烟粉蛋白质提取工艺研究

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1、烟粉蛋白质粗提取工艺研究李菲斐，郭军伟，谢复炜关键词：烟粉；蛋白质；提取摘要：以烤烟烟粉为原料，研究了烟粉中蛋白质最佳提取工艺。结果表明采用缓冲液pH7.85，在℃下提取30分钟，加入2%还原剂NaHSO3，粗提液按1:1加入丙酮，在-20℃下提取3小时，蛋白提取率最高可达56.51%。由于世界人口不断增加，许多地区的人民均有营养不良现象。随着对蛋白质研究的不断深入，人们逐渐认识到叶蛋白质是世界天然产物中最重要而丰富的蛋白质资源。据报道，植物叶蛋白尤其是烟草叶片中可溶性蛋白含量较高，具有较高的营养价值和药用价值，并且其中包含了全部必需

2、的氨基酸，其中FI蛋白所含的氨基酸比一些主要粮食作物如水稻、小麦、玉米、大豆蛋白质中的必需氨基酸含量都搞。因此，烟叶蛋白质是一种有生命力的食物代用品。此外，，烟草中的蛋白质是烟气中的多种有害物质的前体物质，如NH3、喹啉、HCN、多环芳烃（PAHs）、N杂环芳烃等。以上多种成分均被列入EPA有害成分名单中[2]。因此，对烟草中蛋白质进行提取，然后进行进一步的研究。本文以烟粉为原料，采用碱溶丙酮沉淀法，研究其提取工艺。1材料与方法1.1材料和仪器烟粉，1.2处理与分析称取一定量的烟粉，加入NaHSO3，在磁力搅拌器上，用Na2HPO4–

3、KH2PO4缓冲溶液进行提取。用纱布过滤后，再经过循环水式真空泵进行抽滤祛除烟粉。向提取液中加入-20℃丙酮，放置一定时间后，离心，用丙酮洗沉淀2次后，进行真空干燥。其工艺流程如下图6真空干燥烟粉滤液粉渣纱布过滤，真空抽滤NaHSO3，磷酸盐缓冲液进行提取丙酮沉淀离心，丙酮洗涤沉淀2次2结果与讨论2.1蛋白质碱溶工艺研究在提取烟粉中的蛋白质时，缓冲液的pH、提取温度、提取时间以及还原剂的加入量都会影响烟粉中蛋白质的提取。因此，对各个因素进行试验，测定最终蛋白提取率，确定最佳工艺参数。试验结果如图1、图2、图3、图4所6图1缓冲液pH对

4、烟粉蛋白提取率的影响图2提取时间对烟粉蛋白提取率的影响6图3还原剂用量对烟粉蛋白提取率的影响图4固液比对烟粉蛋白提取率的影响6一些研究表明，烟草蛋白是多种蛋白的混合蛋白，他们的等电点pI都小于7，因此，在碱性缓冲液中溶解度大。从图1中可以看出，缓冲液的pH对烟草蛋白的提取率产生很大的影响。当pH从6.50上升到7.85时，烟叶蛋白提取率不断上升，而当超过7.85继续上升时，烟叶蛋白提取率却开始下降。因此，在7.85时，蛋白提取率达到最大。图2表明，当提取时间为30min时，蛋白提取率达到最大。这是因为，时间过短，蛋白质未充分溶解在缓冲

5、液中。而细胞组织中的酚类物质被叶绿体中的多酚氧化酶(PPO)催化形成醌，醌高度活泼，容易与氨基酸以及蛋白质聚合形成色素物质，导致溶液褐变，而当提取时间过长时，产生褐变的程度比较大，影响蛋白提取率。在提取时，像缓冲液中加入一定的还原剂，绿原酸与蛋白的结合程度明显降低。从图4看出，当固液比为1:35时，蛋白提取率到达最大56.51%，再增大缓冲液的用量，提取率变化不大。综上所述，烟粉蛋白碱溶工艺最佳条件为：提取液固液比1:35，pH7.85，提取时间30min，还原剂用量2%。2.2丙酮沉淀工艺研究向粗提取液中加入一定量的丙酮，溶液中的蛋

6、白质则会沉淀出来，从而从溶液中分离出来。丙酮的用量、沉淀时间、都会影响烟粉蛋白提取率。对各个因素进行试验，结果如图5、表1所示。6从图5可以看出，当丙酮在-20℃沉淀蛋白3小时后，蛋白提取率达到最大，再延长沉淀时间，提取率不会产生明显的影响。丙酮用量（丙酮体积：缓冲液体积）1:0.51:1提取率%7.92%15.86%表1从上表看出，当丙酮用量为1:1时，其提取率会比1:0.5高一倍左右。而当再增大丙酮用量时，蛋白沉淀会呈褐色粘状。可能是丙酮用量过多，沉淀速度过快，从而使蛋白质与一些色素、糖类等一同沉淀。3结论(1)研究表明，烟叶中含

7、有大量可溶性蛋白质。用丙酮提取后，在通过后续的处理可用于进一步实验，或通过适当的加工用于食品领域。（2）对烟粉蛋白质提取工艺研究表明，最佳提取工艺为：采用缓冲液pH7.85，在℃下提取30分钟，加入2%NaHSO3，粗屉液按1:1加入丙酮，在-20℃下提取3小时。最终蛋白提取率可达56.51%。6