牛蒡蛋白的提取与功能特性研究毕业论文

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1、图书分类号：密 级： 毕业设计(论文)牛蒡蛋白的提取与功能特性研究STUDY ON THE EXTRACTION AND FUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF PROTEIN FROM THE BURDOCK学生姓名 学院名称食品（生物）工程学院专业名称食品科学与工程指导教师2010年6月10日摘要本实验以干燥脱水牛蒡为原料，用考马斯亮蓝比色法测定蛋白质的含量，在牛蒡蛋白的等电点测定的基础上，采用碱提酸沉法提取牛蒡蛋白，分别研究pH、温度、料液比、时间对牛蒡蛋白质得率的影响，确定了牛蒡蛋白质提取的最佳工艺参数。结果表明：牛蒡蛋白的等电点pI=4.5，牛蒡蛋白提取的最佳工艺

2、参数为pH=9、T=40、料液比=125、时间=50min，其得率为5.82%。进一步研究分析了牛蒡蛋白质的功能特性，并与大豆蛋白进行了比较，结果表明：牛蒡蛋白的溶解性高于大豆蛋白，牛蒡蛋白的保水性、乳化活性和乳化稳定性、吸油性、起泡性和起泡稳定性均稍低于大豆蛋白，粘度两者差不多，凝胶性当两者浓度为8%以上时能形成凝胶。关键词 牛蒡；等电点；蛋白质提取；功能特性AbstractThis article select the experimental dehydration drying fresh burdock，with Coomassie brilliant blue colorimetr

3、ic determination of protein content and burdock protein isoelectric point, using alkaline extraction acid burdock extract protein, to study the pH, temperature, liquid ratio, time burdock rate of protein extract to determine protein burdock Extraction of the best process parameters. Analysis showed

4、that：burdock protein isoelectric point pI = 4.5, burdock extract protein for the best process parameters pH = 9, T = 40 , liquid ratio = 1:25, time = 50min, the extraction rate of 5.82% . Burdock further analysis of the functional properties of protein and soy protein compared. The results show that

5、 the burdock features in protein solubility of soy protein than the high water-holding capacity of soy protein is superior to protein burdock, emulsifying activity and emulsion stability of soybean protein is slightly higher than burdock protein, soy protein is slightly higher than the absorption of

6、 protein burdock, foaming and foaming stability of soybean protein is slightly higher than the protein burdock, almost two viscosity, gel concentration and when the two are more than 8% gel can form.Keywords: Burdock Isoelectric point Protein extraction Features II目 录1 绪论11.1牛蒡蛋白研究的意义11.1.1牛蒡简介11.1.

7、2牛蒡的营养价值31.1.3牛蒡的化学成分及药用价值31.1.4牛蒡用于食品加工的现状31.1.5牛蒡蛋白31.2牛蒡蛋白的功能特性31.3本课题的研究目的和意义42 材料与方法52.1实验材料与设备52.1.1 主要材料及试剂52.1.2 主要仪器52.2实验方法62.2.1牛蒡的护色处理62.2.2牛蒡蛋白质标准曲线的制作62.2.3牛蒡蛋白质等电点的确定62.2.4牛蒡蛋白质提取工艺流程62.2.5 pH、温度、料液比、时间对牛蒡蛋白质得率的影响72.2.6牛蒡蛋白功能特性的测定73 结果与讨论93.1牛蒡的护色处理93.2牛蒡蛋白质标准曲线的制作93.3牛蒡蛋白质等电点的确定93.4单

8、因素试验.103.4.1 pH对牛蒡蛋白质得率的影响103.4.2提取温度对牛蒡蛋白质得率的影响103.4.3料液比对牛蒡蛋白质得率的影响113.4.4提取时间对牛蒡蛋白质得率的影响123.5 正交试验133.6 验证实验143.7牛蒡蛋白功能特性分析15结论18致谢19参考文献20201 绪论1.1 牛蒡蛋白研究的意义1.1.1 牛蒡简介牛蒡1（Arctium lappa L.），属于菊科牛蒡属，两年生草本植物，以肉质根为产品。肉质根细长呈圆柱形，长度一般为60-100 cm，皮呈黄褐、黑褐等色，肉质灰白色，稍粗硬，药食兼用。本草纲目记载其具有祛风热、消肿毒，治头晕、咽痛、齿痛、咳嗽、消渴（

9、即糖尿病）、痈疥等。现代研究表明，经常食用牛蒡可促进血液循环，防止人体过早衰老，润泽肌肤，防止中风和高血压，清肠排毒及降低胆固醇和血糖，对类风湿、抗真菌也有一定的疗效，对癌症和尿毒症也有很好的预防和抑制作用，被誉为大自然的最佳清血剂。牛蒡所含的主要成分木脂素类化合物还具有抗流感、抗HIV病毒、抗肿瘤、抗急慢性肾炎、降血压等多种生理活性。牛蒡适应性强，易种植，在山东、江苏、台湾等省均有大面积种植。1.1.2牛蒡的营养价值牛蒡是一种营养价值很高的食疗保健佳蔬，有“蔬菜之王”的美称。牛蒡的食用部位是其肉质根。据分析，牛蒡鲜根每100g含水分90.10g、蛋白质4.10g、脂肪0.10g、碳水化合物3

10、.50g、粗纤维1.50g、灰分0.70g、硫胺素0. 03mg、核克素0.50mg、钙2mg、铁2mg、磷116mg。干燥脱水去皮牛蒡根（干基）中含12%-14%的蛋白质。嫩叶每100g食部含水分87g、蛋白质4.7g、脂肪0.8g、碳水化合物3g、粗纤维2.4g、灰分2.4g、热量158.99KJ、胡萝卜素390mg、硫胺素0.02mg、核黄素0.29mg、尼克酸1.1mg、抗坏血酸2.5mg、钙242mg、铁7.6mg、磷61mg。牛蒡2肉质根富含蛋白质、氨基酸、多种维生素、矿物质元素以及菊科植物中特有的菊糖。其蛋白质和钙的含量是根菜类蔬菜中最高的一种，胡萝卜素含量在蔬菜中居第二位，其综

11、合营养价值远远高于我们日常所吃的各种蔬菜。牛蒡还含有丰富的食物纤维特别是水溶性食物纤维。也就是说，将牛蒡泡成茶来喝，也能得到丰富的食物纤维，发挥其功效。这对于因膳食结构变化，食物纤维摄入减少的城市人群特别适宜。由于牛蒡风味独特，且具有良好的医疗保健作用，目前越来越受到人们的青睐。2002年国家卫生部把牛蒡列入可用于保健食品的物品名单。鲜牛蒡根营养成分的含量如表1-1所示。 表1-1 鲜牛蒡根营养成分的含量（每100g）Table 1-1 Fresh burdock root nutrient content（Per 100 grams）蛋白质 粗纤维 钙 磷 铁 胡萝卜素 Vc VB1 VB2

12、 （g） （g） （mg） （mg） （mg） （mg） （mg） （mg） （mg） 4.1 2.4 242 61.0 7.6 390.0 2.5 0.02 2.291.1.3 牛蒡的化学成分及药用价值牛蒡的果实为“牛蒡子” ，研究者先后从牛蒡子中提取得到牛蒡子甙、木脂素类、倍半萜木聚糖类衍生物、新牛蒡素乙。分析还发现，牛蒡细胞壁中含有鼠李糖、半乳糖等多糖成分，牛蒡子中含脂肪油、脂肪酸及少量的生物碱、维生素A、维生素B等。新鲜牛蒡根含蛋白质、菊淀粉和牛蒡糖,牛蒡根还含有多酚类、醛类及多炔类物质等。据上海农科院生物技术测试中心和复旦大学医学院营养与食品卫生学教研室分析检测证实，牛蒡具有丰富的膳

13、食纤维，对预防和治疗便秘、直肠癌有神奇功效，经常食用能降低血脂，防治口腔溃疡、高血压和糖尿病，并且具有抗衰老和提高人体免疫的作用。牛蒡具有如下药用价值3：一是抗菌作用。牛蒡全植物含有抗菌成分，其中叶含抗菌成分最多，主要抗金黄色葡萄球菌。二是降血糖作用。牛蒡子水提取物能显著而持久地降低大鼠的血糖,能增高碳水化合物耐受量。三是抗衰老和清除氧自由基作用。现代医学研究表明：人类生命在正常活动代谢过程中，会产生一种有害于身体健康，促使细胞衰老的物质氧自由基。它们能够促使产生脂褐斑色素老年斑的生成和堆积。老年斑在体表的出现，表示机体中细胞已进入衰老阶段。牛旁根中含有过氧化物酶，它能增强细胞免疫4机制的活力

14、，清除体内氧自由基，阻止脂褐质色素在体内的生成和堆积，抗衰防老，为机体提供了对抗和清除氧自由基的内护环境。四是抗癌作用。牛蒡苦素能抑制癌细胞中磷酸果糖基酶的活性，牛蒡甙元也有抗癌活性，同时牛蒡子甙元还具有抗老年性痴呆作用。现代科学研究结果认为，牛蒡含黄酮甙类化合物，对恶性肿瘤具有一定抗性，其粗提取物呈选择毒性，较低量就可以抑制癌细胞增殖，使肿瘤细胞向正常细胞接近。五是移除废水中重金属作用。牛蒡对金属离子的吸附能力依次为PbCdHgCaZn六是其它作用。牛蒡甙和牛蒡酚有抗肾炎活性，能有效地治疗急性进行性肾炎和慢性肾小球肾炎，做肾病治疗剂。牛蒡的主要成分木酚素具有抑制血小板活化因子对血小板结合作用

15、，可以做血小板活化因子拮抗药。1.1.4 牛蒡用于食品加工的现状(1)提取天然色素食品色素是食品添加剂的重要组成部分，从古代的埃及开始在食物中添加色素到人工合成色素的出现，食品色素的发展已经有数个世纪。然而，由于一些人工合成色素的危害性，促进了消费者对食物中色素添加剂的关注。天然色素由于其一般无毒，尤其是野生植物色素，安全性较高，因此在市场上的份额迅速增加。近年来，从天然植物中提取食用色素的研究越来越多。利用有机溶剂从牛蒡叶中提取食用色素，研究了温度、pH值、提取剂种类、提取试剂浓度等对色素吸光度、热稳定性、产率的影响，为工业化生产寻找一种新的途径。试验制成的产品为深绿色粉末状，水溶性良好，能

16、以任何比例溶解于水，溶液稳定，对酸、碱、光、热都具有良好的适应性。(2)提取天然抗氧化剂抗氧化剂也是食品添加剂的重要组成成分，主要有人工天然抗氧化剂。随着科学的发展，人们对天然抗氧化剂作用有了进一步认识，天然抗氧化剂除可防止油脂和食品氧化，起到保鲜作用外，更重要的是它还有许多防病保健的功能;目前，国内外开发的天然抗氧化剂多是黄酮类化合物和多酚类化合物等。魏安池等通过Rancimat法测定牛蒡等14种植物原料的抗氧化性能，证明牛蒡等14种植物具有很强的抗氧化活性。说明以牛蒡为原料进行天然抗氧化剂的提取、开发、应用是可行的。(3)开发保健食品牛蒡提取物含有丰富的菊糖、牛蒡甙、不饱和脂肪酸等，目前，

17、牛蒡茶被国家绿色食品发展中心认证为绿色产品，并被国家卫生部批准为保健食品。牛芬根中富含纤维素，伴随人民生活水平的提高，植物纤维素倍加受宠，它具有清除胃肠残物，促进胃肠蠕动，降低胆固醇等功效，作为一种新兴的保健食品的地位日益稳固5-6。1.1.5 牛蒡蛋白牛蒡营养价值极高，属菊科中的稀特蔬菜，富含菊糖、蛋白质、纤维素、钙、磷、铁等人体所需的多种维生素及矿物质，蛋白质和钙的含量为根茎类之首。牛蒡根中的蛋白质含量很高，蛋白质是与生命及各种形式的生命活动联系在一起的物质，是最重要的一种营养素，具有调节体液平衡和维持机体血液中性、促进抗体的形成、输送养分和供给热能等生理功能。1.2 牛蒡蛋白质的功能特性

18、(1)溶解性溶解性是指蛋白质在水溶液或食盐溶液中溶解的性能，平时所说的溶解性一般指水溶性。溶解性好的蛋白质具有较好的食品加工利用价值7。(2)乳化性蛋白质可作为油水乳化系统的稳定剂，这对香肠、牛乳、奶酪等传统食品的品质控制很有帮助。由于蛋白质具有亲水性，故使用水包油型(o/w)乳化液比油包水型(w/o)乳化液稳定。蛋白质在油水界面上产生一定程度的构型变化，造成亲水区与水、疏水区与油产生交互作用而使系统的自由能降低，从而形成了更稳定的乳化状态。而由于重力作用造成的油脂相与连续相分离、油滴聚集或絮凝沉淀等又会造成乳化系统的解体。温度、pH值、离子强度、油脂添加速率、表面活性剂都会影响乳化体系的稳定

19、性。 (3)凝胶性凝胶是指变性蛋白质分子内与分子间作用力达到平衡，或者是蛋白质分子氨基酸支链的排斥力与吸引力的抵销，使得分子聚集形成三维空间网状结构的胶体现象。蛋白质分子变性及构型折叠化后才会形成胶体。胶体立体结构的稳定性是由氢键、离子交互作用、疏水效应及二硫键来维持的。蛋白质凝胶可以用来包裹水分、脂肪和其他食品添加剂，诸如动物胶及豆腐之类的食品8。(4)起泡性泡沫是由液体连续相包裹空气分散相所形成的。pH值、能量、浓度以及蛋白质本身的构型和氨基酸组成都是影响大豆蛋白起泡能力的重要因素。要成为良好的发泡剂，蛋白质必须在起泡过程中快速被空气一水界面所吸附，被吸附的蛋白分子在界面重排形成具粘弹性的

20、薄膜。1.3本课题的研究目的和意义本课题是以牛蒡为研究材料，用考马斯亮蓝比色法测定蛋白质含量，在牛蒡蛋白的等电点测定的基础上，采用碱提酸沉法提取牛蒡蛋白，分别研究pH、温度、料液比、时间对牛蒡蛋白质提取率的影响，确定牛蒡蛋白质提取的最佳工艺参数9，进一步研究分析牛蒡蛋白质的溶解性、保水性、乳化活性和乳化稳定性、吸油性、起泡性和起泡稳定性、粘度和凝胶性等功能特性，为牛蒡蛋白质的工业化开发与应用提供依据。2 材料与方法2.1实验材料与设备2.1.1 主要材料及试剂牛蒡 脱水、干燥 徐州丰县盛禾原食品有限公司考马斯亮蓝G-250 进口封装 中国医药集团上海化学试剂公司大豆色拉油 金龙鱼牌大豆色拉油抗

21、坏血酸 分析纯 徐州科翔化学试剂有限责任公司盐酸 分析纯 徐州科翔化学试剂有限责任公司氢氧化钠 分析纯 徐州科翔化学试剂有限责任公司氯化钠 分析纯 徐州科翔化学试剂有限责任公司亚硫酸氢纳 分析纯 徐州科翔化学试剂有限责任公司 SDS 分析纯 北京恒业中远化工有限公司 去离子水 实验室提供2.1.2 主要仪器DF101B数显式恒温磁力搅拌器 国华电器有限公司THZ-82型数显式电热恒温水浴锅 上海跃进医疗器械厂PHS-3CT酸度计 上海世义精密仪器有限公司NDJ-1型粘度计 上海世义精密仪器有限公司723可见光分光光度计 上海欣茂仪器设备有限公司DL-5低速大容量离心机 上海安亭科学仪器厂LGJ

22、-10型冷冻干燥机 北京四环科学仪器厂中药粉碎机 山东青州市精诚机械有限公司低速离心机 常州国华电器有限公司 2.2实验方法2.2.1牛蒡的护色处理 分别称取牛蒡粉10g于3个100mL小烧杯中，编号1、2、3，在1号烧杯中加入0.1g亚硫酸氢纳；在2号烧杯中加入0.1g抗坏血酸；在3号烧杯中加入0.9g氯化钠，再分别向这3个烧杯中加入100mL蒸馏水，充分溶解后观察它们的颜色深浅。2.2.2 蛋白质含量标准曲线的制作分别精密吸取标准蛋白质溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL于10mL具塞试管中，各管加水至1mL，加入考马斯亮蓝G-250溶液5mL,混匀，放置10min，于5

23、95nm处测定其吸光度。2.2.3牛蒡蛋白质等电点的测定准确称取牛蒡粉10g于100mL小烧杯中，再加入100mL蒸馏水，磁力搅拌器上搅拌10min，用1mol/L氢氧化钠调pH至8.0，再搅拌15min，以4000r/min离心10min,取上清液。再将上清液平均分成7份，用1mol/L盐酸分别调pH为5.4、5.2、5.0、4.7、4.5、4.1、3.8，以4000r/min离心10min，取上清液加入考马斯亮蓝G-250溶液进行比色测定，上清液中吸光度最小时的pH值即为牛蒡蛋白质的等电点10。2.2.4牛蒡蛋白质提取工艺流程搅拌10min牛蒡粉10倍水溶解搅拌30min2M NaOH调p

24、H8.0搅拌30min离心上清液4000rpm调pH至4.51M HCl离心2倍蒸馏水酸沉蛋白4000rpm水洗离心两次2倍水沉淀加水分散2M NaOH调pH至7.0冷冻干燥牛蒡蛋白粉2.2.5 pH、提取温度、料液比、提取时间对牛蒡蛋白质得率的影响称取5g牛蒡粉分别考察pH、温度、料液比、时间对牛蒡蛋白质提取率的影响，在单因素试验的基础上进行正交试验，以确定提取的最佳工艺条件11-12。2.2.6功能特性的测定2.2.6.1 溶解性的测定在80mL离心管中加入50mL蒸馏水，然后加入0.1g牛蒡蛋白，充分溶解后，4000r/min离心10min，取上清液，用考马斯亮蓝比色法测定其含量。2.2

25、.6.2 保水性的测定称取3g牛蒡蛋白粉于离心杯中，加入60mL蒸馏水，搅拌均匀后放置20min，使之充分吸水，1000r/min离心5min，去除分离水，测定残留物的质量，以每克蛋白样品吸附水的克数表示蛋白质的保水性13。2.2.6.3 乳化活性和乳化稳定性的测定取一定体积，浓度为0.5%的蛋白质溶液，加一定体积的大豆色拉油，以10 000 r/min的速度高速搅拌1 min，准确吸取底部乳状液0.1mL，放一烧杯中，立即加入25mL0.1%SDS溶液，充分摇匀后，以0.1%SDS溶液做对照，在500nm处测定吸光度值A0，即乳化性EA,10min后再次测定吸光度值At,并以Es表示乳化稳定

26、性，乳化稳定性计算公式见式(2.1)。 ES=( A0T)/（A0-At） 式(2.1)式中 A00时刻的吸光度值； T时间差（min）； At10min后的吸光度值。2.2.6.4 吸油性的测定称取2g牛蒡蛋白粉于100mL烧杯中，再往其中加入30mL色拉油，磁力搅拌器搅拌均匀，静置30min，4000r/min离心10min，测定离心析出的色拉油的体积，扣除析出的色拉油后即为蛋白质的吸油量。2.2.6.5 起泡性和起泡稳定性将0.25g牛蒡蛋白质溶解到100mL蒸馏水中，配置蛋白质浓度为0.25%,调节pH至8.0，然后在10000r/min高速搅打20min，记录搅打停止时泡沫的体积V，

27、放置30min后，测定残留泡沫的体积Ve，起泡性计算公式见式(2.2)。 起泡性=（V/100）100% 式（2.2） 式中 V均质停止时的泡沫体积，mL泡沫稳定性14的的计算公式见式(2.3)。 泡沫稳定性=(Ve/V)100% 式 (2.3) 式中 Ve30min后残留泡沫的体积，mL 2.2.6.6 粘度的测定用蒸馏水分别配制浓度为2%、4%、8%的牛蒡蛋白质水溶液，用NDJ-1型粘度计测定其表观粘度。2.2.6.7 凝胶性用蒸馏水分别配制浓度为2%、4%、8%的牛蒡蛋白质水溶液，90水浴30min，立即冷却，4保持20h，取出后在室温下放置30min，观察其能否形成凝胶。 3 结果与讨

28、论3.1牛蒡的护色处理结果分别称取牛蒡粉10g于3个100mL小烧杯中，编号1、2、3，在1号烧杯中加入0.1g亚硫酸氢纳；在2号烧杯中加入0.1g抗坏血酸；在3号烧杯中加入0.9g氯化钠，再分别向这3个烧杯中加入100mL蒸馏水，充分溶解后观察它们的颜色深浅可得加入抗坏血酸的那杯溶液颜色最浅，所以在提取牛蒡蛋白控制牛蒡的褐变反应时，选择的是向其中加入抗坏血酸15，添加量为总量的1/1000。3.2 蛋白质含量标准曲线的制作按照2.2.2的操作步骤进行操作得到结果如表3-1所示。表3-1 不同蛋白质含量的吸光度Table 3-1 The absorbance of different prot

29、ein content管号0123452.5mg/mL标准大豆蛋白液（mL）0.00.20.40.60.81.0蒸馏水（mL）1.00.80.60.40.20.0考马斯亮蓝G-250（mL）5.05.05.05.05.05.0吸光度0.0000.2150.3680.5020.6200.767按表3-1制作的标准曲线如图3-1所示。 图3-1 蛋白质含量的标准曲线Figure 3-1 Protein content of the standard curve由图3-1的标准曲线得出的标准曲线方程见式(3.1)。 y=3.6811x-0.3199 ，R2=0.9983 式 (3.1) 式中 y蛋白

30、质的含量（mg/mL）； x吸光度值； R2相关系数。3.3牛蒡蛋白质等电点的测定按照2.2.3的操作步骤进行操作得到结果如表3-2所示。表3-2 不同pH下牛蒡蛋白质上清液的吸光度Table 3-2 Burdock under different pH of the absorbance of the supernatant proteinpH5.45.25.04.74.54.13.8吸光度0.1520.1330.0920.0630.0210.0420.048由表3-2可以看出,当pH在4.5时,牛蒡蛋白质上清液吸光度值最小,所以,此点即为牛蒡蛋白质的等电点,即pI=4.5。3.4 单因素试

31、验3.4.1 pH对牛蒡蛋白质得率的影响固定料液比=110，提取温度=15，提取时间=30min，称取牛蒡粉5g于100mL小烧杯中，加入0.05gVc护色，再加入50mL蒸馏水，磁力搅拌器搅拌1min，用1mol/L氢氧化钠调浸提液的pH为7，继续搅拌30min，4000r/min离心10min，取上清液，用量筒测得体积为39mL。用1mL的移液管取上清液1mL,稀释2倍后，再移取1mL稀释液放入具塞试管中，再向其中加入5mL考马斯亮蓝G-250,混合均匀，10min后在595nm下测定其吸光度。对照品为1mL蒸馏水和5mL考马斯亮蓝G-250的混合液。同理测得pH=8、9、10、11时的吸

32、光度，结果如表3-3和图3-2所示。表3-3 pH对牛蒡蛋白质得率的影响Table 3-3 Burdock pH of the effects of protein yieldpH7891011蛋白质得率（%）2.523.313.902.602.31 图3-2 pH对牛蒡蛋白质得率的影响Figure 3-2 Burdock pH of the effects of protein yield由表3-3和图3-2可以看出，随着提取液pH的升高，牛蒡蛋白质的提取率增大，当pH=9时，蛋白质的提取率达到最大，pH继续增大，蛋白质的提取率降低16-17。3.4.2 提取温度对牛蒡蛋白质得率的影响根据3

33、.4.1中的操作步骤进行比色测定，即固定条件为pH=9，料液比=110，时间=30min，分别测定T=25、30、35、40、45、50时牛蒡提取液的吸光度，结果如表3-4和图3-3所示。表3-4 提取温度对牛蒡蛋白质得率的影响Table 3-4 Burdock extract temperature on yield of protein提取温度（）25 3035404550蛋白质得率（%）3.864.234.614.864.524.11 图3-3 提取温度对牛蒡蛋白质得率的影响Figure 3-3 Burdock extract temperature on yield of protei

34、n由表3-4和图3-3可以看出，随着提取温度的升高，牛蒡蛋白质的提取率增大，提取温度在40时，蛋白质的提取率达到最大，温度继续升高，蛋白质的提取率降低。3.4.3 料液比对牛蒡蛋白质得率的影响根据3.4.1中的操作步骤进行比色测定，即固定条件为pH=9，T=40，时间=30min,分别测定料液比=110、115、120、125、130、135时牛蒡提取液的吸光度，结果如表3-5和图3-4所示。表3-5 料液比对牛蒡蛋白质得率的影响Table 3-5 Liquid than for burdock yield of protein料液比1:101:151:201:251:301:35蛋白质得率（

35、%）4.905.135.345.205.174.86 图3-4 料液比对牛蒡蛋白质得率的影响Figure 3-4 Liquid than for burdock yield of protein由表3-5和图3-4可以看出，随着料液比的增大，牛蒡蛋白质的提取率增大，料液比=120时，蛋白质的提取率最大，料液比继续增大，蛋白质的提取率降低。3.4.4 提取时间对牛蒡蛋白质得率的影响根据3.4.1中的操作步骤进行比色测定，即固定pH=9，T=40，料液比=120，分别测定时间=20min、35min、50min、65min、80min时牛蒡提取液的吸光度，结果如表3-6和图3-5所示。表3-6提取

36、时间对蛋白质得率的影响Table 3-6 Extraction time on the yield of protein提取时间（min）2035506580蛋白质得率（%）5.165.415.725.635.49 图3-5 提取时间对牛蒡蛋白质得率的影响Figure 3-5 Extraction time on the yield of protein由表3-6和图3-5可以看出，随着提取时间的延长，蛋白质的提取率增大，当提取时间=50min时，蛋白质的提取率达到最大，时间继续延长，蛋白质的提取率降低。3.5 正交试验在单因素试验的基础上，取四因素三水平，进行优化组合，进行正交试验，试验方案

37、如表3-7所示。表3-7 牛蒡蛋白质提取正交试验因素与水平表L9（34）Table 3-7 Burdock extract protein factors and the level of orthogonal test table L9（34）水平A（温度） B（料液比）C（pH）D(时间)135115835min240120950min3451251065min牛蒡蛋白质提取正交试验结果和极差分析见表3-8。表3-8 L9（34）正交实验结果及极差分析表Table 3-8 L9（34）Orthogonal analysis of experimental results and very

38、poor form实验号A（温度）B（料液比）C（pH）D(时间)蛋白质得率（%）111114.43212225.59313333.25421235.55522313.32623125.67731323.29832135.13933215.34K113.2713.2715.2313.11K214.5414.0416.4814.54K313.7614.269.8713.93R1.270.996.611.43从正交实验结果可以看出，牛蒡蛋白提取率最高的实验组合为A2B3C1D2,即温度=40、料液比=125、pH=8、时间=50min,此时蛋白质的提取率最高，蛋白质得率为5.67%。通过表中数据求

39、极差，各因素对牛蒡蛋白提取率主次影响顺序为：CDAB, 并分析得出最佳条件为A2B3C2D2,即温度=40、料液比=125、pH=9、时间=50min。3.6 验证实验将极差分析最佳组合与实验最佳进行比较，测定牛蒡蛋白质的得率，测定结果如表3-9所示。表3-9验证实验Table 3-9 Verification experiment试验因素蛋白质得率（%）ABCD分析最佳23225.82实验最佳23125.67由3-9可知，极差分析得出最佳组合提取的蛋白质最多，牛蒡蛋白质的得率为5.82%，高于实验最佳牛蒡蛋白质的得率，提取效果更好。综合上述条件，牛蒡蛋白质提取的最佳组合为A2B3C2D2，即

40、温度=40、料液比=125、pH=9、时间=50min。3.7 牛蒡蛋白功能特性分析3.7.1溶解性的测定在80mL离心管中加入50mL蒸馏水，然后加入0.1g牛蒡蛋白，充分溶解后，4000r/min离心10min，取上清液，用考马斯亮蓝比色法测定其含量。同样的方法测定大豆蛋白的溶解性，结果如表3-10所示。表3-10 溶解性的比较Table 3-10 Comparison of the solubility品种牛蒡蛋白大豆蛋白溶解性64.48%57.79%由表3-10可以看出，牛蒡蛋白的溶解性高于大豆蛋白。3.7.2保水性的测定称取3g牛蒡蛋白粉于离心杯中，加入60mL蒸馏水，搅拌均匀后放置

41、20min，使之充分吸水，1000r/min离心5min，去除分离水，测定残留物的质量，以每克蛋白样品吸附水的克数表示蛋白质的保水性。同样的方法测定大豆蛋白的保水性，结果如表3-11所示。表3-11保水性的比较Table 3-11 Comparison of water-holding capacity品种牛蒡蛋白大豆蛋白保水性（g/g）1.82.6由表3-11可以看出，牛蒡蛋白的保水性低于大豆蛋白。3.7.3乳化活性和乳化稳定性的测定取0.3g牛蒡蛋白粉，加入60mL蒸馏水配成溶液，再往内加入20mL色拉油，以10 000 r/min的速度高速搅拌1 min，准确吸取底部乳状液0.1mL，放

42、一烧杯中，立即加入25mL0.1%SDS溶液，充分摇匀后，以0.1%SDS溶液做对照，在500nm处测定吸光度值A0即乳化性EA,10min后再次测定吸光度值At,并以Es表示乳化稳定性18-20。同样的方法测定大豆蛋白的乳化性和乳化稳定性，结果如表3-12所示。表3-12 乳化性和乳化稳定性的比较Table 3-12 Comparison of emulsification and emulsion stability品种牛蒡蛋白 大豆蛋白EA0.2510.178E100.1970.144ES46.4852.35由表3-12可以看出，牛蒡蛋白的乳化性高于大豆蛋白，牛蒡蛋白的乳化稳定性低于大豆

43、蛋白。3.7.4吸油性的测定称取2g牛蒡蛋白粉于100mL烧杯中，再往其中加入30mL色拉油，磁力搅拌器搅拌均匀，静置30min，4000r/min离心10min，测定上清液的体积，扣除后即为蛋白质的吸油量。同样的方法测定大豆蛋白的吸油性21，结果如表3-13所示。表3-13吸油性的比较Table 3-13 Comparison of oil absorption品种牛蒡蛋白大豆蛋白吸油性（ mL/ g）1.63.2由表3-13可以看出，牛蒡蛋白的吸油性低于大豆蛋白。3.7.5起泡性和起泡稳定性将0.25g牛蒡蛋白质溶解到100mL蒸馏水中，配置蛋白质浓度为0.25%,调节pH至8.0，然后以

44、10000r/min高速搅打20min，记录搅打停止时泡沫的体积V，放置30min后，测定残留泡沫的体积Ve,同样的方法测定大豆蛋白的起泡性和起泡稳定性22-23，结果如表3-14所示。表3-14 起泡性和起泡稳定性的比较Table 3-14 Comparison of foaming and foaming stability品种牛蒡蛋白 大豆蛋白V（mL）4652Ve（mL）3240稳定性（%）7077由表3-14可以看出，牛蒡蛋白的起泡性和起泡稳定性低于大豆蛋白。3.7.6 粘度的测定用蒸馏水分别配制浓度为2%、4%、8%的牛蒡蛋白质水溶液，用NDJ-1型粘度计测定其表观粘度，同样的方法

45、测定大豆蛋白的粘度，结果如表3-15所示。表3-15 粘度的比较Table 3-15 Comparison of viscosity品种牛蒡蛋白 大豆蛋白2%(mPaS)324%(mPaS)998%(mPaS)1618由表3-15可以看出，牛蒡蛋白的粘度和大豆蛋白的粘度差别不大。3.7.7 凝胶性的测定用蒸馏水分别配制浓度为2%、4%、8%的牛蒡蛋白质水溶液，90水浴30min，立即冷却，4保持20小时，取出后在室温下放置30min，观察其能否形成凝胶24。同样的方法测定大豆蛋白的凝胶性，结果如表3-16所示。表3-16 凝胶性的比较Table 3-16 Comparison of gel p

46、roperties品种牛蒡蛋白 大豆蛋白2%不能形成凝胶不能形成凝胶4%不能形成凝胶不能形成凝胶8%能形成凝胶能形成凝胶由表3-16可以看出，牛蒡蛋白和大豆蛋白在浓度2%-4%时，不能形成凝胶，在浓度8%以上时都能形成凝胶。结论（1） 本试验通过在不同pH梯度条件下，采用考马斯亮蓝法测定了牛蒡蛋白水溶液离心后的上清液中蛋白质的含量，结果显示，在pH=4.5时,离心上清液中蛋白质含量最低，据此确定了牛蒡蛋白质的等电点pI=4.5。（2） 在牛蒡蛋白的等电点测定的基础上，采用碱提酸沉法提取牛蒡蛋白，分别研究pH、温度、料液比、时间对牛蒡蛋白质提取率的影响，采用正交试验确定牛蒡蛋白质提取的最佳工艺条

47、件，结果表明牛蒡蛋白质提取的最佳工艺条件为提取温度=40，料液比=125，pH=9，提取时间=50min。此时牛蒡蛋白质的提取率（得率）为5.82%，即从100g牛蒡根（干基）中可提取牛蒡粗蛋白5.82g。（3） 实验测定了牛蒡蛋白的功能特性，并与大豆蛋白进行了比较。结果表明，牛蒡蛋白的溶解性高于大豆蛋白，保水性低于大豆蛋白，牛蒡蛋白的乳化活性和乳化稳定性稍低于大豆蛋白，吸油性稍低于大豆蛋白，牛蒡蛋白的起泡性和起泡稳定性稍低于大豆蛋白，粘度两者差不多，凝胶性当两者浓度为8%以上时能形成凝胶。参考文献1白贞芳，董燕飞，武继红牛蒡的研究进展J.湖南中医药大学学报，2007，(8)：355-3572

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