高粱黑粉菌蛋白提取工藝研究

魯明 史琳 付欣

摘要：高粱黑粉菌蛋白是一類重要的活性物質(zhì)。以高粱黑粉菌為原料，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)，優(yōu)化堿提—酸沉法提取高粱黑粉菌蛋白的工藝條件。結(jié)果表明：在料液比1∶8、提取溫度20 ℃及NaOH溶液pH值8的條件下，高粱黑粉菌蛋白提取率達(dá)到0.3%。

關(guān)鍵詞：高粱黑粉菌;蛋白;提取;工藝;優(yōu)化

中圖分類號：TS202.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2021）05-0040-02

高粱黑粉菌蛋白是一類重要的活性物質(zhì)，具有一定的降脂作用，開發(fā)前景廣闊。本課題以高粱黑粉菌為原料，采用堿提—酸沉法提取高粱黑粉菌蛋白，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)確定最佳提取工藝，以期為高粱黑粉菌功能性物質(zhì)開發(fā)研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高粱黑粉菌菌粉：采集于遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家高粱改良中心基地;透析袋。

Tris（分析純），NaOH，HCl，碳酸氫鈉，EDTA。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1600型紫外可見分光光度計(jì)：北京瑞利分析儀器公司;RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮儀器有限公司;SHZ-IIIB型循環(huán)水真空泵：河南鞏義科學(xué)儀器有限公司;pHS-25型酸度計(jì)：上海理達(dá)儀器廠;TGL-15B高速冷凍離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 高粱黑粉菌蛋白的提取 采用堿提—酸沉法提取高粱黑粉菌蛋白。將高粱黑粉菌磨成粉末狀，先后用100目和60目篩過濾，取40 g，與蒸餾水以料液比

1∶10（m/V）比例混合，以1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH值，于室溫下磁力攪拌30 min。將混合液以8 000 r/min離心10 min，收集上清液，重復(fù)2次。合并上清液，以1 mol/L的HCL溶液調(diào)節(jié)pH值為4.6，靜置過夜。以8 000 r/min離心10 min，收集沉淀，用5倍水洗3遍，調(diào)節(jié)pH值至中性后，于4 ℃下用6-8KD透析袋透析72 h。于真空冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥后，得到高粱黑粉菌蛋白干燥粉末0.12 g，置于4 ℃冰箱保存。

1.3.2 單因素試驗(yàn) 分別考察料液比（1∶8，1∶9，1∶10）、提取溫度（15，20，25 ℃）和NaOH溶液pH值（7，8，9）對高粱黑粉菌蛋白提取率的影響。

1.3.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn) 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取料液比、提取溫度、NaOH溶液pH值3個(gè)因素設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)（見表1）。

1.3.4 高粱黑粉菌蛋白含量的測定 采用考馬斯亮藍(lán)法測定蛋白含量。測定波長為600 nm，蒸餾水調(diào)零，重復(fù)3次，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算高粱黑粉菌中蛋白含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SAS和Excel 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 料液比對蛋白提取率的影響

不同料液比下高粱黑粉菌蛋白提取率如圖1所示。

由圖1可以看出：隨著料液比的增加，蛋白含量逐漸升高。確定最適料液比為1∶10。

2.2 提取溫度對蛋白提取率的影響

不同提取溫度下高粱黑粉菌蛋白提取率如圖2所示。

由圖2可以看出：隨著提取溫度的升高，蛋白含量先升高再降低。確定最適提取溫度為20 ℃。

2.3 NaOH溶液pH值對蛋白提取率的影響

不同NaOH溶液pH值下高粱黑粉菌蛋白提取率如圖3所示。

由圖3可以看出：隨著NaOH溶液pH值的升高，蛋白含量先升高后降低。確定最適NaOH溶液pH值為8。

2.4 提取工藝優(yōu)化

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2可知：最佳提取條件為料液比1∶8，提取溫度20 ℃，NaOH溶液pH值8;此條件下高粱黑粉菌蛋白提取率可達(dá)0.30%。

3 結(jié)論

以高粱黑粉菌為原料，采用堿提酸沉法提取粗蛋白后，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)得到的最佳提取條件為：料液比1∶8，NaOH溶液pH值8，20 ℃下磁力攪拌30 min。此條件下高粱黑粉菌蛋白提取率可達(dá)0.3%。

參考文獻(xiàn)

[1] 魯明，石太淵，付欣，等.高粱黑粉菌的研究進(jìn)展與開發(fā)前景[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，2020（6）：27-28.

[2] 石太淵，姜福林，王小鶴，等.高粱絲黑穗病菌營養(yǎng)成分分析及評價(jià)[J].食品科技，2007，35（12）：232-235.

[3] 石太淵，于淼，魯明，等.高粱黑粉菌黑色素生成機(jī)理及其功能研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013，23（8）：56-58.

Study on Extraction Technology of Sorghum Ustilago Maydis Protein

LU Ming1， SHI Lin2， FU Xin1

（1. Institute of Food and Processing， Liaoning Academy of Agricultural Sciences， Shenyang 110161， China; 2. College of Food Science， Shenyang Agricultural University， Shenyang 110866， China）

Abstract： Ustilago maydis protein is a kind of important active substance. In this paper， single factor test and response surface test were used to optimize the extraction process of sorghum black fungus protein by alkali extraction and acid precipitation. The results showed that under the conditions of solid-liquid ratio of 1∶8， extraction temperature of 20 ℃ and pH value of NaOH solution 8， the extraction rate of bacterial protein from sorghum black powder reached 0.3%.

Key words： Ustilago maydis; protein; extraction; technology; optimize