《提取核桃蛋白关键参数的优化》-农学论文，农业论文-论文范文参考-科学狗论文网

网站首页词典首页

标题

提取核桃蛋白关键参数的优化

范文

李亚萍

摘要：采用碱提酸沉法从核桃中提取蛋白质，应用单因素试验和正交试验对提取条件进行优化。获得最佳提取参数为料液比为1 g ∶ 30 mL，提取温度为50 ℃，碱提pH值为8.0，酸沉pH值为4.0，核桃蛋白提取率可达12.15%。

关键词：核桃;蛋白质;碱提酸沉法;提取参数;单因素试验;正交试验

中图分类号： TS255.6

文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2019）15-0224-02

核桃中含有丰富的营养成分，其中油脂含量占比达 40%～65%，蛋白质含量占比达14%～17%[1-4]。研究发现，核桃蛋白中含有清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白4种蛋白质，分别占蛋白质总量的6.81%、17.57%、5.33%、70.11%[5]。这些蛋白中就含有18种氨基酸，其中8种是人类生命得以存在所必需的氨基酸，且其中精氨酸、谷氨酸、组氨酸、酪氨酸含量在植物蛋白类中相对较高[6]，这些成分都是人体组织细胞代谢不可或缺的重要物质，长时间食用可以对冠心病起到一定的预防作用[7-9]。安康核桃表现为果质良、易取仁、仁色浅、饱满、风味香、壳薄、出仁率高，其中蛋白质含量以及脂肪含量和其他核桃相比较高。本研究采用碱提酸沉法提取核桃中的蛋白质，优点是操作过程简约，试验条件易于控制，且成本低廉。

1 材料与方法

1.1 仪器、试剂及材料

MODEL0406-1离心机，上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂生产;SY2200-T超声波清洗机，上海声源超声波仪器设备有限公司生产;1765半微量定氮蒸馏装置，上海昕沪实验设备有限公司生产。试验所用试剂均为分析纯。核桃采自陕西安康地区的山地核桃。

1.2 试验方法

1.2.1 核桃蛋白的提取筛选安康优质核桃，称取10 g，粉碎，加入1 ∶ 1（质量比）的纤维素酶和果胶酶，超声波提取 30 min、灭酶，使用离心机离心30 min，2 000 r/min，烘干，接着加入适量的NaOH溶液并在不同的温度下水浴搅拌 65 min，再次利用离心机离心 30 min，然后加入盐酸，调节pH值，使其出现絮状沉淀，然后离心30 min，洗涤沉淀2～3次，干燥，得到核桃蛋白。操作过程见图1。

1.2.2 核桃蛋白含量的测定参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[10]，以凯氏定氮法测定

核桃中蛋白质的含量，并计算蛋白提取率。

1.3 碱提核桃蛋白的单因素试验

1.3.1 pH值的优化固定料液比为1 g ∶ 20 mL、提取温度为 45 ℃，依次调节NaOH溶液的pH值为7.0、7.5、8.0、8.5、9.0，浸提65 min后，计算核桃蛋白的提取率。

1.3.2 提取温度的优化固定NaOH溶液的pH值为8.0、料液比为1 g ∶ 20 mL，分别在温度为35、40、45、50、55 ℃条件下各浸提65 min，计算核桃蛋白的提取率。

1.3.3 料液比的优化固定提取温度为50 ℃、碱液pH值为8.0，依次以1 ∶ 10、1 ∶ 20、1 ∶ 30、1 ∶ 40、1 ∶ 50（g ∶ mL）为料液比浸提65 min，计算核桃蛋白的提取率。

1.4 碱提核桃蛋白的正交试验

按表1所示的影响因素设计正交试验，正交试验结果见表2，对核桃蛋白碱提的各因素进行综合优化，确定最佳的提取参数。

1.5 蛋白酸沉pH值的确定

在最佳碱提条件下，加入盐酸依次调节核桃蛋白溶液的pH值为3.5、4.0、4.5，接着测定核桃蛋白质的含量，并计算其沉淀率和得率，确定最佳酸沉pH值。

2 结果与分析

2.1 碱液pH值对核桃蛋白提取率的影响

在固定料液比1 g ∶ 20 mL、提取温度45 ℃条件下，调节不同的pH值。

从图2可以看出，在7.0

2.2 提取温度对核桃蛋白提取率的影响

固定1 g ∶ 20 mL的料液比、pH值为8.0，改变不同温度。从图3可以看出，在提取温度低于50 ℃时，蛋白提取率随着温度的升高而增大，当温度为50 ℃时，蛋白的提取率最大。50 ℃之后核桃蛋白提取率反而开始减小，是因为温度越高蛋白质变性越严重，还有可能是蛋白质与杂质黏合所致。

2.3 料液比对核桃蛋白提取率的影响

固定提取溫度为50 ℃、碱液pH值为8.0，改变不同的料液比。从图4可以看出，当料液比<1 g ∶ 30 mL时，核桃蛋白的提取率会随着料液比的增加而增大，且变化幅度较大。当料液比为1 g ∶ 30 mL时，核桃蛋白的提取率最大。料液比>1 g ∶ 30 mL 时，提取率反而减小，但变化幅度不大。考虑到加水量增加会导致蛋白分离时间大幅加长，同时必然会增加设备负荷，这就需要投入更多的设备，所以选择料液比为 1 g ∶ 30 mL 较为合适。

2.4 正交试验

以单因素试验所得数据为依据，对核桃蛋白提取条件进行正交试验。从表2可以看出，核桃蛋白提取率的影响程度依次为 A>C>B，最佳水平组合为A2B2C3。核桃蛋白的最佳提取工艺参数为：碱提pH值为8.0、提取温度为50 ℃、料液比为 1 g ∶ 30 mL，提取率最高可达12.15%。

2.5 核桃蛋白酸沉最佳条件的确定

分别调节pH值为3.5、4.0、4.5，测定蛋白质的含量，计算沉淀率和得率，得到的酸沉试验结果见表3。

3 结论

通过单因素试验和正交试验研究结果，核桃蛋白质的最佳提取工艺参数为料液比1 g ∶ 30 mL，提取温度50 ℃，碱提和酸沉的pH值分别为8.0、4.0，在该工艺条件下，核桃蛋白的提取率可达12.15%。采用碱提酸沉法提取核桃蛋白，不仅提高了蛋白的提取率，还降低了蛋白质的变性比率，保证了蛋白质的天然结构和色泽。若进行核桃蛋白的深加工，比如蛋白饮料、多肽口服液，则核桃的附加值会大幅提高。所以应加大其深加工产品的开发力度，推广高纯度核桃蛋白产品在医药、食品工业上的应用。

参考文献：

[1]郭旭. 汉滨区核桃产业发展现状，问题与对策研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2016.

[2]恩斯明格. 《食物与营养百科全书》选集（5）[M]. 北京：农业出版社，1989.

[3]恩斯明格. 《食物与营养百科全书》选集（1）[M]. 北京：农业出版社，1989.

[4]李正明. 植物蛋白生产工艺与配方[M]. 北京：中国轻工业出版社，1998.

[5]张庆祝，丁晓雯，陈宗道，等. 核桃蛋白质研究进展[J]. 粮食与油脂，2003（5）：21-23.

[6]姜荣庆. 复合酶提取山核桃油及副产物综合利用的研究[D]. 长春：吉林农业大学，2011.

[7]Pereira J A，Oliveira I，Sousa A，et al. Bioactive properties and chemical composition of six walnut （Juglans regia L.） cultivars[J]. Food and Chemical Toxicology，2008，46（6）：2103-2111.

[8]Poulose S M，Bielinski D F，Shukitt-Hale B. Walnut diet reduces accumulation of polyubiquitnated proteins and inflammation in the brain of aged rats[J]. The Journal of Nutritional Biobiochemistry，2013，24（5）：912-919.

[9]Albert C M，Gaziano J M，Willett W C，et al. Nut consumption and decreased risk of sudden cardiac death in the Physicians health study[J]. Archives of Internal Medicine，2002，162（12）：1382-1387.

[10]國家卫生和健康委员会，国家食品药品监督管理总局. 食品安全国家标准食品中蛋白质的测定：GB 5009.5—2016[S]. 北京：中国标准出版社，2016.肖岚，李诚，程小平，等. 牦牛血抗氧化低聚肽的稳定性及与其他食源性低聚肽抗氧化互作分析[J]. 江苏农业科学，2019，47（15）：226-232.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。