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1、煙粉蛋白質(zhì)粗提取工藝研究李菲斐,郭軍偉,謝復(fù)煒關(guān)鍵詞:煙粉;蛋白質(zhì);提取摘要:以烤煙煙粉為原料,研究了煙粉中蛋白質(zhì)最佳提取工藝。結(jié)果表明采用緩沖液pH7.85,在℃下提取30分鐘,加入2%還原劑NaHSO3,粗提液按1:1加入丙酮,在-20℃下提取3小時,蛋白提取率最高可達(dá)56.51%。由于世界人口不斷增加,許多地區(qū)的人民均有營養(yǎng)不良現(xiàn)象。隨著對蛋白質(zhì)研究的不斷深入,人們逐漸認(rèn)識到葉蛋白質(zhì)是世界天然產(chǎn)物中最重要而豐富的蛋白質(zhì)資源。據(jù)報道,植物葉蛋白尤其是煙草葉片中可溶性蛋白含量較高,具有較高的營養(yǎng)價值和藥用價值,并且其中包含了全部必需的氨基酸,其中FI蛋白所含的氨基
2、酸比一些主要糧食作物如水稻、小麥、玉米、大豆蛋白質(zhì)中的必需氨基酸含量都搞。因此,煙葉蛋白質(zhì)是一種有生命力的食物代用品。此外,,煙草中的蛋白質(zhì)是煙氣中的多種有害物質(zhì)的前體物質(zhì),如NH3、喹啉、HCN、多環(huán)芳烴(PAHs)、N雜環(huán)芳烴等。以上多種成分均被列入EPA有害成分名單中[2]。因此,對煙草中蛋白質(zhì)進(jìn)行提取,然后進(jìn)行進(jìn)一步的研究。本文以煙粉為原料,采用堿溶丙酮沉淀法,研究其提取工藝。1材料與方法1.1材料和儀器煙粉,1.2處理與分析稱取一定量的煙粉,加入NaHSO3,在磁力攪拌器上,用Na2HPO4–KH2PO4緩沖溶液進(jìn)行提取。用紗布過濾后,再經(jīng)過循環(huán)水式真空泵
3、進(jìn)行抽濾祛除煙粉。向提取液中加入-20℃丙酮,放置一定時間后,離心,用丙酮洗沉淀2次后,進(jìn)行真空干燥。其工藝流程如下圖6真空干燥煙粉濾液粉渣紗布過濾,真空抽濾NaHSO3,磷酸鹽緩沖液進(jìn)行提取丙酮沉淀離心,丙酮洗滌沉淀2次2結(jié)果與討論2.1蛋白質(zhì)堿溶工藝研究在提取煙粉中的蛋白質(zhì)時,緩沖液的pH、提取溫度、提取時間以及還原劑的加入量都會影響煙粉中蛋白質(zhì)的提取。因此,對各個因素進(jìn)行試驗,測定最終蛋白提取率,確定最佳工藝參數(shù)。試驗結(jié)果如圖1、圖2、圖3、圖4所6圖1緩沖液pH對煙粉蛋白提取率的影響圖2提取時間對煙粉蛋白提取率的影響6圖3還原劑用量對煙粉蛋白提取率的影響圖4
4、固液比對煙粉蛋白提取率的影響6一些研究表明,煙草蛋白是多種蛋白的混合蛋白,他們的等電點(diǎn)pI都小于7,因此,在堿性緩沖液中溶解度大。從圖1中可以看出,緩沖液的pH對煙草蛋白的提取率產(chǎn)生很大的影響。當(dāng)pH從6.50上升到7.85時,煙葉蛋白提取率不斷上升,而當(dāng)超過7.85繼續(xù)上升時,煙葉蛋白提取率卻開始下降。因此,在7.85時,蛋白提取率達(dá)到最大。圖2表明,當(dāng)提取時間為30min時,蛋白提取率達(dá)到最大。這是因為,時間過短,蛋白質(zhì)未充分溶解在緩沖液中。而細(xì)胞組織中的酚類物質(zhì)被葉綠體中的多酚氧化酶(PPO)催化形成醌,醌高度活潑,容易與氨基酸以及蛋白質(zhì)聚合形成色素物質(zhì),導(dǎo)致
5、溶液褐變,而當(dāng)提取時間過長時,產(chǎn)生褐變的程度比較大,影響蛋白提取率。在提取時,像緩沖液中加入一定的還原劑,綠原酸與蛋白的結(jié)合程度明顯降低。從圖4看出,當(dāng)固液比為1:35時,蛋白提取率到達(dá)最大56.51%,再增大緩沖液的用量,提取率變化不大。綜上所述,煙粉蛋白堿溶工藝最佳條件為:提取液固液比1:35,pH7.85,提取時間30min,還原劑用量2%。2.2丙酮沉淀工藝研究向粗提取液中加入一定量的丙酮,溶液中的蛋白質(zhì)則會沉淀出來,從而從溶液中分離出來。丙酮的用量、沉淀時間、都會影響煙粉蛋白提取率。對各個因素進(jìn)行試驗,結(jié)果如圖5、表1所示。6從圖5可以看出,當(dāng)丙酮在-20
6、℃沉淀蛋白3小時后,蛋白提取率達(dá)到最大,再延長沉淀時間,提取率不會產(chǎn)生明顯的影響。丙酮用量(丙酮體積:緩沖液體積)1:0.51:1提取率%7.92%15.86%表1從上表看出,當(dāng)丙酮用量為1:1時,其提取率會比1:0.5高一倍左右。而當(dāng)再增大丙酮用量時,蛋白沉淀會呈褐色粘狀??赡苁潜昧窟^多,沉淀速度過快,從而使蛋白質(zhì)與一些色素、糖類等一同沉淀。3結(jié)論(1)研究表明,煙葉中含有大量可溶性蛋白質(zhì)。用丙酮提取后,在通過后續(xù)的處理可用于進(jìn)一步實(shí)驗,或通過適當(dāng)?shù)募庸び糜谑称奉I(lǐng)域。(2)對煙粉蛋白質(zhì)提取工藝研究表明,最佳提取工藝為:采用緩沖液pH7.85,在℃下提取30分鐘
7、,加入2%NaHSO3,粗屜液按1:1加入丙酮,在-20℃下提取3小時。最終蛋白提取率可達(dá)56.51%。6