葵花籽粕蛋白提取及分離純化工藝優(yōu)化探究

包少文

（銀川能源學院 寧夏銀川 750000）

目前，我國葵花籽蛋白利用率較低，蛋白提取和分離純化兩項工藝存在較大提升空間[1-2]。為了進一步優(yōu)化工藝，文章運用正交試驗法，對工藝優(yōu)化進行淺析。

1 試驗材料及設(shè)備

1.1 材料與試劑

（1）采用自制法制備的葵花籽粕；（2）EDTA、HCl、(NH4)2SO4、NaCl、NaHCO3、Na2HPO4、NaOH、NaH2PO4、分析純。

1.2 主要設(shè)備

（1）電熱恒溫箱，設(shè)備型號為DRH-100，產(chǎn)自廣東省環(huán)境保護儀器設(shè)備廠；（2）電子天平，設(shè)備型號為AL-104，產(chǎn)自梅特勒-托利多有限公司；（3）pH 測試計，設(shè)備型號為pHS-3C，產(chǎn)自海虹益儀器儀表有限公司；（4）水浴鍋，設(shè)備型號為HH-S，產(chǎn)自鞏義市予華儀器有限責任公司；（5）高級蛋白純化系統(tǒng)，設(shè)備型號為AKTApurifier PH/C10，產(chǎn)自通用公司。

2 葵花籽粕蛋白提取工藝優(yōu)化

2.1 提取操作要點

料液的調(diào)配控制比例為1:08、1:10、1:12、1:14、1:16、1:18，環(huán)境溫度保持在30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃，在水浴鍋中浸提蛋白，蛋白提取試驗時間控制為0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h，堿液pH 值為12，確保堿液能夠完全溶解蛋白質(zhì)。

2.2 試驗因素及水平

本次研究采取L9(34)正交試驗法，選取蛋白料液、蛋白提取時間、蛋白提取溫度、NaCl 濃度作為試驗指標，設(shè)計如表1所示的因素水平[3]

表1 試驗因素水平

2.3 試驗結(jié)果分析

文章通過開展單因素試驗，得到如圖1所示的試驗結(jié)果。

觀察圖1中的測試結(jié)果可知，NaCl 濃度為1.5 mol/L、蛋白料液比為1:12（g/mL）、溫度為60 ℃、提取時間為1.5 h 時，蛋白提取率最高。

2.4 工藝優(yōu)化

基于上述單因素試驗結(jié)果，按照表1中的因素水平設(shè)置方法開展正交試驗，得到4 種因素R 值計算結(jié)果，分析提取溫度對工藝影響最大，料液比對工藝影響最小，確定A2、B3、C2、D2作為蛋白提取工藝優(yōu)化方案，即料液比為1:14（g/mL）、NaCl 濃度為1.5 mol/L、溫度為50 ℃、提取時間為1.5 h。

3 葵花籽粕蛋白分離純化工藝優(yōu)化

3.1 樣品溶液與試驗方法

樣品溶液：20 g/L 蛋白溶液。

試驗方法：洗脫流速參數(shù)設(shè)置為0.5 mL/min、0.4 mL/min、0.3 mL/min；溶液上樣量參數(shù)設(shè)置為1 mL、3 mL、5 mL，采取自由組合方法，生成5 組試驗，利用水浴鍋，分別對蛋白采取分離純化處理[4]。

3.2 實驗結(jié)果分析

按照上述試驗方法，配置5 組試驗，分別對這5 組試驗蛋白分離純化結(jié)果進行分析，結(jié)果如圖2所示。

（1）洗脫流速0.3 mL/min，上樣量為3 mL：溶液測試結(jié)果不存在重疊峰，并且峰值較為明顯，依據(jù)此結(jié)果滿足要求，但是隨著時間的推移，受洗脫處理時間較長，測試液體下降，低于填料平面，不滿足分離純化要求。

（2）洗脫流速0.4 mL/min，上樣量為3 mL：溶液測試結(jié)果分辨率較高，數(shù)值變化中出現(xiàn)峰值，且峰形較為明顯，符合分離純化要求。

（3）洗脫流速0.5 mL/min，上樣量為3 mL：溶液測試結(jié)果分辨率偏低，洗脫流速較高，數(shù)值形成的峰形不規(guī)則。

（4）洗脫流速0.4 mL/min，上樣量為1 mL：溶液測試結(jié)果分辨率偏低，形成的峰形不明顯，處于平穩(wěn)狀態(tài)，不滿足分離純化要求。

（5）洗脫流速0.3 mL/min，上樣量為5 mL：溶液測試結(jié)果分辨率較高，形成的峰形不明顯，不滿足分離純化要求。

3.3 工藝優(yōu)化

依據(jù)分離純化試驗結(jié)果，洗脫流速0.4 mL/min，上樣量3 mL 為蛋白分離純化最佳條件。在實踐應用中，通過調(diào)節(jié)洗脫流速、上樣量兩項參數(shù)，為蛋白分離純化創(chuàng)造最佳處理環(huán)境，從而高效去除雜質(zhì)。采用此方法與以往的分離純化方法處理葵花籽粕蛋白，測試結(jié)果表明，文章提出的優(yōu)化方法蛋白純度比純化前提高了39.21%，可以作為蛋白生產(chǎn)加工工藝。

4 總結(jié)

文章圍繞葵花籽粕蛋白提取及分離純化工藝的優(yōu)化展開研究，包括兩項試驗內(nèi)容：（1）蛋白提取正交試驗，測試結(jié)果表明，料液比1:14（g/mL）、NaCl 濃度1.5 mol/L、溫度50 ℃、提取時間1.5 h 為最佳蛋白提取工藝；（2）蛋白分離純化試驗，測試結(jié)果表明，洗脫流速0.4 mL/min，上樣量3 mL 為蛋白分離純化最佳條件。