烟草蛋白质的提取、功能、应用及研究进展

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1、烟草蛋白质的提取、功能、应用及研究进展烟草蛋白质的提取、功能、应用及研究进展烟草蛋白质的提取、功能、应用及研究进展烟草蛋白质的提取、功能、应用及研究进展　　关键词：烟草；蛋白质；功能；应用；研究进展摘要：综述了烟草蛋白质的营养价值、提取方法、功能特性，以及以烟叶蛋白为原料生产普通的蛋白食品、功能性食品、香精香料、转基因蛋白、医药学研究辅助材料和植物保护剂等，并展望了烟草蛋白的开发利用前景。1营养价值在烟叶众多成分中，以蛋白质含量最为丰富，如白肋烟中蛋白质含量高达20.48%。烟叶中的蛋白质分为可溶性蛋白和不溶性蛋白。可溶性蛋白中一半左右是叶绿体蛋白质，另一半为其

2、他可溶性蛋白质的复合物。从每千克烟草的鲜烟叶中能提取可溶性蛋白的量如表2所示。以前，人们大都把注意力集中在提高作物结实器官的蛋白质含量上，较少关注植物叶蛋白的开发利用。随着对烟草蛋白研究的不断深入，人们逐渐认识到植物叶蛋白是世界上最丰富的蛋白资源，是解决当前世界人口日益膨胀问题的一个新的食物蛋白来源。一些研究结果表明，植物叶蛋白尤以烟草叶片中可溶性蛋白含量高，FI蛋白中的各种必需氨基酸含量不仅均高于世界粮农组织制定的蛋白制品中必需氨基酸含量标准，其中酪氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和亮氨酸都超过该标准1倍左右，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

3、酸含量都高，表明烟叶中FI蛋白具有较高的营养价值。烟叶蛋白质比鸡蛋、乳酪和牛奶更适合人体吸收利用，具有较高的营养价值和药用价值。表1烟叶FI蛋白氨基酸和一些粮食作物蛋白的必需氨基酸组成 表2新鲜烟叶中可溶性蛋白质提取量 　　2提取早期研究工作者提取的FI蛋白往往带有颜色和味道，且生产工艺复杂，投资大，产量低，人们难以接受。后来，许多科研工作者对烟叶中的FI蛋白进行了提纯，得到了高纯度的FI蛋白，其中Kung和Tso、Lowe对烟叶FI蛋白提纯方法的逐步简化做出了很大的贡献。然而，这些提取方法都有超速或高速冷冻离心分离步骤，且大多过程均需控制在0～4℃左右；亦有采

4、用等电聚焦、凝胶电泳、超滤等方法提取FI蛋白的。这些方法虽然能获得纯净的FI蛋白，但成本较高，单位时间提取的产量较低，难以实现大规模工业化生产。新加坡国立大学理学院生物学系助理教授史瓦儒将生产人类某种蛋白质的基因注入烟叶细胞内，利用烟叶细胞来生产人类所需的蛋白质。这一方法的优点是：人类蛋白质在植物细胞里能很好地繁殖，蛋白质的功能不会受到破坏；利用植物细胞，能够使蛋白质避免感染疯牛病等疾病。此外，利用植物细胞生产蛋白质，只需提供水、氧气和一些养分就足够了，成本较低。但是，目前这种方法的蛋白质产率只有5%，因此只适合生产价值极高的蛋白质。FII蛋白的提取技术要比FI

5、蛋白简单很多，国内外也进行了深入研究，并已进入了应用阶段，如烟叶硒蛋白作为食品添加剂和保健食品在我国食品领域中有着广泛应用。我国开发利用FI蛋白的研究起步较晚，仅对FI蛋白的提取方法进行了一些初步探讨，也是因提取过程较烦琐和需要低温高速离心分离步骤等，难以适应大规模工业化生产的需要。因此，解决规模化提取烟叶FI蛋白的技术难题具有重要意义。华南理工大学的赵谋明教授等人设计了如下工艺流程：烟叶→捣碎→加水→磨浆→碱溶→过滤→滤渣再碱溶两次→滤液离心除杂→上清液酸沉→离心沉淀蛋白。用这种方法烟叶蛋白提取率可达到80.10%。3功能特性3.1硒蛋白烟叶蛋白除了具有蛋白质

6、的基本功能特性外，还具有许多特殊的功能特性。烟叶蛋白中富含硒，以硒蛋氨酸和硒半胱氨酸或其他形式存在。硒具有广泛的医疗保健作用，补充硒能预防癌症、肝炎、心血管疾病等，硒对癌症病人的化疗有防止白细胞减少的作用。然而，硒又是营养剂量与毒性剂量范围很窄的微量元素，因此，发展具有低毒高效属性的硒产品，用于预防与治疗相关疾病意义重大。利用烟叶对无机硒的代谢，可得到蛋白质态硒；无机硒在转化为蛋白质态硒的过程中，毒性大大降低，主要表现为急性毒性的大幅下降。已有充分证据表明，与亚硒酸钠相比，烟叶硒蛋白具有低毒高效特性，因而烟叶硒蛋白作为新的硒源具有潜在优势。3.2生物活性肽近年来

7、的研究表明：生物活性肽是一类多功能因子，生物的生长发育、细胞分化、大脑活动、肿瘤病变、免疫防御、生殖控制、抗衰老、生物钟规律及分子进化等均涉及到生物活性肽。如抗菌活性肽，是一类生物活性小肽，一般具有抗细菌或真菌的作用，有些还具有抗原虫、病毒或肿瘤细胞的功能。抗菌肽具有广谱的抗菌作用，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌均具有抑制作用；还可以杀死动物体内的肿瘤细胞，却不破坏动物体内的正常细胞。烟叶蛋白经酶水解后，得到各种各样的生物活性肽。这些肽可以是小到只有2个氨基酸的二肽，也可以是复杂的长链或环状多肽，并且多半是经过糖苷化、磷酸化衍生的产物。其中十三肽，具有抗菌活

8、性和蛋白酶抑制活性，且具