提取的影响 取4份均由30 g鲜草制备所得的抽滤液，用稀盐酸调pH值为4，分别置于45℃，60℃，75℃，90℃的恒温水浴锅中加热9 min，待汁液冷却后，用真空泵抽滤，滤渣用蒸馏水洗涤数次，在干燥箱中干至恒重，用分析天平称所得叶蛋白的质量，并测其蛋白质含量［4］。

1.2.3.3 pH值对聚合草叶蛋白提取的影响 取4份均由30 g鲜草制备的抽滤液，用稀盐酸调pH值为 1，2，3，4，然后在 60 ℃恒温水浴锅中加热 9 min，待汁液冷却后，用真空泵抽滤，滤渣用蒸馏水洗涤数次，在干燥箱中干至恒重，用分析天平称所得叶蛋白的质量，并测其蛋白质含量。

2 结果

2.1 聚合草蛋白质含量的测定

结果见表1。

表1 聚合草蛋白质含量

由表1可知，新鲜聚合草中的蛋白质含量为2.32%，干草中的蛋白质含量为18.29%。

2.2 加热时间对鲜聚合草叶蛋白提取率的影响

结果见图1。由图1可知，最佳的加热时间为9 min。

2.3 加热温度对鲜聚合草叶蛋白提取率的影响

结果见图2。

由图2可知，最佳的加热温度为90℃，但由于提取温度达到90℃时，提取液发生变色，可能导致蛋白质变性，所以选择最佳提取温度为60℃。

2.4 pH值对鲜聚合草叶蛋白提取率的影响

结果见图3。

由图 3可知，最佳pH为2，此时鲜聚合草叶蛋白的提取率为1.26%，综上考虑正交实验的pH值应该在2和2的左右选择，本实验的pH值选择1.5，2，2.5。

2.5 正交实验

结果见表2～表3。由正交实验可以得出，对提取率影响的因素依次为pH＞加热时间＞加热温度，叶蛋白提取的最佳工艺为A2B3C1，即pH值1.5，加热温度90℃，加热时间为7min。此时叶蛋白的提取率为1.36%。对于叶蛋白的沉淀率而言，在正交实验的基础上对两的最佳组合A2B3C1、A2B2C3，测其蛋白质含量分别为88.26%，68.31%，蛋白质沉淀率分别为51.70%，38.85%。所以最佳工艺选A2B3C1。综上可知，鲜聚合草叶蛋白提取的最佳工艺为：pH值1.5，加热温度90℃，加热时间为7 min。

表2 正交试验因素水平表

表3 正交实验结果

3 讨 论

本实验测定的干聚合草中叶蛋白的含量为18.29%，与前言中有关部门测定的聚合草中蛋白质含量为22.6%～24.8%不一致，出现不同的原因可能在于聚合草的产地和采摘季节不同。与文李玲，杜晓琴测得的苜蓿草粉中的蛋白质含量为16%［5］相比，可以得出聚合草的蛋白质含量高于苜蓿的蛋白质含量。目前有关苜蓿草的叶蛋白提取及应用的研究较多，可知聚合草的叶蛋白研究意义不亚于苜蓿叶蛋白的研究意义。

聚合草含有丰富的叶蛋白，酸化加热法提取工艺效果较好、得率较高，可有效提取聚合草中的叶蛋白。

［1］卢隆杰，王桂泽，卢传盛.聚合草——俄罗斯菜的特性及开发利用［J］.江西饲料，2004，（4）：19-21.

［2］卢隆杰，王桂泽，卢传盛.聚合草——俄罗斯菜的特性及开发利用［J］.江西饲料，2004，（4）：19-21.

［3］李风玲，何玉环.聚合草叶蛋白提取条件研究［J］.中国草地学报，2009，31（2）：76-80.

［4］李道娥，刘向阳，等.加热法提取叶蛋白工艺的研究［J］.农业工程学报，1998，14（1）：238-242.

［5］文李玲，杜晓琴.苜蓿叶蛋白提取工艺研究［J］.高等教育研究，2007，23（4）：95-97.