有前途的蛋白质资源——牧草叶蛋白

○江苏省淮安生物工程高等职业学校 刘明美

扬州大学 吕宗友

蛋白质资源的缺乏是世界各国普遍存在的问题。我国是蛋白饲料资源短缺的国家之一，目前蛋白饲料年缺口约为1500万吨，据中国农业科学院饲料科学研究所有关专家预测，2010年和2020年我国蛋白饲料资源需求分别为6000万吨和7200万吨。

高等植物的蛋白被认为是最有前途的蛋白质资源，植物蛋白廉价并能满足人类和家畜对蛋白质的需求。叶蛋白又称绿色蛋白浓缩物（LPC），是以新鲜牧草或其他青绿植物的生长组织（茎、叶）为原料，经打浆压榨，利用蛋白质等电点原理从汁液中提取的高蛋白浓缩物。叶蛋白的粗蛋白质含量高达32%～58%，高于一般大豆的粗蛋白质含量。氨基酸组成与大豆比较，叶蛋白的精氨酸、谷氨酸、丝氨酸含量低于大豆蛋白，而丙氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、苏氨酸、氨酸含量均高于大豆蛋白，天门冬氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、络氨酸、色氨酸含量也与大豆蛋白接近。总的来说，叶蛋白的品质比较接近大豆蛋白和豆饼蛋白，优于花生饼蛋白。叶蛋白所含氨基酸种类齐全，而且组成平衡，还含有丰富的维生素和矿物质，无动物蛋白质所含的胆固醇，因此可利用叶蛋白来改进牲畜膳食的营养成分。

一、牧草叶蛋白的提取方法

1.酸加热法。酸加热法是用酸将牧草汁液的pH调节至某一值，在该值产生叶蛋白沉淀最多，在加热的条件下使蛋白质凝结起来。

阎巧娟用酸加热法研究了苜蓿叶蛋白提取工艺，研究表明影响叶蛋白蛋白质含量的因素依次为：pH值>加盐比例>加水比例>絮凝温度。但试验只研究了获得的叶蛋白纯度，而对叶蛋白的产量并没有研究，在实际生产中运用意义不大。也有研究表明，在叶蛋白的提取过程中，对于不同的植物应采取不同的方法。杨超英研究表明，酸加热法提取黑麦草叶蛋白，叶蛋白的提取率高达65.73%，且叶蛋白中的蛋白质含量可达70.48%，因此，该方法适合黑麦草叶蛋白的提取。

2.碱加热法。碱加热法指用碱将牧草汁液的pH调节至某一值，在加热的条件下使蛋白质凝结起来的方法。碱加热法的提取效率普遍不高。姚爱兴分别用酸化加热法、碱化加热法和直接加热法比较了苜蓿叶蛋白和串叶松香草的提取率，试验表明，提取串叶松香草和紫花苜蓿叶蛋白时，酸加热法＞碱加热法＞直接加热法。这可能与植物的蛋白质种类有关，有的植物的蛋白主要为酸性，有的主要为碱性，碱性蛋白质适合用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白质适合用偏碱性的提取液提取。

3.直接加热法。利用加热法、凝絮法和加酸法来提取鲁梅克斯的对比试验表明，加热法提取叶蛋白的相对产率较高，快速加热的效果最好。

4.发酵酸法。发酵酸法是将发酵酸与牧草汁液混合，改变其pH值到蛋白质的等电点，使其沉淀，从而达到分离目的。发酵酸法在牧草叶蛋白的提取中运用不多，但是一种很有发展潜力的方法。曾凡枝在体积比（发酵酸体积/滤液体积）、混合液静置时间和发酵酸循环使用次数三因素不同水平上研究了不同条件对苜蓿叶蛋白提取率的影响。试验结果表明：各因素对提取率影响顺序为，发酵酸循环使用次数＞体积比＞混合液静置时间，最佳工艺为体积比2∶1，发酵酸循环使用1次，沉淀10分钟。叶蛋白的最大提取率可达38%。

5.盐析法。不同植物的蛋白质在不同离子浓度下盐析效应不同。王晋峰用（NH4）2SO4盐析法提取叶蛋白的研究表明，（NH4）2SO4饱和度达20%时纤维蛋白析出，达80%时肌红蛋白析出。（NH4）2SO4处理随浓度增高而提取率增加。供试的光叶紫花苕叶蛋白的最大提取量为2.66%，白三叶为2.12%。

6.综合法。酸化、加热、加盐法等各有其优缺点，可以通过将几种方法组合在一起，充分利用其优点以获取最大量叶蛋白。李明元采用盐析和热絮凝相结合的方法提取苜蓿叶蛋白，研究表明，影响叶蛋白提取率的因素依次为料液比＞加盐量＞pH值，蛋白质的提取率为29.58%，蛋白质纯度可达52.71%。张垚采用酸化、加热、加盐综合方法提取苜蓿鲜草中叶蛋白，影响粗蛋白质提取率的因素依次为加盐量＞温度＞pH值＞絮凝时间。

二、叶蛋白副产品的利用

叶蛋白除用于食用蛋白和饲用蛋白外，还可用于化妆品、洗涤用品、化工用品、饮料和植物营养调节剂中，还可将叶蛋白浓缩物作为进一步分离制得叶绿素、叶绿素铜钠、胡萝卜素、纯蛋白质、维生素、汁烷醇、食用纤维素和某些活性酶等，而且叶蛋白的应用领域还在不断拓宽（如医用）。

经提取叶蛋白后的草渣也有重要的利用价值。草渣一般占牧草干重的80%左右，其营养成分与原干草相比，粗蛋白、粗灰分和无氮浸出物含量较低，而粗纤维、酸性洗涤纤维、木质素和纤维素的含量较高，矿物质的含量基本也能满足家畜的需要。可将草渣加工成干草粉、草颗粒或草块等，也可以将草渣用于发酵，生产生物能源。另外，草渣也可用来造纸和生产食用菌等。草渣还可用于青贮发酵。

草渣也可作膳食纤维的原料。苜蓿草渣含有大量可利用的优质膳食纤维，提取叶蛋白后，苜蓿草渣中酸性洗涤纤维的含量为40.72%～62.09%，是一种理想的提取膳食纤维的原材料。冯畅敏用碱结合木瓜蛋白酶水解法和化学法对苜蓿草渣膳食纤维进行研究。结果表明，碱结合木瓜蛋白酶水解法优于化学法，蛋白酶水解法提取膳食纤维成品气味较淡，膳食纤维含量81.54%。

鲜叶压榨而得的绿色汁液经分离叶蛋白后的残液称为棕色液，占原料鲜重的40%～50%。其中，干物质占6.10%，粗蛋白占22.5%，钙1.9毫克/克、镁1.3毫克/克、钾8毫克/克、硫0.8毫克/克、磷0.9毫克/克（以上都以干物质为基础计算），以及一些促生长因子等。叶蛋白提取残液还可用来提取超氧化物歧化酶。

三、牧草叶蛋白的应用前景

我国有40多亿亩的草原、草山坡、还有许多滩涂。可是目前我国对于牧草深加工利用的研究尚未开展起来。应着手开发牧草深加工技术，对叶蛋白生产及其副产品进行深度开发。叶蛋白中含有脂肪、糖类、核酸、脂溶性维生素A、维生素E、维生素K、水溶性维生素B、维生素C、胡萝卜素以及铁、镁、钙、锌、铜等矿物元素，这些营养成分具有防病、治病、强身、健体、防衰老等多种作用，是优良的食品添加剂，所以，叶蛋白作为一类低纤维、低脂肪的蛋白源，更适合作为儿童、贫血病人、孕妇、高血脂病人及老年人的保健品。