饲料桑叶蛋白提取工艺研究

张正周　冯骏　郑旗

摘 要：通过试验优化饲料桑叶蛋白的提取工艺，以提高叶蛋白的提取率。结果表明，浸提时间45min，液料比15：1，浸提温度35℃，浸提液浓度0.5%时，饲料桑叶蛋白提取率最高，为（2.11±0.03）%。

关键词：饲料桑；叶蛋白；提取率

中图分类号：S888.321 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160310003

前言

近年来，我国畜牧产业发展迅速，然而随着人口的增多、环境的破坏、耕地的减少，饲料资源严重不足，高品质蛋白质饲料更是严重缺乏，蛋白质饲料多年来都是以豆粕为原材料进行加工，国内豆粕产量有限，每年进口蛋白饲料超过2000t，饲料的缺口已经严重制约的畜牧产业的可持续发展。

新鲜植物的叶、嫩茎压榨后可以得到具有较高营养的汁液，这些汁液经浓缩提取，可以得到叶蛋白。叶蛋白含有 18 种必需氨基酸，且其组成比例平衡，是畜禽的优质蛋白质饲料[1]。

饲料桑，也叫雅津蛋白桑，是我国桑产业中效益较好的新型品种，区域适应性强，具有直接的生态价值和饲料价值，因其枝条和叶片中蛋白质含量高，适口性好，逐渐在畜禽养殖中用于代替其他饲料，并且，饲料桑是提取叶蛋白的优良原材料，从饲料桑中提取叶蛋白，不仅能够缓解饲料短缺问题，也可以提高饲料桑产业的发展速度，增加农户的收益[2]。因此研究从饲料桑中提取叶蛋白的工艺显得尤其重要。

1 材料与方法

1. 1 材料

饲料桑，成都市农林科学院种植基地所产饲料桑嫩枝叶。

1. 2 方法

制备浸提液：精确称取饲料桑枝叶30g置于打浆机中，根据料液比添加提取液（NaOH溶液），打浆5 min，然后静止浸提，200目网筛过滤并洗涤滤渣，3000 r/min 离心5min得上清液，上清液经活性炭吸附脱色60 min，3000 r/min离心5min得上清液，即为叶蛋白浸提液。

1. 3 浸提液中蛋白质含量测定

凯氏定氮法测定蛋白质含量（GB5009.5-2010）。

1. 4 叶蛋白提取率的计算

提取率/%=蛋白质含量（g/mL）×浸提液体积（mL）

饲料桑枝叶重量（g）

2 结果与分析

2.1 浸提时间对叶蛋白提取率的影响

在液料比为10：1，浸提温度为35℃，提取液浓度为0.6%时，研究浸提时间对叶蛋白提取率的影响，结果如图1所示。由图1可知，随着浸提时间的延長，叶蛋白的提取率先迅速升高，在浸提时间为55min时，叶蛋白提取率达到最高，为1.81%。浸提时间短，蛋白质溶解少，提取不充分导致了叶蛋白提取率的低下；延长提取时间，提取率会得到提高，但是，过长的浸提时间并不能有效提高提取率，这是因为，当蛋白质已经完全溶出后，再延长时间也不会提高蛋白质的浓度，反而会降低生产效率。与浸提时间55min的提取率相比较，45min、65min浸提时间的提取率虽然稍低，但是差异不显著，从提取效率上考虑，确定浸提时间45min为最优浸提时间。

2.2 料液比对叶蛋白提取率的影响

当浸提时间为45min，浸提温度为35℃，提取液浓度为0.6%时，研究液料比对叶蛋白提取率的影响，结果如图2所示。由图2可知，随液料比的提高，叶蛋白提取率迅速增大，当液料比为15：1时，叶蛋白提取率最大，为1.86%，液料比超过15：1，提取率会降低。这是因为饲料桑原料较多时，浸提效果差，蛋白质难以浸出，大量蛋白质仍会继续留在饲料桑叶片或枝条中；在打浆的过程中，饲料桑叶片和枝条中的蛋白质水解酶会部分被释放出来，料液比低于15：1时，浸提液太多，虽然可以将更多的蛋白质浸提出来，但也使得蛋白质水解酶和叶蛋白接触的几率增加，一部分叶蛋白会被蛋白水解酶水解，从而降低了叶蛋白提取率。因此合适的液料比十分重要，在所做试验范围内，从试验结果看，液料比为15：1时，叶蛋白提取率最高。

2.3 浸提温度对叶蛋白提取率的影响

当浸提时间为45min，液料比为15：1，提取液浓度为0.6%时，研究浸提温度对叶蛋白提取率的影响，分别测定浸提温度为15℃、25℃、35℃、45℃、55℃及65℃时叶蛋白的提取率，结果如图3所示。由图3可知，随温度增加，叶蛋白提取率为先升高后降低的趋势，温度过低，会使得蛋白质分子热运动减弱，从而减少叶蛋白的溶出，降低提取率；当温度过高时，会造成蛋白质部分失活甚至是全部失活，也不利于叶蛋白的提取。试验结果表明，35℃时，叶蛋白的提取率最高，为1.92%。

2.4 提取液浓度对叶蛋白提取率的影响

当浸提时间为45min，液料比为15：1，浸提温度为35℃时，研究提取液浓度对叶蛋白提取率的影响，结果如图3所示。由图3可知，当提取液浓度为0.5%时，提取率有最大值为2.01%，提取液浓度<0.5%时，提取率随提取液浓度的升高而增大，当提取液浓度>0.5%时，提取率随提取液浓度的升高而减小，提取液浓度最佳为0.5%。这可能是因为过低的提取液浓度达不到提取效果或者提取效果很弱，过高的提取液浓度，使得体系碱性太强，引起蛋白质部分变形，从而降低了提取率。

3 结论与讨论

3.1 结论

浸提时间、液料比、浸提温度、浸提液浓度对饲料桑叶蛋白的提取率都有一定的影响，由单因素试验结果可知，浸提时间45min，液料比15：1，浸提温度35℃，浸提液浓度0.5%时，饲料桑叶蛋白提取率最高。在此工艺条件下进行3次平行验证性试验，结果，饲料桑叶蛋白提取率为（2.11±0.03）%，大于所有单因素试验的最大值。

3.2 讨论

本文最佳参数仅为实验室数据，扩大生产进行中试是否适合，还有待下一步研究；此试验结果证实，在此工艺参数下，可以在一定程度上提高饲料桑叶蛋白的提取率，至于各工艺参数之间是否有交互作用，也有待下一步研究。

参考文献

[1]蒋美山，易兴友，李中伟.饲料桑的营养价值及其在畜禽日粮中的应用[J].当代畜牧，2015（24）：31-32.

[2]刘信宝，吴淼，耿奇等.饲料桑叶蛋白提取工艺优化[J].畜牧与兽医，2014，46（6）：56-59.

作者简介：张正周，硕士，工程师，主要研究农产品保鲜、加工；张驰松，硕士，工程师，主要研究特色农产品的加工、综合利用、保鲜等。