玉米浸泡液中蛋白质提纯的研究

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农产品加工·学刊
2011 年第 5 期
收利用方法都存在一定缺陷：①回收利用不完全； ②回收操作过于繁琐[8]；③成本较高。这些都不利于 迅速实现和推广浸泡水利用的工业化[9]。
通过酸溶碱沉的方法提取玉米浸泡液中蛋白 质， 确定了提纯蛋白质的最佳工艺参数；将超声波 技术用于强化油脂浸出提取过程，以提高提油率、 缩短提油时间、减少萃取溶剂的用量，简化了提取 操作步骤。其目的在于通过实验的研究，提出玉米浸泡 液废物利用，提高原料利用率，实现工业化生产的可行 性方案。
将玉米浸泡液中提取的粗蛋白加一定量水配成 料液比为 1∶15 的溶液，在水浴温度为 40 ℃时慢慢 加入碱液，pH 值达到 9.5以上后，保温时间分别控制在 40，50，60，70，80 min，然后过滤、分离、去渣， 再向滤液中加入酸液，使蛋白质沉淀，pH 值达到
2011 年第 5 期
林丹丹，等：玉米浸泡液中蛋白质提纯的研究
1.4.3 提取率的计算
提取率
=
提取蛋白质质量 浸泡液中蛋白质质量
×100%.
2 结果与讨论
2.1 玉米浸泡液中蛋白质含量 玉米浸泡液中蛋白质质量分数为 4.49%。
2.2 单因素试验 2.2.1 料液比对蛋白质提取的影响
将玉米浸泡液中提取的粗蛋白加一定量水分别配 成料液比 1∶5，1∶10，1∶15，1∶20，1∶25 的溶 液，在水浴温度为 40 ℃时，慢慢加入碱液，pH 值达 到 9.5 以上后，保温 60 min。然后进行过滤、分离、
40%氢氧化钠溶液、盐酸标准溶液，均为分析纯。 1.4 试验方法 1.4.1 玉米浸泡液蛋白质含量的测定
蛋白质含量的测定采用 GB/T 14489.2- 2008 的 方法。
1.4.2 工艺流程
粗蛋白→ （一定量蒸馏水） 保温了 35～45 ℃→调 pH 值 至 9.5→搅拌保温 1 h→离心→ （加入酸液） 上清液→离心→ 干燥→蛋白质。
玉米是我国传统的农作物，在我国的种植面积 已超过 2×107 hm2，产量逾 1×108 t，占粮食总产量 的 22.4%，在国民经济的发展中具有举足轻重的地 位[1]。玉米 80%以上成分为淀粉类物质，因此大量用 于生产淀粉，当前我国很多玉米淀粉厂都具有相当 的生产规模。在淀粉生产过程中，会产生大量的副产 物[2]。如湿磨法生产玉米淀粉时，首先要将玉米粒放 在水中浸泡，并加入一定的化学药品，如亚硫酸， 浸泡时间一般在 50～60 h。玉米粒浸泡后留下的废水 称为浸泡水或浸渍水，通常每处理 1 t 玉米就会产生 0.8 m3 的浸泡水。过去多数淀粉厂将其作为废液排放 或浓缩为玉米浆出售。玉米浸泡水中含有 4%的蛋白 质，其中有白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白[3]。
42%，蛋白质纯度 81%。
关键词：玉米浸泡液；蛋白质；提纯
中图分类号：TS210.1
文献标志码：A
doi：10.3969/jissn.1671- 9646（X）.2011.05.014
Purification of Proteins in the Corn Soaked Fluid
Lin Dandan，Cao longkui (College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University， Agri- food Processing Development Centre of Heilongjiang，Daqing，Heilongjiang 163319，China） Abstract: This experiment mainly adopts electrical etc from corn soaked fluid materials extracted proteins, acid soluble alkali sink to the methods of methods for purifying proteins. Based on the experimental condition ratio, stretching temperature, holding time, three factors are studied by orthogonal test the largest amount of protein extraction combined conditions. Experimental results show that ratio 1 ∶25， stretching temperature for 40 ℃ , insulation time 70 min are the optimal conditions. The verification experiment is in the most suitable conditions soaked fluid extraction in protein for 42%, protein purity 81%. Key words: corn soaked fluid；protein；purifying
摘要：采用等电法从玉米浸泡液原料中提取蛋白质，再经碱溶酸沉的方法对蛋白质进行提纯。通过对试验条件的料
液比、水浴温度和保温时间 3 个因素进行研究，利用正交试验获得蛋白质提取量最大的组合条件。最适提取条件为：
料液比 1∶25，水浴温度 40 ℃，保温时间 70 min。经验证试验得出，在最适合的条件下浸泡液中蛋白质的提取率为
去渣，再向滤液中加入酸液使蛋白质沉淀，pH 值达 到 4～4.5 时，以 3 000 r/min 的转速离心 25 min，烘 干后即成为蛋白粉。
料液比对蛋白质提纯的影响见图 1。
1 材料与方法
图 1 料液比对蛋白质提取的影响
1.1 原料 粗蛋白，绥化昊天玉米淀粉厂湿法生产玉米淀
粉的副产物 （玉米浸泡液），经等电点法分离出的沉
通过对玉米浸泡液中蛋白质提纯的研究，得到 提取条件的最适提取条件为：料液比 1∶25，水浴温 度 40 ℃，保温时间 70 min。浸泡液中蛋白质的提取 率为 42%，蛋白质纯度 81%。
参考文献：
[1] 蔡同一，赵文娟. 玉米深加工及其综合利用 [J] . 食品科 学，2000 （1）：6．
[2] 石桂春． 美国玉米加工业的历史与现状 [J] ． 玉米科学． 2000 （3）：38．
试验号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 R
表 3 L（9 33）正交试验结果与分析
A
1 1 1 2 2 2 3 3 3 0. 440 0. 832 0. 856 0. 416
B
1 2 3 1 2 3 1 2 3 0. 505 0. 824 0. 798 0. 319
C
1 2 3 2 3 1 3 1 2 0. 623 0. 754 0. 751 0. 131
玉米中的蛋白质见表 1。 玉米醇溶蛋白在碱性溶液中溶解[4]，因而可以纺 丝，用甲醛处理后做成很好的纤维。玉米醇溶蛋白 具有良好的成膜性[5]、黏结性和防水、防湿性能，并 且还具有耐酸、耐油等特性，可广泛应用于医药、
蛋白质种类 白蛋白 球蛋白
醇溶蛋白 谷蛋白
表 1 玉米中的蛋白质
在玉米粒中的含量 /% 1 1 4 4
淀物。
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4～4.5 时，以转速 3 000 r/min 离心 25 min，烘干后 即成为蛋白粉。
保温时间对蛋白质提纯的影响见图 3。
料液比为主要因素，其次为水浴温度，保温时间因 素影响最小。3 个因素主次关系是：A>B>C。由正交 试验得出的最优提取条件为料液比为 1∶25、水浴温 度为 40 ℃、保温时间为 70 min，计算得出最优提取 条件下浸泡液中蛋白质的提取率为 42%，所得蛋白 质为 81%。
由图 1 可知，在一定的料液比范围内，随着料液 比的增大，粗蛋白中的蛋白质的提取量增大；当料液 比大于 1∶20，蛋白质的提取量开始减小，这是由于随 着水量的增加，可以使蛋白质更好的溶解在碱液里； 比例高于 1∶20 时，不仅浪费水，还造成蛋白质提取 困难，提取量的下降。所以料液比为 1∶15～1∶20 时，更适合工业化的生产。 2.2.2 水浴温度对玉米浸泡液中蛋白质提纯的影响
提取蛋白质 m/g 0. 125 3 0. 631 2 0. 561 5 0. 663 2 0. 967 1 0. 864 7 0. 724 4 0. 874 7 0. 968 8
根据表 3 极差 R 的大小，进行因素的主次分析， 比较本试验中料液比、水浴温度、保温时间 3 因素 中影响的大小，可以看出料液比因素最为重要，即
温度对蛋白质提纯的影响见图 2。
图 2 温度对蛋白质提取的影响
从图 2 可以看出，水浴温度对玉米浸泡液中蛋 白质的提取量的影响很大。随着温度的升高蛋白质 的提取量增加，当温度达到 40 ℃时蛋白质的提取量 最大，超过 40 ℃时提取量反而有所下降。原因是温 度过高使部分蛋白质的变性，提取量有所下降，所 以 40 ℃为最佳温度。 2.2.3 保温时间对玉米浸泡液中蛋白质提纯的影响
第 5 期 （总第 244 期)
农产品加工·学刊
No.5
2011 年 5 月
Academic Periodical of Farm Products Processing
May
文章编号：1671- 9646 ( 2011 ) 05- 0049- 03
玉米浸泡液中蛋白质提纯的研究
林丹丹， 曹龙奎
（黑龙江八一农垦大学 食品学院，黑龙江省农产品加工工程技术研究中心，黑龙江 大庆 163319）
将玉米浸泡液中提取的粗蛋白加一定量水配成 料液比为 1∶15 的溶液，水浴温度分别控制在 30 ， 35 ，40 ，45 ，50 ℃时，慢慢加入碱液，pH 值达到 9.5 以上后保温 60 min。然后过滤、分离、去渣，再 向滤液中加入酸液使蛋白质沉淀，pH 值达到 4～4.5 时，以 3 000 r/min 的转速离心 25 min，烘干后即成 为蛋白粉。
[3] 沈蓓英． 玉米蛋白深层次开发 [J]． 粮食与油脂，1998 （3）：39-40．
有关玉米浸泡液中蛋白质的提纯方法及其药理 作用的研究备受人们的关注。为了提高我国玉米的 综合利用率，众多科研工作者已经对玉米淀粉厂黄 浆及浸泡水的利用进行了大量的研究。但已有的回
收稿日期：2011- 01- 20 作者简介：林丹丹 （1984－ ），女，黑龙江人，硕士，研究方向：农产品加工与贮藏。E- mail：364301827@。
在玉米蛋白中的比例 /% 8 9 39 40
食品及化工等行业。玉米谷蛋白中含大量酰胺基氨 基酸[2]，由于谷蛋白中含量最高的谷氨酰胺，可提高 机体对应激适应性和增强免疫力，促进生长激素分 泌和肌肉蛋白合成，维持健康或疾病态下胃肠代谢 功能，可作为天然食品营养剂广泛应用于食品工业 领域[6]。由此可以变废为宝，大大提高玉米淀粉厂的 经济效益和社会效益。因此提高玉米的综合利用水 平，提高玉米产业的经济效益，具有重要的意义[7]。
3 结论
图 3 保温时间对蛋白质提取的影响
从图 3 可以看出，随着保温时间的延长，蛋白 质的提取量逐渐增加，当达到 70 min 时提取量达到 最大，之后蛋白质的提取量开始有所下降。原因是 保温时间过长，导致部分蛋白质发生变性，由图分 析可知 70 min 为提取的最佳时间。 2.3 蛋白质提取率优化正交试验
以蛋白质提取率为指标，采用正交表 L（9 33）进行 正交试验。
正交试验因素与水平设计见表 2，正交试验结果 与分析见表 3。
表 2 正交试验因素与水平设计
水平
1 2 3
A 料液比 /g:mL 1∶15 1∶20 1∶25
B 水浴温度 θ/℃ 35 40 45
C 保温时间 t/min 60 70 80