从玉米胚芽提取功能性蛋白参数研究

段玉敏 王旭 李桂杰

摘要：以脱脂后的玉米胚芽为原料，寻求不同浸提剂用量条件下，各分离蛋白提取率随浸提时间的变化规律，优化出各种分离蛋白较佳的浸提工艺参数。实验结果表明：提取清蛋白的较佳工艺参数是浸提时间30min，加水量原料重量的10倍。提取球蛋白的较佳工艺参数是浸提时间30min，加入氯化钠量为原料重量的8倍。提取醇蛋白的较佳工艺参数是浸提时间30min，加入乙醇量为原料重量的10倍。提取碱蛋白的较佳工艺参数是浸提时间30min，加入氢氧化钠量为原料重量的10倍。

关键词：玉米胚芽 蛋白分离 工艺优化

中图分类号：TS201.2 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2013）12-0001-03

1 前言

玉米胚芽蛋白的氨基酸评分（AAS）在常用谷物中最高，氨基酸组成和鸡蛋白非常相似[1-3]，是一种优质的蛋白质资源[4]。本研究在以往研究的基础上，寻求不同浸提剂用量各分离蛋白提取率随浸提时间的变化规律，并优化出各种分离蛋白较佳的浸提工艺参数。

2 仪器、材料与方法

2.1 仪器

特大容量恒温振荡器：TDHZ-2002B，大仓市华美生化仪器厂；电子分析天平：AB204-E型，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；台式离心机：TDL-40B，上海安亭科学仪器厂；PH酸度计：PHS-3C，上海伟业仪器厂；定氮仪：KDN-04B，上海新嘉电子有限公司；消化炉：KDN-04，上海纤检仪器有限公司。

2.2 原料

脱脂玉米胚芽：水分6.67%，蛋白质45.8%，脂肪2.69%。

2.3 实验方法

2.3.1 玉米胚芽蛋白成分测定

（1）水分的测定。常压干燥法，按GB/T 5009.3-2010方法执行。（2）脂肪的测定。索氏抽提法，按GB5009.6-2003方法执行。（3）蛋白质的测定。采用微量凯氏定氮法测定样品蛋白质含量，按GB/T 5009.5-2010方法执行。

2.3.2 分级制备四种玉米胚芽蛋白

称取5g脱脂试样，按设定的料液比加水溶解后，45℃水浴提取一定时间，于4000r/min离心20min，收集上清液。将上述残留物烘干称量，加入1mol/L NaCl溶液，充分溶解后，同样方法收集上清液，进行球蛋白的测定。再将残留物烘干称量，加入70%的乙醇溶液、溶解、收集上清液，进行醇蛋白的测定。将剩余沉淀烘干称量，加入0.1mol/L的氢氧化钠充分溶解，以同样方法制得碱蛋白（谷蛋白）。

2.3.3 蛋白含量的测定

本试验采用福林一酚法测提取液中蛋白质的含量。

（1）标准曲线的制作

精确称取牛血清清蛋白0.05g，用蒸馏水定容至100mL，即标准蛋白浓度为500ug/ml。用移液器准确量取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml于具塞试管中并依次编号为 1、2、3、4、5、6，然后再依次加入1、0.8、0.6、0.4、0.2、0ml的蒸馏水，混匀后，每管各加5ml福林酚试剂甲液，立即混匀，室温下静置10min，再依次加入0.5ml福林酚试剂乙液，立即混匀，与30℃下水浴30min后于540nm处比色，测吸光值，以吸光值为纵坐标，蛋白质含量为横坐标，制作标准曲线。

（2）样品的测定

取稀释的提取液各0.2ml于各具塞试管中，步骤同标准曲线。每个样品平行测三组。

2.4 数据分析

试验数据采用Excel进行分析。

3 结果与讨论

3.1 玉米胚芽成分测定结果

经测定，玉米胚芽各成分如表1。

3.2 四种蛋白质分离优化情况分析

3.2.2 四种蛋白质含量测定结果

（1）清蛋白提取

表2表明，不同的加水量条件下，随浸提时间的延长，清蛋白的提取率均增加，当浸提时间达30min时，继续延长浸提时间，清蛋白提取率反而降低；料液比1：10，各浸提时间的清蛋白提取率均高于料液比1：8和1：12的相应实验点。因此，可将浸提时间30min，料液比1：10作为提取清蛋白的较佳工艺参数。

（2）球蛋白提取

表3表明，不同的NaCl溶液加入量条件下，随浸提时间的延长，球蛋白的提取率均增加，当浸提时间达30min时，继续延长浸提时间，球蛋白提取率反而降低；料液比1：8，各浸提时间的清蛋白提取率均高于料液比1：10和1：12的相应实验点。因此，可将浸提时间30min，料液比1：8作为提取球蛋白的较佳工艺参数。

（3）醇蛋白提取表4表明，不同的乙醇加入量条件下，随浸提时间的延长，醇蛋白的提取率均增加，当浸提时间达30min时，继续延长浸提时间，醇蛋白提取率反而降低；料液比1：10，各浸提时间的清蛋白提取率均高于料液比1：8和1：12的相应实验点。因此，可将浸提时间30min，料液比1：10作为提取醇蛋白的较佳工艺参数。

（4）碱蛋白提取表5表明，不同的氢氧化钠加入量条件下，随浸提时间的延长，碱蛋白的提取率均增加，当浸提时间达30min时，继续延长浸提时间，醇蛋白提取率反而降低；料液比1：8，各浸提时间的清蛋白提取率均高于料液比1：10和1：12的相应实验点。因此，可将浸提时间30min，料液比1：8作为提取碱蛋白的较佳工艺参数。

3.3 验证性实验

在3.2中获取的较优的实验参数条件下提取各分离蛋白，实验安排及实验数据如表6。

验证性实验数据表明，优化参数条件下所得各分离蛋白提取率均高于优化实验中各实验条件下的蛋白提取率。这表明，3.2中经优化得到的实验结果可以作为提取各分离蛋白的工艺参数。

4 结语

提取清蛋白的较优工艺参数是浸提时间30min，加水量为原料重量的10倍；提取球蛋白的较佳工艺参数是浸提时间30min，加入NaCl溶液量为原料重量的8倍；提取醇蛋白的较佳工艺参数是浸提时间30min，加入乙醇量为原料重量的10倍；提取碱蛋白的较佳工艺参数是浸提时间30min，加入氢氧化钠量为原料重量的10倍。验证实验表明，以上各结果可以作为玉米胚芽中各分离蛋白提取的工艺参数。

适当的浸提剂用量和浸提时间会使蛋白最大量的溶于溶剂中，便于提取。过高过低均会使蛋白提取量降低。原因：浸提剂用量低和浸提时间短，各分离蛋白浸提不完全；浸提剂用量过多，浸提时间过长，浸提剂溶剂的杂质量相应增多，对实验的结果同样会造成影响。

参考文献

[1]张晖，姚惠源，王立.国外玉米深加工业现状和发展趋势.

[2]周惠明.谷物科学原理[M].北京：中国轻工业出版社，2000.

[3]马晓军.玉米胚芽汁生产试验[J].食品工业科技，1998.

[4]张鸣镝，姚惠源.玉米胚芽蛋白及其在食品工业中的应用.