葵花籽粕蛋白提取及分离纯化工艺优化探究

包少文

（银川能源学院 宁夏银川 750000）

目前，我国葵花籽蛋白利用率较低，蛋白提取和分离纯化两项工艺存在较大提升空间[1-2]。为了进一步优化工艺，文章运用正交试验法，对工艺优化进行浅析。

1 试验材料及设备

1.1 材料与试剂

（1）采用自制法制备的葵花籽粕；（2）EDTA、HCl、(NH4)2SO4、NaCl、NaHCO3、Na2HPO4、NaOH、NaH2PO4、分析纯。

1.2 主要设备

（1）电热恒温箱，设备型号为DRH-100，产自广东省环境保护仪器设备厂；（2）电子天平，设备型号为AL-104，产自梅特勒-托利多有限公司；（3）pH 测试计，设备型号为pHS-3C，产自海虹益仪器仪表有限公司；（4）水浴锅，设备型号为HH-S，产自巩义市予华仪器有限责任公司；（5）高级蛋白纯化系统，设备型号为AKTApurifier PH/C10，产自通用公司。

2 葵花籽粕蛋白提取工艺优化

2.1 提取操作要点

料液的调配控制比例为1:08、1:10、1:12、1:14、1:16、1:18，环境温度保持在30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃，在水浴锅中浸提蛋白，蛋白提取试验时间控制为0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h，碱液pH 值为12，确保碱液能够完全溶解蛋白质。

2.2 试验因素及水平

本次研究采取L9(34)正交试验法，选取蛋白料液、蛋白提取时间、蛋白提取温度、NaCl 浓度作为试验指标，设计如表1所示的因素水平[3]

表1 试验因素水平

2.3 试验结果分析

文章通过开展单因素试验，得到如图1所示的试验结果。

观察图1中的测试结果可知，NaCl 浓度为1.5 mol/L、蛋白料液比为1:12（g/mL）、温度为60 ℃、提取时间为1.5 h 时，蛋白提取率最高。

2.4 工艺优化

基于上述单因素试验结果，按照表1中的因素水平设置方法开展正交试验，得到4 种因素R 值计算结果，分析提取温度对工艺影响最大，料液比对工艺影响最小，确定A2、B3、C2、D2作为蛋白提取工艺优化方案，即料液比为1:14（g/mL）、NaCl 浓度为1.5 mol/L、温度为50 ℃、提取时间为1.5 h。

3 葵花籽粕蛋白分离纯化工艺优化

3.1 样品溶液与试验方法

样品溶液：20 g/L 蛋白溶液。

试验方法：洗脱流速参数设置为0.5 mL/min、0.4 mL/min、0.3 mL/min；溶液上样量参数设置为1 mL、3 mL、5 mL，采取自由组合方法，生成5 组试验，利用水浴锅，分别对蛋白采取分离纯化处理[4]。

3.2 实验结果分析

按照上述试验方法，配置5 组试验，分别对这5 组试验蛋白分离纯化结果进行分析，结果如图2所示。

（1）洗脱流速0.3 mL/min，上样量为3 mL：溶液测试结果不存在重叠峰，并且峰值较为明显，依据此结果满足要求，但是随着时间的推移，受洗脱处理时间较长，测试液体下降，低于填料平面，不满足分离纯化要求。

（2）洗脱流速0.4 mL/min，上样量为3 mL：溶液测试结果分辨率较高，数值变化中出现峰值，且峰形较为明显，符合分离纯化要求。

（3）洗脱流速0.5 mL/min，上样量为3 mL：溶液测试结果分辨率偏低，洗脱流速较高，数值形成的峰形不规则。

（4）洗脱流速0.4 mL/min，上样量为1 mL：溶液测试结果分辨率偏低，形成的峰形不明显，处于平稳状态，不满足分离纯化要求。

（5）洗脱流速0.3 mL/min，上样量为5 mL：溶液测试结果分辨率较高，形成的峰形不明显，不满足分离纯化要求。

3.3 工艺优化

依据分离纯化试验结果，洗脱流速0.4 mL/min，上样量3 mL 为蛋白分离纯化最佳条件。在实践应用中，通过调节洗脱流速、上样量两项参数，为蛋白分离纯化创造最佳处理环境，从而高效去除杂质。采用此方法与以往的分离纯化方法处理葵花籽粕蛋白，测试结果表明，文章提出的优化方法蛋白纯度比纯化前提高了39.21%，可以作为蛋白生产加工工艺。

4 总结

文章围绕葵花籽粕蛋白提取及分离纯化工艺的优化展开研究，包括两项试验内容：（1）蛋白提取正交试验，测试结果表明，料液比1:14（g/mL）、NaCl 浓度1.5 mol/L、温度50 ℃、提取时间1.5 h 为最佳蛋白提取工艺；（2）蛋白分离纯化试验，测试结果表明，洗脱流速0.4 mL/min，上样量3 mL 为蛋白分离纯化最佳条件。