山西巨峰葡萄籽蛋白提取及脱色工艺初步研究*

王宇宏 张晋新

1（山西省生物研究院有限公司，山西太原 030006）

2（山西创新科技品牌传播有限公司，山西太原 030006）

葡萄作为分布广泛、历史悠久的植物之一，可考证已具有上亿年的历史。截止2012 年底，我国葡萄种植产量已达到627 万t，其中80%左右作为酿制葡萄酒的原材料，也因此产生了大量的副产物，主要包括葡萄皮和葡萄籽。目前，葡萄籽主要用于加工饲料等产品，其产生的经济效益较低。有学者研究发现，葡萄籽中含有较丰富的生物活性物质，如植物脂肪及蛋白质，有较高的开发潜力。葡萄籽中粗蛋白的含量约为10%，其可与一些矿质元素结合为金属蛋白。有研究表明，葡萄籽中氨基酸含量较为丰富且适合开发为食品添加剂或者保健产品。国外已有相关产品的研发并且已经上市销售。葡萄中具有多种复杂的植物色素，而葡萄籽粗蛋白提取物中也有多种色素存在，需要进行脱色处理来进一步开发、推广。在脱色工艺上，目前常用方法有物理法和化学法。当前国内外对于葡萄籽开发利用大多聚集于植物脂肪及花青素等方面，对葡萄籽蛋白的开发利用报道较少。为了更好地利用这些加工副产物产生更多的经济效益和社会效益，本试验拟以山西宝达菇业有限公司提供的巨峰葡萄籽为原材料进行蛋白提取相关研究，并且对蛋白质提取液脱色工艺进行探索，以期能够为今后山西葡萄产业的深加工发展提供一定的数据基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

巨峰葡萄籽，2019 年6 月山西宝达菇业有限公司提供。

1.2 试验方法

葡萄籽粗蛋白的提取参考任继波文献方法；蛋白含量测定采用GB 5009.5—2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法测定葡萄籽蛋白含量；葡萄籽粗蛋白及脱色蛋白经干燥、研磨后测定白度；活性炭及双氧水脱色效果比较试验参考年贺凤等的文献方法。

1.3 统计分析

对所得数据采用Excel 2007 和SPSS 19.0 进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 葡萄籽基本成分

经测定，葡萄籽中基本成分及含量见图1。由图1 可知，粗纤维和碳水化合物所占比例较高，分别达到31.0%和30.5%，粗蛋白所占比例为9.6%。

脱脂脱酚葡萄籽基本成分及含量见图2。由图2 可知，巨峰葡萄籽经脱脂脱酚后，籽中粗纤维和碳水化合物所占比例仍较高，分别达到49.6%和26.2%，粗蛋白所占比例为10.7%。

2.2 不同方法葡萄籽蛋白提取率

图1 葡萄籽中基本成分及其含量

图2 脱脂脱酚葡萄籽基本组成成分与含量

分别采用盐溶提取法、酶解提取法、碱液浸提法对脱脂脱酚葡萄籽蛋白质进行提取，根据最优化条件进行试验，试验条件为：物料粉碎度60 目、料液比1∶25、提取温度88 ℃、提取液pH 值11.5、提取时间130 min。通过检测不同方法所得的蛋白提取液浓度，可知不同方法提取率分别为盐溶提取法提取率22.6%，酶解提取法蛋白提取率48.3%，碱液浸提法葡萄籽蛋白提取率最高为81.5%，且提取液颜色呈淡红褐色、无特殊异味，结果见图3。

图3 不同提取方法的蛋白质提取率

2.3 活性炭与双氧水脱色效果比较

物理法和化学法的脱色率及损失率测定结果如图4、图5 所示。由图4 可知，随着活性炭含量的增加，蛋白脱色率也有所提升，最高可达12.9%，之后便趋于平缓，而蛋白损失率随着活性炭含量的增加呈现增高的趋势，最高达到了62%。这可能是由于酚类色素大多与大分子呈结合状态（如多糖类、蛋白类），不以游离状态存在，所以色素脱离时因与蛋白呈结合吸附状态，故清除难度较高。

图4 活性炭用量对蛋白脱色效果的影响

图5 过氧化氢用量对蛋白脱色效果的影响

由图5 可知，化学法（过氧化氢法） 的色素脱色效果明显优于物理法（活性炭法），在过氧化氢添加量低于12%时，蛋白损失率低于50%。但是当过氧化氢添加量继续增加时，蛋白脱色率提高，损失率同时也呈现增加趋势。当过氧化氢添加量为18%时，蛋白脱色率61%，损失率达到58%，可见过氧化氢添加量并非越高越好。结果表明，2 种脱色方法的效果差异较为明显，化学法（过氧化氢法） 脱色效率明显优于物理法（活性炭法）。在后续处理中，过氧化氢具有受热易分解的特性，在脱色后残留物质的处理中相较于物理法（活性炭法）更容易清理。因此，采用过氧化氢法对葡萄籽蛋白进行脱色，这也与一些学者的研究结果相似。

3 结论

采用不同方法提取葡萄籽蛋白，并对其提取率进行比较，结果表明碱溶法的提取率较盐溶法的高，表明碱溶法更适合用于提取葡萄籽蛋白。有学者研究表明，盐溶法的提取率不仅低，而且在提取工艺上需要更高的温度和更长的时间，提取成本要高于碱溶法。通过物理法和化学法对所提取蛋白液进行脱色比较研究，发现过氧化氢脱色法的效果较佳，并且后续处理工艺相对简单，便于生产推广应用。有研究表明，蛋白的脱色率和损失率相互关联，脱色条件温和程度与产率呈正向相关，与白度呈负向相关。本研究中参照年贺凤等的脱色方法，在该脱色工艺下蛋白脱色率达61%，取得了良好效果。有学者在研究不同脱色温度对脱色效果的影响时发现，温度高于50 ℃时，过氧化氢由于受热分解导致脱色效果下降。葡萄籽蛋白可作为提供优质植物蛋白的途径之一，其营养价值及开发潜力越来越为人们所认知，但如何对其进行有效开发利用的相关研究尚不全面，与葡萄籽其他成分如花青素、脂肪等开发研究程度相比仍有较大差距。今后可继续开展葡萄籽蛋白生物活性方面的相关研究，为山西省葡萄籽开发利用提供一定理论支撑。