摘 要:目的 對大麥芽發(fā)酵物中蛋白質的提取條件探索;結果 用水溶液提取蛋白質的方法是可用的。
關鍵詞:大麥芽發(fā)酵物 蛋白質 分離工藝
中圖分類號:Q946 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(a)-0073-01
大麥營養(yǎng)豐富,有一定的醫(yī)用價值及醫(yī)療作用?!侗静菥V目》說,大麥性味甘咸涼,有熱利水,和胃寬腸之功效?!秳e錄》中說,“大麥主消渴、除熱、益氣、調中”?,F(xiàn)代生物化學理學、臨床學對大麥營養(yǎng)成分、提取物及其藥理的研究成果,向人類揭示和證明了大麥籽粒大麥芽、大麥嫩苗具有很高的生物學價值。
值得注意的是大麥制成大麥芽后,其各種營養(yǎng)成分均大大提高,其中總能量提高0.06倍;蛋白質提高2倍:脂肪提高5倍;維生素提高4倍;礦物質提高3~4倍。大麥芽具有調制食品營養(yǎng)成分的作用[1]。
大麥不僅含有豐富的營養(yǎng),而且具有特殊的食療功效和藥理作用,因此,應深入研究開發(fā)用高蛋白、高賴氨酸大麥或大麥芽面粉代替部分小麥面粉烘烤面包,精制掛面、通心粉、餅干等食品;或用大麥代替部分燕麥、混合制成各種即食或速溶食品,對于改善國人食物結構,強化營養(yǎng)互補,提高營養(yǎng)水平,促進身體健康,具有深遠意義[2]。
前人關于大麥芽的化學成分研究的文獻十分有限,且均發(fā)表于60~70年代。
己發(fā)現(xiàn)的化學成分包括酶類及生物堿類[3]。
酶類:α-及β-淀粉酶,轉化糖酶,催化酶,過氧化異構酶等。
生物堿類:大麥芽堿,腺嘌呤,膽堿,大麥芽胍堿A、B,麥芽毒素即白栝樓堿,甜菜堿。
其它類:α-科醌,蛋白質,氨基酸,維生素B、D、E,細胞色素C,α-生育三烯酚等。
此外,應用HPLC法建立了麥芽中麥黃酮的含量測定方法;考察了穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、精密度等條件;測定并比較了麥芽的不同炮制品中麥黃酮的含量,結果表明:大麥經發(fā)芽制成生麥芽后麥黃酮含量上升至原來的1.8倍左右:同時,生麥芽經炮制后,麥黃酮含量也顯著上升,炒麥芽中麥黃酮含量為生麥芽的1.2倍[4]。
此文的選題思想和主要研究意義。20世紀70年代,我所科研人員以大麥芽發(fā)酵物(簡稱發(fā)酵物)為主要原料,研制成功一種高原抗缺氧生物發(fā)酵劑—麥霉片經多年實驗及高原部隊現(xiàn)場應用結果表明:其對由缺氧導致急、慢性高原病均有較顯著的防治作用”,但它卻存在著藥物有效成分未知制備工藝原始,劑型粗糙,劑量過大,服用和攜帶不方便等不足為此,我們采用現(xiàn)代化中藥研發(fā)技術,對發(fā)酵物的成分組成行定性鑒別與分離,并對其抗缺氧效果進行了研究,旨在為建立抗缺氧有效成分提取分離工藝、提高藥效、降低服藥劑量和藥物新劑型的研制提供科學依據(jù)。
1 提取分離過程討論
從大麥芽發(fā)酵物中提取大分子物質蛋白質,首先要保證將得到的蛋白質必須高度純化并且具有生物活性,從大麥芽發(fā)酵物的提取實驗的過程中,發(fā)現(xiàn)了有蛋白質的存在,蛋白質是一種大分子物質,大多數(shù)蛋白質都溶于水、稀鹽、稀酸或稀堿溶液,基于蛋白質溶于水的特性,采用水溶液提取法,在提取分離過程應注意以下幾點。
提取溫度的控制:為了防止蛋白質和酶的失活、變性和降解,提取時溫度一般控制在30 ℃以下進行。
鹽濃度的選擇:鹽濃度的高低直接影響蛋白質和酶的溶解度,本實驗采用的是中性鹽硫酸胺,因為中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著的影響,當鹽濃度升高時蛋白質溶解度不同程度的下降并先后析出,高濃度的鹽離子有很強的水化力,可奪取蛋白質分子的水化層,使之失水,于是蛋白質便沉淀析出。稀濃度可促進蛋白質的溶解,稱為鹽溶作用。緩沖液常采用0.02~0.05M的磷酸鹽和碳酸鹽的等滲鹽溶液。
pH值的選擇:蛋白質是具有等電點的兩性電解質,提取液的pH應選擇在偏離在等電點兩側的pH為6~7的范圍內。在鹽析時,大多數(shù)蛋白質在等電點時,在濃鹽溶液中的溶解度最低,所以鹽析時,溶液pH值在蛋白質等電點效果最好。
溫度的選擇:溫度的控制是蛋白質提取過程中最為重要的問題,應為高溫會使蛋白質和酶的失活,變性,所以在提取時溫度應控制在30℃以下。在鹽析時應把蛋白質溶Hs4gBonhm+1BkTmglJYSF7SEEzYeL8tMvdm4kbU+pBs=液放在冰水浴中放置,有些對溫度敏感的蛋白質應在低溫下操作,以保證蛋白質活性的穩(wěn)定。
2 探討蛋白質提取時最適宜的提取溫度及其條件
實驗中采用水溶液提取法,提取時溫度控制在30℃以下,考慮到兩方面的因素:一方面多數(shù)蛋白質的溶解度隨著溫度的升高而增大,因此溫度高有利于溶解,縮短提取時間。但另一方面,溫度升高會使蛋白質變性,失活,實驗中從大麥芽發(fā)酵物中提取蛋白質的過程中,提取條件及溫度的選擇是尤為重要的。還可以采用有機溶劑如乙醇,丙酮,丁醇提取,因為它們具有一定的親水性,還有較強的親脂性,是理想的提脂蛋白的提取液。丁醇在其溶解度范圍內,不會引起酶的變性失活,而且丁醇提取法的pH及溫度選擇的范圍廣。
3 探討鹽析時采用硫酸銨的利與弊
蛋白質鹽析時常采用中性鹽硫酸銨、硫酸鎂等,其中應用最多的是硫酸銨,它的優(yōu)點是溫度系數(shù)小而溶解度大(25 ℃時飽和溶液為4.1 M,即767 g/L;0 ℃時飽和溶解度為3.9 M即676 g/L),在這個溶解度范圍內,許多蛋白質可以鹽析出來,最主要的是硫酸銨不易引起蛋白質的變性。但是用硫酸銨鹽析時緩沖能力差,而且銨離子會干擾蛋白質的測定。
4 進一步研究的意義
因大麥在我國的栽種面積廣,其產量豐富,價格比較便宜,所以大麥芽發(fā)酵物在我國就有著穩(wěn)定物質的來源。目前,對大麥芽發(fā)酵物的研究發(fā)現(xiàn)大麥芽發(fā)酵物有著抗缺氧作用,但其具體的抗缺氧有效成分尚不明確,需要進一步研究確定。通過大麥芽發(fā)酵物中蛋白質的提取和鑒別(提取得到蛋白質今后可對提取出的蛋白質做藥理實驗),可以確定其是否為抗缺氧的主要化學成分,為建立藥物有效成分提取分離工藝及減少服藥劑量提供科學依據(jù)。
參考文獻
[1] 白照熙,蔣明珠,謝紅,等.延胡索酸產生菌的篩選[J].食品與發(fā)酵工業(yè),1988(04):32-40.
[2] 李雁勤.大麥的利用價值及其開發(fā)前景[J].中國食物與營養(yǎng),1997(4):17-20.
[3] 王志超,安玉會.生物活性肽的研究進展[J].河南醫(yī)學研究,2000(4):135-156.
[4] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典一部[M].北京:化學工業(yè)出版社,2000:附36-56.