李華為 朱盛琦 郭博涵 宋怡紅 鐵梅
摘要 將浸提劑種類、浸提劑濃度、料液比、浸提時(shí)間、浸提溫度單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)合四因素三水平正交試驗(yàn)優(yōu)化富硒甘薯中可溶性蛋白提取工藝。結(jié)果發(fā)現(xiàn)富硒甘薯中可溶性蛋白最佳浸提條件為:濃度為0.15 mol/L的NaOH溶液作為浸提劑,料液比1∶30,40℃恒溫水浴浸提90 min。此條件下0.5 g富硒甘薯凍干粉可溶性蛋白得率為4.6%;蛋白中硒含量為1.27 μg/L,硒得率為34.4%。優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)工藝操作簡(jiǎn)單、蛋白得率高,可用于推廣富硒薯類農(nóng)作物功能性產(chǎn)業(yè)開發(fā)。
關(guān)鍵詞 正交設(shè)計(jì);富硒甘薯;可溶性蛋白;提取工藝
中圖分類號(hào):S531 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095–3305(2020)08–0–02
Abstract The type of extractant, extractant concentration, material-to-liquid ratio, extraction time, and extraction temperature were combined with a four-factor three-level orthogonal test to optimize the extraction process of soluble protein in selenium-enriched sweet potato. The results showed that the optimal extraction conditions for soluble protein in selenium-enriched sweet potato were as follows: NaOH solution with a concentration of 0.15 mol/L was used as the extractant, the ratio of material to liquid was 1:30, and the extraction was performed in a constant temperature water bath at 40 ℃ for 90 min. Under these conditions, the soluble protein yield of 0.5 g selenium-enriched sweet potato freeze-dried powder was 4.6%. The selenium content in the protein was 1.27 μg/L, and the selenium yield was 34.4%. The optimized experimental technology has simple operation and high protein yield, and can be used to promote the development of functional industries of selenium-rich potato crops.
Key words Orthogonal design; Selenium-enriched sweet potato; Soluble protein; Extraction process
DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.08.006
硒元素是維持動(dòng)植物生命活動(dòng)的必需微量元素。1988年,中國正式將硒列入居民每日生命活動(dòng)必需元素,但盲目及過度補(bǔ)硒會(huì)造成硒中毒[1-2]。富硒農(nóng)作物的培育與商業(yè)化種植獲得富硒食品具有廣闊的發(fā)展前景。堿提酸沉法浸提富硒農(nóng)作物中可溶性蛋白的方法由于操作簡(jiǎn)單、環(huán)境條件溫和、蛋白提取率高已被廣泛應(yīng)用。梁潘霞等[3-4]研究分析了富硒大米、平菇中硒蛋白的最優(yōu)工藝條件。國內(nèi)已有關(guān)于富硒谷物、富硒菌類等硒蛋白提取條件研究,鮮有對(duì)富硒薯類作物中硒蛋白提取條件優(yōu)化的研究報(bào)道?;趯?duì)富硒甘薯中可溶性蛋白浸提條件的研究,通過正交設(shè)計(jì)法,結(jié)合單因素試驗(yàn)結(jié)果,優(yōu)化富硒甘薯中可溶性蛋白浸提工藝。
1 材料與方法
1.1 儀器和試劑
主要試劑:富硒甘薯、考馬斯亮藍(lán)、tris、牛血清蛋白(BSA)等。儀器設(shè)備:Cary50型紫外——可見分光光度計(jì)、AFS-9800雙道氫化物發(fā)生原子熒光光度計(jì)等。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 單因素試驗(yàn) 富硒甘薯中可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250試劑比色法。由于蛋白質(zhì)在不同浸提液中溶解度的不同,對(duì)浸提劑進(jìn)行選擇。取富硒甘薯凍干粉0.5 g,分別取水、0.9% NaCl、NaOH(0.l mol/L)、Tris-HCl(pH=7.4)4種溶液各15 ml,在20℃下水浴振蕩浸提60 min,測(cè)定處理后粗蛋白濃度及硒含量,選擇最佳浸提劑為基礎(chǔ)進(jìn)行單因素試驗(yàn)(表1)。
1.2.2 正交實(shí)驗(yàn) 參照上述試驗(yàn)結(jié)果,選擇最優(yōu)浸提效果及兩側(cè)水平,利用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化硒蛋白的提取工藝。
2 結(jié)果與討論
2.1 可溶性蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線
采用牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)品配置蛋白標(biāo)液,牛血清蛋白標(biāo)液濃度線性回歸方程為A=0.0007C+1.25(R2=0.9997)。
2.2 單因素試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
分析幾種浸提劑對(duì)可溶性蛋白提取效果(圖1),依據(jù)2.3實(shí)驗(yàn)方法,選擇NaOH(0.1 mol/L)溶液時(shí)可溶性蛋白提取率最高,最高值為62.13 mg/L。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選擇NaOH溶液作為浸提劑,根據(jù)表1條件實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如圖2(a)所示,可溶性蛋白濃度呈先升高后降低的趨勢(shì),并在浸提劑濃度為0.15 mol/L時(shí)達(dá)到最大值80.24 mg/L。在使用濃度為0.1 mol/L的NaOH溶液作為浸提劑的情況下,如圖2(b)所示,可溶性蛋白濃度快速上升后緩慢下降,可溶性蛋白在料液比為1∶30時(shí)提取率達(dá)到最高,可溶性蛋白濃度達(dá)到峰值78.93 mg/L。使樣品在不同溫度下水浴振蕩浸提,結(jié)果如圖2(c)所示,可溶性蛋白濃度快速上升后略有降低,在40℃時(shí)達(dá)到峰值79.60 mg/L。依據(jù)表1條件控制浸提時(shí)間,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2(d)所示??扇苄缘鞍诐舛瓤焖偕吆筅呌谄骄彛釙r(shí)間90 min時(shí)浸提效果最佳,濃度達(dá)到峰值76.55 mg/L。
2.3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果取各因素最佳效果數(shù)據(jù)位點(diǎn),通過極差大小分析影響可溶性蛋白浸提效率影響因素主次順序。最優(yōu)條件下0.5 g富硒甘薯粉選擇濃度為0.15 mol/L NaOH水溶液進(jìn)行浸提,控制料液比為1∶30,40℃恒溫水浴浸提90 min,3次平行試驗(yàn)后所測(cè)得可溶性蛋白含量濃度均值為79.62 mg/L,換算后得本批次富硒甘薯中可溶性蛋白含量為4.60 mg/g,可溶性蛋白得率為4.6%,可溶性蛋白中硒含量為1.27 μg/L,硒得率為34.4%(表2)。
3 結(jié)論
本研究綜合優(yōu)化了浸提富硒甘薯中可溶性蛋白的最佳工藝為:NaOH溶液作浸提劑,濃度0.15 mol/L,在料液比為1∶30的條件下,恒溫水浴40℃振蕩90 min。優(yōu)化后的富硒甘薯可溶性蛋白提取工藝有效提高了蛋白浸提效率,優(yōu)化后的工藝參數(shù)可用于工業(yè)生產(chǎn)以提高富硒甘薯的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值、開發(fā)新型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。
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責(zé)任編輯:黃艷飛