黄粉虫蛋白提取工艺的研究进展

安徽医药Ａｎｈｕｉ　Ｍｅｄｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　２０１０　Ｊｕｌ；１４（７）　・７５１・　黄粉虫蛋白提取工艺的研究进展　李奕冉，姜玉新，李朝品　（皖南医学院人体寄生虫学教研室，安徽芜湖２４１００２）　

摘要：黄粉虫蛋白是一种优质纯天然全价蛋白质，因提取工艺尚未完善而限制了其在医疗保健方面的开发与利用。本文主要对　黄粉虫蛋白在脱脂、沉淀、脱色、酶解、除臭及医疗保健方面的研究进展进行了综述，希望能为黄粉虫蛋白的进一步研究开发提　供参考。　关键词：黄粉虫蛋白；脱脂；沉淀；酶解；医疗保健　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｔｅｎｅｂｒｉｏ　ｍｏｌｉｔｏｒ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｕ　Ｙｉ．ｒａｎ．ＪＩＡＮＧ　Ｙｕ—ｘｉｎ．ＬＩ　Ｃｈａｏ—ｐｉｎ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＨｕｍａｎ　Ｐａｒａｓｉｔｏｌｏｇｙ　Ｗａｎｎａｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｗｕｈｕ，Ａｎｈｕｉ　２４１００２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｅｎｅｂｒｉｏ　ｍｏｌｉｔｏｒ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｉｓ　ａ　ｈｉｇｈ—ｑｕａｌｉｔｙ　ｎａｔｕｒａｌ　ｐｒｏｔｅｉｎ，ｂｕｔ　ｉｔｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｌｉｍｉｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｅａｌｔｈ　ｃａｒｅ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｎｏｔ　ｙｅｔ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｎｅｂｆｉｏ　ｍｏｌｉｔｏｒ　ｐｒｏｔｅｉｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ，ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ，ｄｅｏｄｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈｅａｌｔｈ　ｃａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｓ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｅｎｅｂｆｉｏ　ｍｏｌｉｔｏｒ　ｐｒｏｔｅｉｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｅｎｅｂｆｉｏ　ｍｏｌｉｔｏｒ　ｐｒｏｔｅｉｎ；ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ；ｈｅＭｔｈ　ｃａｒｅ　

黄粉虫（Ｔｅｎｅｂｆｉｏ　ｍｏｌｉｔｏｒ，Ｌｉｎｎａｅｕｓ）又称大黄粉虫、黄粉　甲，俗称“面包虫”。隶属于昆虫纲（Ｉｎｓｅｃｔａ）、鞘翅目（Ｃｏｌｅｏｐ—　ｔｅｒａ）、拟步甲科（Ｔｅｎｅｂｒｉｏｎｉｄａｅ）、粉甲属（Ｔｅｎｅｂｒｉｏｎｉｎｉ），其生　长过程分为卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段，属于完全变态昆虫，　广布于我国的黑龙江、辽宁、甘肃、四川、山东、湖北等省区，其　生长周期为一年一代或两代。　黄粉虫（干品）的蛋白质含量一般在２５．３％～７１．４％。　成虫的蛋白质含量最高，蛹的蛋白质含量最低，且不同发育时　期其蛋白质含量随季节不同也不同　Ｊ。研究发现，每１００　ｇ　干品含氨基酸高达８４７．９１　ｍｇ，其各种营养成份居各类饲料　之首。据饲养测定，ｌ　ｋｇ黄粉虫的营养价值相当于２５　ｋｇ麦　麸，２０　ｋｇ混合饲料和１００　ｋｇ青饲料的营养价值，被誉为“蛋　白质饲料宝库”ｌ４　Ｊ。黄粉虫蛋白中１８种氨基酸齐全，组成合　理，含有八种人体必需氨基酸。其必需氨基酸含量占氨基酸　总量的３９．１４％，高于世界卫生组织和联合国粮农组织　（ＷＨＯ／ＦＡＯ）推荐的蛋白质氨基酸记分模式（３６％以上）的标　准。且其中异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、缬氨酸的含量超过了　联合国粮农组织和世界卫生组织推荐的模式值。因此，它是　一种优质的蛋白资源　。　黄粉虫蛋白的开发利用在我国还处于初创时期，人们一　直致力于黄粉虫蛋白和氨基酸的提取，蛋白质及其产物在食　品行业和医疗保健行业的应用也越来越受到人们关注。目前　对黄粉虫蛋白提取分为如下几步：提取粗蛋白——提取氨基　基金资助：安徽省教育厅重点项目（Ｎｏ　ＫＪ２００７Ａ０３３）　作者简介：李奕冉，女，硕士研究生　通讯作者：李朝品，男，博士，教授，研究方向：分子病原生物学，Ｅ－ｍａｉｌ　ｃｐｌｉ００１＠１２６．ｃｏｍ　酸——脱色除臭。本文针对黄粉虫蛋白提取、氨基酸的酶解　及在医疗保健应用和展望进行综述。　１提取蛋白质　黄粉虫蛋白提取的一般工艺流程包括：脱脂——沉　淀——脱色。　１．１　脱脂　目前昆虫蛋白的脱脂方法主要有机械压榨脱脂　法、机械离心脱脂法和溶剂浸出法３种。已报道的最常用的　是溶剂浸出法。而在黄粉虫蛋白提取中报道最多的则为石油　醚浸出法。　溶剂浸出法进行脱脂的优点是残油率低（＜５％）。对于　溶剂浸出法来说选择合适的浸出溶剂是关键。浸出溶剂必须　具备两个基本条件：一是对黄粉虫中的脂肪有良好的溶解性　能，而蛋白不溶，且溶剂与蛋白质要易分离；二是溶剂要有适　中的沸点，能够通过蒸馏的方法使溶剂与脂肪分离。　林学岷。。　等选用石油醚为溶剂对黄粉虫原料粉进行脱　脂，并用蛋白水解酶比较了未脱脂和已脱脂蛋白粉的蛋白水　解效率。研究结果表明：脱脂后原料蛋白水解率提高了　２７。４３％。其根本原因是由于内部的蛋白质不再受脂肪的包　裹，减少了脂肪对它的束缚因而易被酶鳃，从而提高了蛋白质　水解率。　１．２沉淀在生化制备中，沉淀主要用于浓缩目的，或用于　除去留在液相或沉淀在固相中的非必要成分。在生化制备中　常用的有以下几种沉淀方法：（１）盐析法；（２）有机溶剂沉淀　法；（３）等电点沉淀法；（４）非离子多聚体沉淀法；（５）热变性　及酸碱变性沉淀法。而在黄粉虫蛋白提取中常用方法有加热　沉淀法、酸碱沉淀法、盐沉淀法。　胡荣学　等用不同的方法比较了黄粉虫蛋白沉淀的析　出率，结果表明盐沉淀法蛋白质析出率较高，达到７７％，且此　・７５２・　安徽医药Ａｎｈｕｉ　Ｍｅｄｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　２０１０　Ｊｕｌ；１４（７）　法得到的蛋白沉淀易于脱色；虽然酸碱沉淀法蛋白质析出率　最高，达到８６％，但杂质较多，且不易分离；而加热沉淀法效　果不佳，析出率仅为３５％。这是因为加热本身会增加蛋白质　的溶解度，很难保证黄粉虫蛋白完全沉淀。同时得出酸碱沉　淀法提取蛋白质得到最佳工艺条件为：碱液浓度为１．０％、时　间２　ｈ、温度５０℃、料液比１：１５。在此条件下，重复试验３次，　黄粉虫蛋白质的提取率为７７．８％。　冀宪领　等分别用酸碱沉淀法和盐沉淀法对黄粉虫蛋　白质沉淀条件进行了优化。酸碱沉淀法的适宜条件为：碱液　浓度为１％、抽提时间为１．５　ｈ、温度为８０￣Ｃ、固液比为１：１０；　盐沉淀法较为理想的条件为：离子浓度９０％、抽提时间为３　ｈ、温度为４０￣Ｃ、固液比为１：９。结果表明，盐沉淀法对蛋白质　产量和提取率优于酸碱沉淀法，且盐沉淀法所得的蛋白粉氨　基酸含量高，各种必需氨基酸含量也符合ＷＨＯ／ＦＡＯ标准。　值得注意的是，仲义　等认为在现有条件下，胰蛋白酶　提蛋白法得率最高，其次为碱提蛋白法和Ｔｒｉｓ・ＨＣ１提蛋白　法，盐提蛋白法得率最低。究竟是哪一种方法得率最佳有待　进一步考证。　１．３脱色在蛋白质提取过程中会出现颜色发黑，影响产品　的感观，需要进行脱色处理。脱色常用的方法有吸附法（如　用活性炭、硅藻土脱色），还有氧化或还原法（如用焦亚硫酸　钠脱色）。　王文亮　等用室温２５℃，活性炭的用量分别选取５％、　１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％，室温下搅拌６０　ｍｉｎ，　抽滤，光线下观测样品颜色，结果表明活性炭用量以２５％为　宜。若用量较少，则脱色效果差；反之，虽然效果好，但是成本　高，处理量增大。　胡荣学　分别使用活性炭吸附法，离子交换树脂法，丙　酮洗涤法对黄粉虫蛋白提取液进行脱色，用丙酮洗涤脱色的　方法得到的产品为浅黄或灰白色，基本能满足使用的要求。　且丙酮可回收后再用，因此用丙酮洗涤法脱色较好。　２氨基酸的获得　蛋白质在各种蛋白酶作用下可降解成氨基酸，不同蛋白　酶分解氨基酸的条件亦不同，且受到各种因素的影响。由于　酶的专一性，采用单酶水解时只能从几个固定的氨基酸残基　进行水解，水解率不高，而采用双酶水解或者酶一酸水解时，　蛋白质经酶解后，所生成的肽片断已大大减小，消弱了其侧链　集团对肽的屏蔽保护作用，减小了它们之间的空间阻挡效应，　再用另一种酶或者稀酸进行水解就能较为彻底。提取的氨基　酸易被人体吸收，可用于氨基酸分析和医疗保健行业。　２．１酶解蛋白质王文亮　等比较了胰蛋白酶、木瓜蛋白　酶和胰凝乳蛋白酶对黄粉虫蛋白的水解率，结果表明胰蛋白　酶的作用最佳，水解率最高。同时对５种影响水解效果的因　素进行正交试验，得出最佳水解条件为：酶用量为０．５％，固　液比为１：３，温度为６０￣Ｃ，ｐＨ值为７，时间为７　ｈ。而李维　胜¨　采用木瓜蛋白酶水解黄粉虫蛋白得出最佳工艺条件为：　酶用量２．５％、固液比是１：３、酶解温度５０￣Ｃ、酶解时间６　ｈ、酶　解ｐＨ值６．７５。　罗赞　等对酶法提取黄粉虫蛋白质进行研究，使用如下　５种提取方案：中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃一胰　蛋白酶双酶法、复合一风味蛋白酶双酶法。结果表明，复合蛋　白酶＋风味蛋白酶双酶解提取效果最好，提取率高达　６１．１２％，且产品质量很好，颜色呈红黄，无苦味。得出最佳水　解条件为：先添加复合蛋白酶１．４％、ｐＨ值７．５、液固比（Ｉｌｌｌ・　ｇ　）６：１、酶解温度５５℃、提取时间３０　ｒａｉｎ，后添加风味蛋白酶　５％、ｐＨ值７．０、液固比（ｍｌ・ｇ　）６：１、酶解温度５５℃、提取时　间８　ｈ。　张莉莎　等认为用胰蛋白酶和碱性蛋白酶双酶组合水　解黄粉虫蛋白的效果较单一酶好，且水解作用集中在前６ｏ　ｍｉｎ。得出双酶水解黄粉虫蛋白的最佳酶解条件为：酶解时间　１２０　ｍｉｎ，胰蛋白酶与碱性蛋白酶的酶活比１：１，料液比ｌ：３，加　酶量为２３．４１　ｍｇ・ｇ～，ｐＨ值８．７７，酶解温度５３．４１℃。　蛋白水解条件的优化主要包括两个方面：（１）黄粉虫粉　经浸泡后可提高蛋白质水解率　，这是由于在水的作用下，　维系黄粉虫蛋白质结构的一些较弱的盐键、氢键以及疏水作　用被破坏，蛋白质分子结构舒张开来，肽键部位暴露，易受酶　的作用。蛋白水解前浸泡不仅能提高氨基氮溶出率，还使水　解液中的离子强度增大，能起到一定的防腐作用。（２）加入　金属离子等催化剂：有些酶需要离子来促进活性，即激活作　用　。机制可能如下：（１）离子成为酶活性中心的一部分或　在酶和底物之问形成一个连接；（２）改变酶反应的平衡常数；　（３）改变酶表面的电荷；（４）去除反应中的抑制剂或将无效的　金属离子置换下来；（５）将活性较低的酶构象转化为较高活　性的构象。但有些酶则否，有的甚至起抑止作用。如金属离　子钠、钾、钙、镁、锌等对胰蛋白酶有抑制作用，且随着添加量　的增加抑制作用增强。其中钠、钾、钙离子影响相对较小，镁、　锌离子影响较大ｎ　。以上对黄粉虫蛋白水解率的优化只是　从理论上进行了论证，具体的提高程度以及效果有待于进一　步的研究。　‘２．２除臭虽然酶水解后的黄粉虫蛋白液具有特殊的香气，　但也存有一定异味，可采用加入适量蜂蜜掩盖，Ｂ・环状糊精包　埋或者加发酵剂进行发酵等方法去除异味。氨基酸水解液除　臭实验表明加入１＞３．０％的Ｂ．环状糊精时异味基本脱除。林　学岷　同时选用３．０％的Ｂ一环状糊精对酶解后的黄粉虫水解　液进行除臭适宜时间的探索，发现２　ｈ为Ｂ一环状糊精脱臭最　佳时间。在氨基酸水解液中加发酵剂除臭，最佳条件为：保加　利亚乳杆菌和嗜热链球菌按１：１混合，温度为４１℃，发酵时间　４—５　ｈ，接种量４％。发酵后得到的黄粉虫蛋白营养液不仅彻　底脱除了异昧，而且有一种发酵的香味。　３在医疗保健方面的应用　昆虫作为传统中药材资源在我国已有２０００多年的历史，