提取山藥中的黏蛋白

■湖南省汨羅市第二中學(xué) 余天強(qiáng) 陳 就

山藥是纏繞草質(zhì)藤本植物，學(xué)名“薯蕷”，切開山藥能拉出黏黏的細(xì)絲，這正是它特有的黏蛋白和甘露聚糖。山藥切開后暴露在空氣中的部分會(huì)逐漸變黑，原因是多酚類物質(zhì)、多酚氧化酶與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生鄰酚，再變成黑色素和褐色素。

山藥中的皂甙可以調(diào)節(jié)血壓、降血糖、降血脂、抑制腫瘤，黏液所特有的黏稠質(zhì)地可以對(duì)胃壁形成保護(hù)層，減輕胃黏膜的壓力。黏蛋白對(duì)人體有保健作用，能防止脂肪沉積在心血管上，保持血管的彈性，阻止動(dòng)脈粥樣硬化過早發(fā)生。

黏蛋白究竟是什么？

黏蛋白是一類主要由黏多糖組成的糖蛋白，屬于高分子塊狀集合體。黏蛋白形成凝膠的能力強(qiáng)，因此，它是大多數(shù)凝膠狀分泌物的關(guān)鍵組成部分，具有為組織提供潤(rùn)滑、細(xì)胞信號(hào)通路及化學(xué)屏障的功能。黏蛋白的致密“糖衣”為組織提供良好的保水能力，也使它們耐蛋白水解作用。

如何證明這種黏蛋白就是糖蛋白呢？

研究蛋白質(zhì)，首先要得到高度純化并具有生物活性的目標(biāo)物質(zhì)。大部分蛋白質(zhì)都可溶于水、稀鹽、稀酸或堿溶液，少數(shù)與脂類結(jié)合的蛋白質(zhì)則可溶于乙醇、丙酮、丁醇等有機(jī)溶劑，因此，可采用不同溶劑提取分離和純化蛋白質(zhì)。我們嘗試采用水溶液提取法，具體步驟如下。

一、準(zhǔn)備稀鹽和水溶液

蛋白質(zhì)在稀鹽和水溶液中的穩(wěn)定性好、溶解度大，所以稀鹽和水溶液是提取蛋白質(zhì)最常用的溶劑，通常用量是原材料體積的1～5 倍，提取時(shí)需均勻地?cái)嚢?，以利于蛋白質(zhì)的溶解。提取的溫度視有效成分性質(zhì)而定。

一方面，多數(shù)蛋白質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而增大，因此，溫度高利于蛋白質(zhì)溶解，縮短提取時(shí)間。但另一方面，溫度升高會(huì)使蛋白質(zhì)變性失活，因此，提取蛋白質(zhì)時(shí)可加入蛋白水解酶抑制劑（如二異丙基氟磷酸、碘乙酸等）。

二、選擇提取液

蛋白質(zhì)具有等電點(diǎn)的兩性電解質(zhì)，提取液的pH 值應(yīng)選擇在偏離等電點(diǎn)兩側(cè)的pH范圍內(nèi)。用稀堿提取時(shí)，應(yīng)防止過堿引起蛋白質(zhì)可解離基團(tuán)發(fā)生變化，從而避免蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不可逆變化。一般來說，提取堿性蛋白質(zhì)用偏酸性的提取液，提取酸性蛋白質(zhì)用偏堿性的提取液。

三、加鹽

稀鹽溶液因鹽離子與蛋白質(zhì)部分結(jié)合，具有保護(hù)蛋白質(zhì)不易變性的優(yōu)點(diǎn)，因此，可在提取液中加入少量中性鹽，一般以0.15mol/L濃度為宜。

四、鹽析

中性鹽對(duì)蛋白質(zhì)的溶解度有顯著影響，一般在低鹽濃度下，隨著鹽濃度升高，蛋白質(zhì)的溶解度增加，這種現(xiàn)象叫作鹽溶；當(dāng)鹽濃度繼續(xù)升高時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度不同程度下降并先后析出，這種現(xiàn)象叫作鹽析。

將大量鹽加入蛋白質(zhì)溶液，高濃度的鹽離子有很強(qiáng)的水化力，可奪取蛋白質(zhì)分子的水化層，使之“失水”，于是蛋白質(zhì)膠粒凝結(jié)并沉淀析出。鹽析時(shí)若溶液pH 值在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)則效果更好。由于各種蛋白質(zhì)分子顆粒大小、親水程度不同，故鹽析所需的鹽濃度也不一樣，因此，調(diào)節(jié)混合蛋白質(zhì)溶液中的中性鹽濃度可使各種蛋白質(zhì)分段沉淀。鹽析步驟如下。

1.稀釋

透析法是利用半透膜將分子大小不同的蛋白質(zhì)分開。蛋白質(zhì)濃度高時(shí)，欲分離的蛋白質(zhì)常常夾雜著其他蛋白質(zhì)一起沉淀（共沉現(xiàn)象）。因此，在鹽析前要加等量生理鹽水稀釋，使蛋白質(zhì)含量在2.5～3.0%。

蛋白質(zhì)鹽析常用的中性鹽主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。其中應(yīng)用最多的是硫酸銨，它的優(yōu)點(diǎn)是溫度系數(shù)小而溶解度大，在這一溶解度范圍內(nèi)，許多蛋白質(zhì)和酶都可以鹽析出來。另外，硫酸銨分段鹽析效果也比其他鹽好，不易引起蛋白質(zhì)變性。硫酸銨溶液的pH值常在4.5～5.5之間，當(dāng)pH 值不在此區(qū)間時(shí)，需用硫酸或氨水調(diào)節(jié)。

2.透析除鹽

用鹽析沉淀分離蛋白質(zhì)后，需將其中的鹽除去，常用的辦法是透析，即把蛋白質(zhì)溶液裝入析鹽袋內(nèi)（常用的是玻璃紙），用緩沖液進(jìn)行透析，并不斷地更換緩沖液。

經(jīng)過上述步驟之后，我們就能得到山藥中的黏蛋白了。