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1、大麦醇溶蛋白纯度率和提取率的影响因素分析,化工论文近年来，谷物中醇溶蛋白逐步成为研究热门，醇溶蛋白，主要的谷物储存蛋白质，通常作为工业生产的副产品，利用率很低。 醇溶谷蛋白丰富的脯氨酸、谷氨酰胺和缺乏带电残基1-2,使其具有独特的特性，诸如良好的成形性、生物降解能力、高韧性、弹性好、疏水性和生物相容性2-3. 早在 20 世纪 50 年代就已广泛应用于油漆、印刷油墨、纺织、合成聚合物和其它化学工业3. 近年来提出醇溶蛋白新的应用，药物传递4-6、生物支架7-8、功 能性涂料9等，其它潜在应用也在专门的研究中， 这些研究为醇溶蛋白的广泛应用提供了基础。 大麦醇溶蛋白及其水解产物显示良好的膳食补充
2、剂和营养食品的应用潜力。 大麦醇溶蛋白及其水解物显示抗氧化活性和金属离子络合能力10-11.Wang 等12的研究表示清楚，大麦醇溶蛋白在酸性和碱性溶液中有很好的起泡性和泡沫稳定性。 经典的 Ob-sorne 法早已被用于提取大麦中的蛋白的提取13,提取经过中可参加尿素、SDS 等复原剂帮助提取14. 然而， 大麦醇溶蛋白提取率和最终分离的蛋白质含量很少报道。本文就乙醇浓度、液料比、提取温度、提取时间对大麦醇溶蛋白纯度率和提取率的影响及其持水性、持油性、乳化性及乳化稳定性等理化学性质进行了较系统研究， 以期为大麦醇溶蛋白质在食品及非食品领域中的应用提供实践经历体验和理论根据。 1 材料与方式方
3、法 1.1 材料与试剂 大麦：产自内蒙古赤峰；正己烷、乙醚、无水乙醇、浓硫酸、无水碳酸钠、无水硫酸铜、硫酸钾等均为分析纯；溴化钾为光谱纯；溴甲酚绿、甲基红等均为化学纯。 1.2 主要仪器与设备 DF-101S 恒温加热磁力搅拌器，TDZ5 型台式离心机，LGJ-10B 冷冻枯燥机，HH-S 恒温水浴锅，T18D 分散机，FA2104N 型分析天平。 1.3 试验方式方法 1.3.1 大麦醇溶蛋白的提取工艺流程 大麦 锤式旋风磨粉碎 过 100 目筛 参加正己烷料液比 1:10 磁力搅拌脱脂 离心分离4 000 r/min 沉淀 通风橱过夜、晾干 参加乙醇水溶液 磁力搅拌提取 离心分离 4 00
4、0r/min 取上清液 -4 下冷沉 取沉淀复溶 冷冻枯燥 大麦醇溶蛋白。 1.3.2 蛋白质含量的测定根据 GB/T 5009.5-2018 执行。 1.3.3 持水性准确称取 1 g 大麦醇溶蛋白置于离心管中，加蒸馏水 30 mL, 涡旋振荡 5 min 使蛋白质溶液分散均匀。 60 C 恒温水浴加热 30 min, 冷水冷却 30min. 2 000 r/min 离心 10 min,去上清，称取离心管与含水蛋白总质量。 持水性计算公式：WCH=m3-m2-m1m2,式中：WCH 为持水性，g/g;m1为大麦醇溶蛋白质量，g;m2为离心管质量，g;m3为离心管与含水蛋白总质量，g. 1.3
5、.4 持油性称取 0.3 g 样品参加离心管中，加取 2 mL 色拉油，漩涡振荡器 5 min,静置 30 min,3 000 r/min 离心 5 min,记下游离油的体积。 持油性计算公式：OAC=v2-v1m1,式中：OAC 为持油性 v/w；m1为大麦醇溶蛋白质量，g;v1为色拉油体积，mL;v2为游离油体积 ,mL. 1.3.5 乳化性及乳化稳定性取 1.0 g 蛋白样品溶解到 50 mL 55%的乙醇溶液中，参加 50 mL 色拉油，10 000 r/min 均质 2 min,1 500 r/min 离 心 10 min. 离 心管置于 80 C 水 浴中， 加热 30 min 后
6、， 冷却到室温，1 500 r/min 离心10 min,测出此时的乳化层高度。 乳化能力及乳化稳定性计算公式分别为：EC=v2v1, ES=v3v2,式中：EC 为乳化活性，%;ES 为乳化稳定性，%;v1为液体体积，mL; v2为乳化层体积，mL;v3为加热之后乳化层体积，mL. 1.4 数据分析 实验中的数据平行 3 次，采用 Origin8.0 软件进行数据分析。 2 结果与分析 2.1 对蛋白提取率和蛋白纯度的影响 2.1.1 乙醇体积分数对大麦醇溶蛋白提取率和纯度的影响调节液料比为 6:1mL/g ,温度 25 ，提取时间2h,参加体积分数 55%、60%、65%、70%和 80%
7、的乙醇溶液，磁力搅拌，进行大麦醇溶蛋白的提取实验，乙醇溶液体积分数对大麦醇溶蛋白的提取率和纯度的影响结果如此图 1 所示。【1】 由图 1 可知， 在 55%70%的体积分数范围内，随着乙醇体积分数的增加， 大麦醇溶蛋白的纯度略有上升，提取率不断降低；在乙醇体积分数为 70%时，提取物蛋白含量最高，为 82.9%. 在乙醇体积分数为 80%时，蛋白含量和提取率都是极低的，这可能是由于在体积分数为 80%乙醇水溶液中，大麦醇溶蛋白的溶解度很低。 相比于玉米醇溶蛋白在 80%的乙醇中有最好的溶解度， 大麦醇溶蛋白有较低的疏水性。以蛋白的纯度作为第一参考标准，选取体积分数 70%的乙醇进行提取。 2
8、.1.2 料液比对蛋白质提取率和蛋白纯度的影响调节乙醇体积分数 70%,温度 25 ，提取时间2 h,液 料比 mL/g分 别为 4:1、6:1、8:1、10:1 和 16:1的条件对定蛋白质提取率和蛋白含量的影响， 结果如此图 2 所示。【2】 如此图 2 所示， 液料比对提取物蛋白含量影响不大，提取物蛋白含量在 79.8%81.0%.随着液料比的增加，蛋白的提取率逐步升高，由于此时单位质量大麦粉周围的乙醇溶液含量增加，传质速率提高，提取率变大，溶剂的比例越大，蛋白越能充分溶解，提取率也就越高。 在料液比mL/g为 6:1 时其提取率增长趋势变缓。这是由于大部分大麦醇溶蛋白已经浸出，增大料液
9、比反而增加了生产成本， 故液料比控制在6:1. 2.1.3 温度对蛋白质提取率和蛋白含量的影响调节乙醇体积分数 70%,液料比mL/g6:1,提取时间 2 h, 温度 25 、35 、45 、55 和 65 的条件对蛋白质提取率和蛋白含量的影响， 结果如此图3 所示。【3】 如此图 3 所示， 不同温度下提取物蛋白含量和提取率呈完全相反的趋势。随着温度的升高，提取率显着提高，尤其是在 2545 ，但之后趋势减缓，提取物蛋白含量在低温时几乎没有变化，但是在 45 后迅速降低。出现这种趋势的原因可能是，高的温度增加了大麦粉与溶剂的接触，有利于蛋白质的析出，但是高温同时也促进了溶于乙醇的其它物质的溶
10、解，同时过高的温度会导致蛋白的变性， 进而降低了提取物中蛋白的含量。 王宇晓等15研究了在 38 时，提取的玉米醇溶蛋白 DPPH 去除率最高，之后急剧下降，结果与本试验类似。 出于经济效益考虑，选取提取温度为 25 。 2.1.4 时间对蛋白质提取率和蛋白含量的影响调节乙醇体积分数 70%,液料比mL/g6:1,温度 25 ， 提取时间分别为 1 h、1.5 h、2 h、2.5 h 和3h 的条件对蛋白质提取率和蛋白含量的影响，结果如此图 4 所示。【4】 如此图 4 所示，随着提取时间的延长提取率上升，提取时间对提取物蛋白含量影响不大。 随着浸提时间的延长，醇溶蛋白提取率显着上升，讲明醇溶
11、蛋白开场较易溶解于体积分数 70%乙醇溶液中，当浸提时间大于 2 h 时，提取率趋于平缓。 这是由于醇溶蛋白已基本浸出，因而，为获得较好的提取效率，确定醇溶蛋白的浸提时间最少为 2 h 为宜。 2.2 氨基酸组成 表 1 列出了玉米醇溶蛋白16、高粱醇溶蛋白17、小麦醇溶蛋白16和提获得到的大麦醇溶蛋白氨基酸组成。 就 P 值与 R2比拟，大麦醇溶蛋白的氨基酸组成与小麦醇溶蛋白的氨基酸组成更接近。 醇溶蛋白以高脯氨酸和谷氨酰胺含量着称， 相对玉米醇溶蛋白， 大麦醇溶蛋白含有更多的谷氨酸和脯氨酸，因而， 能够推断大麦醇溶蛋白较玉米醇溶蛋白含有更多的分子间氢键。同时，大麦醇溶蛋白的非极性氨基酸的含
12、量也远远低于玉米醇溶蛋白， 故而有较弱的疏水性。 2.3 持水性与持油性 大麦醇溶蛋白、 玉米醇溶蛋白和大豆分离蛋白的持水性与持油性如此图 5. 比拟可知大麦醇溶蛋白的持水性相对较差，但持油能力良好。【5】 2.4 大麦醇溶蛋白的乳化性及乳化稳定性图 6 显示了大麦醇溶蛋白、 玉米醇溶蛋白和大豆分离蛋白19的乳化性及乳化稳定性。 比拟可知大麦醇溶蛋白的乳化及乳化稳定性与大豆分离蛋白不相上下，在食操行业中拥有宏大的潜力。 3 结论 大麦醇溶蛋白的最佳提取条件为： 乙醇体积分数 70%、液料比 6:1 mL/g、温度 25 、提取时间2.0h, 所得大麦醇溶蛋白纯度为 82.1%, 提取率为2.95%. 除此之外，大麦醇溶蛋白具有良好的持油性、乳化性及乳化稳定性，但是疏水性较弱。