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PEG(6000)-Na2HP04双水相体系在鹰嘴豆蛋白萃取中的应用

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2024年6月13日发(作者:候梓露)

基础研究 

食品研究与开发 

Food Research And Develo 

2011年7月 

第32卷第7期 2i

==- 

PEG(6000)一Na2HPo4双水相体系在鹰嘴豆 

蛋白萃取中的应用 

魏玲。李学琴。盂宪锋,薛来奇 

(昌吉学院,新疆昌吉831100) 

摘要: ̄-PEG(6000)一Na2HPo4双水相萃取鹰嘴豆蛋白进行研究,考察PEG的浓度、Na:HPO 的量、恒温超声时间、pH、 

温度等因素对蛋白质萃取率的影响。结果表明:该双水相对鹰嘴豆蛋白的最佳萃取条件:PEG(6000)浓度为10%. 

PEG-bNa2HPO4的质量比为1:I.5,pHi7.5,温度40℃,在此条件下蛋白质萃取率可达到63.46%。 

关键词:PEG(6000)一Na2HPO4双水相;鹰嘴豆蛋白质;萃取;工艺条件 

Studies on Extraction of Chickl ̄Iea Protein in(PEG-NazHPO4)Aqueous Two—Phase Systems 

WEI Ling,LI Xue—Qin,MENG Xian-Feng,XUE Lai-Qi 

(Institute ofChemistry,Changji College,Changji 831100,Xinjiang,China) 

Abstract:The extraction of chickpea protein in polyethylene glycol(PEG)-(NaEHPO4)aqueous two—phase 

基金项目:昌吉学院科研基金资助项目(08YJZD001) 

作者简介:魏玲(1956一),女(汉),教授,本科,主要从事应用分析的研究。 

随着温度的升高黄酮提取率增加较快,温度达到 

80℃时提取率达到最大,综合各方面因素考虑,正交 

试验提取温度以70℃ 90℃为宜。 

2.2金花葵花黄酮正交试验结果及分析 

浸提正交试验极差分析见表2,各因素对黄酮提 

最佳工艺条件为A B C,D。,即乙醇浓度60%、温度 

90℃、时间4 h、固液1: ̄1:35,最大提取率可达38.67%。 

3结论 

本试验结果表明:影响金花葵花总黄酮提取率的 

因素依次为:浸提温度>浸提时间>固液比>乙醇浓 

取率的影响程度各不相同,大小依次为D>C>B>A, 

即提取温度对黄酮提取率的影响最大,其次是提取时 

间和固液比,而乙醇浓度对黄酮提取率的影响最小。根 

据直观法,可以得出回流法提取金花葵花中总黄酮的 

表2正交试验结果分析 

Table 2 Results of orthogonal test 

度。最佳提取工艺为:乙醇浓度60%、温度90℃、时间 

4 h、固液1:g1:35,在此浸提条件下的最大提取率可达 

38.67% 

参考文献: 

…1彭志兵,吴正平.高效液相色谱一质谱法分析金花葵花中金丝桃苷 

【J].安徽农业科学,2008,36(23):10028—10029 

【2]刘临.原子吸收光谱法测定金花葵中微量元素[J].微量元素与健 

康研究,2008,25(4):27—29 

[33J 张冬雪.水浸提沙棘果渣总黄酮工艺研究fJ】.国际沙棘研究与开 

发,2008,12(6):10—13 

【4 张海生,4J陈锦屏.蜂蛹黄酮的提取及体外抗氧化作用的研究[J].食 

品科学,2008,29(2):158—162 

[5】吴名全,雷波.金花葵花中总黄酮的提取纯化及含量测定[J].农技 

服务,2009,26(10):127,138 

收稿日期:2010—12—09 

-==22 魏玲,等:PEG(6000)一Na2HPO 双水相体系在鹰嘴豆蛋白萃取中的应用 基础研究 

systems was investigated.The main factors on the extraction rate of chickpea protein wel'e discussed Including the 

concentration of PEG,the weight of Na2HPO the time of ultrasonic,temperature condiiton,pH.The optimal 

conditions ofextraction for chickpea protein were about PEG(6000)10%,mass ratio foPEG and Na2HPO4 1:1.5, 

pH 7.5,temperature 40 oC.Finally,the highest extraction rate of protein in above conditions the extraction yield 

was63.46%. 

Keywords:(PEG)一(Na2HPO4)aqueoustwo-phasesystems;chickpeaprotein;extractin ̄experimentalcondiitons 

蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中,起着 

氢钠(NaHSO );硫酸,氢氧化钠,硫酸铜,硫酸钾,溴甲 

十分重要的作用。鹰嘴豆就是一种富含蛋白质的豆类 酚绿,甲基红,乙醇;所有试剂均为分析纯。 

植物,新疆的木垒县是鹰嘴豆的主产区。富含多种植物 

AB204一N型电子天平(精度0.000 1 g):上海天平 

蛋白和10多种氨基酸等成分。其中纯蛋白质含量高达 

厂;HH—S恒温水浴锅(精度0.1℃):江苏金坛县医用仪 

28%以上,其中人体必需的8种氨基酸全部具备,而且 器厂;KQ一100型超声波清洗机:昆山市超声仪器有限 

含量比燕麦还要高出2倍以上【”。由于蛋白质的市场价 

公司;TGL一16台式高速离心机:金坛市恒丰仪器厂;微 

格昂贵,提高回收率能带来巨大的经济效益,如何提取 

量凯氏定氮仪。 

高纯度的蛋白质,而且还要使其不失活,这一直是一项 

1.2方法 

艰巨的工作,所以有关蛋白质在分离纯化中的失活及 

1.2.1 双水相体系的选取及鹰嘴豆蛋白的萃取 

其对策在近年来受到很大的关注。 

于20 mL比色管中,依次加人不同的盐和不同浓度 

传统的蛋白质的提取方法对蛋白质的提取都能 的PEG溶液,配成不同质量比的体系,充分振荡,并放 

得到较高的产率,但对蛋白的活性都有很大的影响。80 

在恒温水浴锅中恒温至盐完全溶解,取出后冷却至室 

年代以来,双水相萃取技术是研究比较热门的一种分 温,记录上下相体积比,从而选择相比最佳的双水相体 

离技术。双水相萃取技术是通过溶质在两水相之间分 

系。在此双水相体系中加入一定量的鹰嘴豆粉,振荡使 

配系数的差异而进行萃取的技术。双水相萃取在提取 其充分溶解,并在一定温度下超声一定时间后,取出离 

生物活性物质方面有:分相时间短;在接近生理环境的 

心5 min~10 min,取下相,测其蛋白质含量,从而得出该 

体系中进行萃取,不会引起生物活性物质失活或变性; 体系对鹰嘴豆蛋白的萃取率。 

不存在有机溶剂的残留问题,对人体无害;分离过程经 

蛋白凰 :V2-V,xN—x 0.014x6.25×100 

济、简单、能够连续操作;操作条件温和等优点 。正是 

w 

双水相萃取有如此诸多的优势,这种分离技术已经应 

式中: 。为滴定时用去的0.01 moFL标准硫酸溶 

用到生物活性物质的分离提纯,例如在多肽、氨基酸、 

液,mL;V 为空白滴定是用去的0.01 mol/L标准硫酸溶 

酶、金属离子、植物有效成分等方面的研究,它的优势 

液,mL;N为硫酸标准溶液的当量浓度,mo]/L;0.014为 

逐渐得到了体现。但用双水相萃取技术来萃取豆类蛋 

1 mg当量氮的克数,g;6.25为氮的蛋白质换算系数;W 

白质的研究还少见报道。本研究提出采用PEG(6000)- 

为样品克数,g。 

Na2HP04 ̄水相体系来萃取鹰嘴豆豆粉中的蛋白质。考 

萃取率 = /]/1 xl00 

察了不同的盐、不同的PEG浓度对双水相形成的影响, 

竹2 

以及通过改变鹰嘴豆粉量、酸度、温度和恒温超声时间 

式中: 为富含蛋白质相中蛋白质含量,g;M2 ̄1] 

来选择最佳萃取条件,并在该条件下对鹰嘴豆中蛋白 人体系的鹰嘴豆豆粉中蛋白质的含量,g。 

质进行萃取的研究。实验结果证明此方法是可行的。 1.2.2鹰嘴豆蛋白的萃取 

准确称取鹰嘴豆粉15 g-r ̄3L氏定氮瓶中,JJIA25 mL 

1材料与方法 

浓硫酸,再称0.2 g无水硫酸铜和10 g硫酸钾,加热消化 

1.1试剂及仪器 

至溶液呈蓝绿色后,再加热消化30 arin,冷却至室温, 

鹰嘴豆:(市售),研碎后,120目过筛。 

转入到100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度线。采用微量 

聚乙二醇6OOO(PEG);氯化钠(NaO),溴化钠 

凯氏定氮法测该溶液中的含氮量,从而计算出鹰嘴豆 

(NaBr),磷酸氢二钠(NazHPO ),磷酸二氢钠 豆粉中蛋白质的含量。 

(NaH2PO ),磷酸钠(Na,P0 ),硫酸钠(N 04),亚硫酸 

在50 mL离心管中分别加2O mL 10%PEG溶液、然 

基础研究 魏玲,等:PEG(6000)一Na2HP04双水相体系在鹰嘴豆蛋白萃取中的应用 

23===一 

后再加3 g Na2HP04,在35 cC下恒温溶解,使其充分分 

相,加0.700 0 g鹰嘴豆粉,充分振荡使豆粉充分溶解, 

恒温超声15 min后,取出离心(大约3 000 r/min)3 min~ 

然后分别在同一条t ̄-v测各条件下的鹰嘴豆蛋白萃取 

率,结果如图l所示。 

5 arin,用微量凯氏定氮法测下相的含氮量,根据鹰嘴 

豆粉中的蛋白质含量计算出下相的萃取率。 

2结果与讨论 

2.1盐及其加入量对双水相体系的影响 

于一系列的20 mL比色管中,分别加入l0%PEG 

溶液10 mL,再分别改变Na2HP04、NaH ̄PO4、Na3PO4、 

NaBr、NaCI、Na2SO4、NaHsO 在体系中的加人量,测定盐 

及盐的用量对体系形成的影响。 

实验结果表明,NaBr、NaC1、NaHSO 的分相范围较 

小且分相能力很差。Na3PO 的分相能力较前3种要好, 

但容易形成三相,这对提取蛋白质就有一定的影响。当 

Na2sO 浓度大于2.0 g,体系出现分相,且成相情况较 

好。考虑到较大浓度的盐溶液对蛋白质有盐析作用,使 

蛋白质变性。且盐的使用量太大,会增加成本。PEG/ 

Na2HPO 双水相体系比PEG/NaH2PO 体系更易形成,且 

当加入1.5 g Na2HPO 时,相比接近于1,这样有利于萃 

取。这可能是因为受Na2HPO4和NaH2PO的酸度影响,体 

系的酸度变化能明显的改变两相得电位差,从而影响 

体系的形成问。且考虑盐浓度太大会出现盐析现象,所 

以本试验选择PEG/Na:HPO4 ̄k系为宜。 

2.2 PEG浓度对双水相体系的影响 

分别量取10 mL 10%、15%、20%、25%PEG溶液 

于4个20 mL[E色管中,再分别加1.5 g Na2HPO ,在35℃ 

下恒温10min后,冷却静置,成柑晴况见表1。 

表1不同浓度的PEG溶液对双水相体系形成的影响 

Table 1 Effect ofdiferent PEG concentration on aqueous two- 

phase systems 

由表1可见,随着PEG浓度的增加,相比也减小。可 

能是随着PEG浓度的增加,黏度变大,相界面张力也增 

大,溶质在相间的传递和在相中的扩散阻力大大增加, 

反而使得相比减小网。所以本实验选择浓度为10%的 

PEG溶液为宜。 

2.3鹰嘴豆粉加入量对萃取率的影响 

于6个50 mL离心管中分别加20 mL 10%PEG溶 

液,然后再1JI13 g Na2HP04,在35℃下恒温溶解,使其充 

分分相,/rl-N)J ̄人鹰嘴豆豆粉0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 g, 

60 

55 

瓣 

鬈50 

* 

45 

40 

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 

鹰嘴豆粉重量/g 

图I厦嘴豆粉加入量对犟取翠的影响 

Fig.1 Effect of chickpeas power content to protein extraction 

由图1可知,随着豆粉量的增加,溶解在下相的蛋 

白质的量也逐渐增多,萃取率也逐渐增大,当增大到一 

定位置后开始出现缓慢的下降,这可能是因为蛋白质 

在下相的溶解度达最大值,且豆粉量过多会减少豆粉 

、斟 粹 卜 

与水的接触,从而使得溶解度稍微有点下降。当豆粉量 

∞ 

在接近0.7敢 萃取率达最大值60.15%,所以本试验选 

择豆粉量选择为0.7 g为宜。 

2.4温度对萃取率的影响 

于5个50 mL离心管中分 ̄JIJJJ1]2o mL 10%PEG溶 

液、然后再加3 g Na2HPO ,在35℃下恒温溶解,使其充 

分分相,分别加入0.7 g鹰嘴豆粉,分别在30、35、40、45、 

50℃下恒温超声相同的时间,然后在其他相同条件下 

测各条件下的鹰嘴豆蛋白萃取率,结果如图2所示。 

3O 35 40 45 5O 

温度代 

图2温度对萃取率的影响 

Fig.2 Effect oftemperature to protein extraction 

由图2可以看出,随着温度的上升,萃取率也逐渐 

增大,温度升高能够加速分子运动,也可以增大蛋白质 

的溶解度。但考率到温度太高会使蛋白质变性,所以本 

实验选择温度为40℃。 

2.5恒温超声时间对萃取率的影响 

于5个50 mL离心管中分别加20 mL 10%PEG溶 

液、然后再加3 gNa2HPO ,在35℃下恒温溶解,使其充 

分分相,加入0.7 g的鹰嘴豆粉,在40℃的温度下进行 

I-==2 魏玲,等:PEG(6000)一Na2HP04双水相体系在鹰嘴豆蛋白萃取中的应用 基础研究 

恒温超声,分别超声5、10、15、20、25 min,然后在其它相 63.41%。而且太酸、太碱都会使蛋白质变性嗡。 

同条件下测各条件下的鹰嘴豆蛋白萃取率,结果如图3 

所示。 

仉 ∞ 铋 

2.7鹰嘴豆蛋白质的萃取率 

在50 mL大号离心管中 ̄112o mL 10%PEG溶液,加 

3 g Na2HPO ,在35℃下恒温使其加快溶解,使体系充 

分分相,调节体系pH为7.5,然后冷却至室温,然后加 

0.7 g(精确到0.000 1 g)鹰嘴豆粉,振荡使豆粉充分溶 

褂 

解,在40℃下恒温超声15min,取出离心(大约3000r/min) 

料 

时l司/min 

圈3恒温超声时间对萃取率的影响 

Fig.3 Effect ofuRrasoundtimetoprotein extraction 

从图3可知,随着恒温超声时间的加长,萃取率也 

逐渐增大,超声时间加长可以使体系充分与豆粉接触, 

大大提高了体系溶解蛋白质的量,从而使得下相的萃 

取率增大。从图3中可以看出当恒温超声超过15 min 

后,萃取率就基本不再上升。当恒温超声时间为 

15 min,此时萃取率为已达63.4l%,所以本试验选择 

恒温超声时间为15 min。 

2.6体系pH对萃取率的影响 

于5个50 mL离心管中分别加20 mL 10%PEG溶 

液、然后再加3 g Na2HPO4,在35℃下恒温溶解,使其充 

分分相,利用B—R缓冲溶液调节体系pH分别为6、7、 

7.5、8、9,然后在其它相同条件下测各条件下的萃取 

率,结果如图4所示。 

62 

6O 

拊 

58 

56 

pH 

圈4 pH对萃取率的影响 

Fig.2 pH in aqueous two-phase system to protein extraction 

由图4可知,体系pH对被萃取物的分配有很大的 

影响,体系的pH变化能明显的改变两相得电位差,体 

系pH与蛋白质的等电点相差越大,蛋白质在两相中的 

分配越不均匀。可以看出随着pH的增大,萃取率呈现 

先上升后下降的趋势,当pH 7.5时,萃取率达最大 

5 min 10 min后,取下相测其含氮量,数据见表2。 

表2蛋白质的萃取率 

Table 2 Effect ofaddition ofofchickpeas power content on 

protein partitioning properties 

由表2可知体系的萃取率为63.46%。 

3结论 . 

本文采用PEG/NazHPO 双水相体系萃取鹰嘴豆中 

的蛋白质,具有条件温和、提取速度快、操作简便、价 

廉,尤其无毒、无害,有利于后期对蛋白质的纯化及使 

用。 

1)PEG/Na HPO 双水相体系在适宜的萃取条件下 

能够对鹰嘴豆蛋白进行提取是可行的。 

2)实验结果表明最佳萃取条件为:PEG(6000)IO%, 

PEG—Na2HPO4的质量比为1:1.5,pH为7.5,温度柏℃,豆 

粉加入量为0.7 g。 

3)PEG/Na2HPO4双水相体系对鹰嘴豆蛋白的提取 

时蛋白质主要集中在下相。 

4)此条件下的萃取率为63.46%。 

参考文献: 

【1】阿米娜,阿布力米提,祖丽哈娅提,等.诺胡提(鹰嘴豆)的开发利 

用研究【J].新疆农业科学,2002,39(1):45-47 

[2 苏永祥,2】孙跃枝.双水相萃取技术的研究现状及应用【J】.焦作师范 

高等专科学校学报,2007,23(3):63—65 

【3】杨善升,陆文聪,包伯荣.双水相萃取技术及其应用【J】.化学工程 

师,2004,103(4):37—40 

【4】王俊华,杨沽,付建红,等.白地霉Cryytococcus neoformans ̄肪酶 

的双水相萃取【J】.中国生物工程杂志,2007,27(6):71—75 

【5】胡松青,李琳,肖蕾,等.PEG,磷酸盐双水相系统及BSA在其中的 

分配特性[J].广西大学学报,2002,27(1):30—34 

【66】 王旭,周庆礼.PEG/(NI-L) ̄04j叹水相萃取法提取果胶酶的研究嘲. 

食品研究与开发,2007,28(9):34—36 

收稿日期:2010-11-13 

2024年6月13日发(作者:候梓露)

基础研究 

食品研究与开发 

Food Research And Develo 

2011年7月 

第32卷第7期 2i

==- 

PEG(6000)一Na2HPo4双水相体系在鹰嘴豆 

蛋白萃取中的应用 

魏玲。李学琴。盂宪锋,薛来奇 

(昌吉学院,新疆昌吉831100) 

摘要: ̄-PEG(6000)一Na2HPo4双水相萃取鹰嘴豆蛋白进行研究,考察PEG的浓度、Na:HPO 的量、恒温超声时间、pH、 

温度等因素对蛋白质萃取率的影响。结果表明:该双水相对鹰嘴豆蛋白的最佳萃取条件:PEG(6000)浓度为10%. 

PEG-bNa2HPO4的质量比为1:I.5,pHi7.5,温度40℃,在此条件下蛋白质萃取率可达到63.46%。 

关键词:PEG(6000)一Na2HPO4双水相;鹰嘴豆蛋白质;萃取;工艺条件 

Studies on Extraction of Chickl ̄Iea Protein in(PEG-NazHPO4)Aqueous Two—Phase Systems 

WEI Ling,LI Xue—Qin,MENG Xian-Feng,XUE Lai-Qi 

(Institute ofChemistry,Changji College,Changji 831100,Xinjiang,China) 

Abstract:The extraction of chickpea protein in polyethylene glycol(PEG)-(NaEHPO4)aqueous two—phase 

基金项目:昌吉学院科研基金资助项目(08YJZD001) 

作者简介:魏玲(1956一),女(汉),教授,本科,主要从事应用分析的研究。 

随着温度的升高黄酮提取率增加较快,温度达到 

80℃时提取率达到最大,综合各方面因素考虑,正交 

试验提取温度以70℃ 90℃为宜。 

2.2金花葵花黄酮正交试验结果及分析 

浸提正交试验极差分析见表2,各因素对黄酮提 

最佳工艺条件为A B C,D。,即乙醇浓度60%、温度 

90℃、时间4 h、固液1: ̄1:35,最大提取率可达38.67%。 

3结论 

本试验结果表明:影响金花葵花总黄酮提取率的 

因素依次为:浸提温度>浸提时间>固液比>乙醇浓 

取率的影响程度各不相同,大小依次为D>C>B>A, 

即提取温度对黄酮提取率的影响最大,其次是提取时 

间和固液比,而乙醇浓度对黄酮提取率的影响最小。根 

据直观法,可以得出回流法提取金花葵花中总黄酮的 

表2正交试验结果分析 

Table 2 Results of orthogonal test 

度。最佳提取工艺为:乙醇浓度60%、温度90℃、时间 

4 h、固液1:g1:35,在此浸提条件下的最大提取率可达 

38.67% 

参考文献: 

…1彭志兵,吴正平.高效液相色谱一质谱法分析金花葵花中金丝桃苷 

【J].安徽农业科学,2008,36(23):10028—10029 

【2]刘临.原子吸收光谱法测定金花葵中微量元素[J].微量元素与健 

康研究,2008,25(4):27—29 

[33J 张冬雪.水浸提沙棘果渣总黄酮工艺研究fJ】.国际沙棘研究与开 

发,2008,12(6):10—13 

【4 张海生,4J陈锦屏.蜂蛹黄酮的提取及体外抗氧化作用的研究[J].食 

品科学,2008,29(2):158—162 

[5】吴名全,雷波.金花葵花中总黄酮的提取纯化及含量测定[J].农技 

服务,2009,26(10):127,138 

收稿日期:2010—12—09 

-==22 魏玲,等:PEG(6000)一Na2HPO 双水相体系在鹰嘴豆蛋白萃取中的应用 基础研究 

systems was investigated.The main factors on the extraction rate of chickpea protein wel'e discussed Including the 

concentration of PEG,the weight of Na2HPO the time of ultrasonic,temperature condiiton,pH.The optimal 

conditions ofextraction for chickpea protein were about PEG(6000)10%,mass ratio foPEG and Na2HPO4 1:1.5, 

pH 7.5,temperature 40 oC.Finally,the highest extraction rate of protein in above conditions the extraction yield 

was63.46%. 

Keywords:(PEG)一(Na2HPO4)aqueoustwo-phasesystems;chickpeaprotein;extractin ̄experimentalcondiitons 

蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中,起着 

氢钠(NaHSO );硫酸,氢氧化钠,硫酸铜,硫酸钾,溴甲 

十分重要的作用。鹰嘴豆就是一种富含蛋白质的豆类 酚绿,甲基红,乙醇;所有试剂均为分析纯。 

植物,新疆的木垒县是鹰嘴豆的主产区。富含多种植物 

AB204一N型电子天平(精度0.000 1 g):上海天平 

蛋白和10多种氨基酸等成分。其中纯蛋白质含量高达 

厂;HH—S恒温水浴锅(精度0.1℃):江苏金坛县医用仪 

28%以上,其中人体必需的8种氨基酸全部具备,而且 器厂;KQ一100型超声波清洗机:昆山市超声仪器有限 

含量比燕麦还要高出2倍以上【”。由于蛋白质的市场价 

公司;TGL一16台式高速离心机:金坛市恒丰仪器厂;微 

格昂贵,提高回收率能带来巨大的经济效益,如何提取 

量凯氏定氮仪。 

高纯度的蛋白质,而且还要使其不失活,这一直是一项 

1.2方法 

艰巨的工作,所以有关蛋白质在分离纯化中的失活及 

1.2.1 双水相体系的选取及鹰嘴豆蛋白的萃取 

其对策在近年来受到很大的关注。 

于20 mL比色管中,依次加人不同的盐和不同浓度 

传统的蛋白质的提取方法对蛋白质的提取都能 的PEG溶液,配成不同质量比的体系,充分振荡,并放 

得到较高的产率,但对蛋白的活性都有很大的影响。80 

在恒温水浴锅中恒温至盐完全溶解,取出后冷却至室 

年代以来,双水相萃取技术是研究比较热门的一种分 温,记录上下相体积比,从而选择相比最佳的双水相体 

离技术。双水相萃取技术是通过溶质在两水相之间分 

系。在此双水相体系中加入一定量的鹰嘴豆粉,振荡使 

配系数的差异而进行萃取的技术。双水相萃取在提取 其充分溶解,并在一定温度下超声一定时间后,取出离 

生物活性物质方面有:分相时间短;在接近生理环境的 

心5 min~10 min,取下相,测其蛋白质含量,从而得出该 

体系中进行萃取,不会引起生物活性物质失活或变性; 体系对鹰嘴豆蛋白的萃取率。 

不存在有机溶剂的残留问题,对人体无害;分离过程经 

蛋白凰 :V2-V,xN—x 0.014x6.25×100 

济、简单、能够连续操作;操作条件温和等优点 。正是 

w 

双水相萃取有如此诸多的优势,这种分离技术已经应 

式中: 。为滴定时用去的0.01 moFL标准硫酸溶 

用到生物活性物质的分离提纯,例如在多肽、氨基酸、 

液,mL;V 为空白滴定是用去的0.01 mol/L标准硫酸溶 

酶、金属离子、植物有效成分等方面的研究,它的优势 

液,mL;N为硫酸标准溶液的当量浓度,mo]/L;0.014为 

逐渐得到了体现。但用双水相萃取技术来萃取豆类蛋 

1 mg当量氮的克数,g;6.25为氮的蛋白质换算系数;W 

白质的研究还少见报道。本研究提出采用PEG(6000)- 

为样品克数,g。 

Na2HP04 ̄水相体系来萃取鹰嘴豆豆粉中的蛋白质。考 

萃取率 = /]/1 xl00 

察了不同的盐、不同的PEG浓度对双水相形成的影响, 

竹2 

以及通过改变鹰嘴豆粉量、酸度、温度和恒温超声时间 

式中: 为富含蛋白质相中蛋白质含量,g;M2 ̄1] 

来选择最佳萃取条件,并在该条件下对鹰嘴豆中蛋白 人体系的鹰嘴豆豆粉中蛋白质的含量,g。 

质进行萃取的研究。实验结果证明此方法是可行的。 1.2.2鹰嘴豆蛋白的萃取 

准确称取鹰嘴豆粉15 g-r ̄3L氏定氮瓶中,JJIA25 mL 

1材料与方法 

浓硫酸,再称0.2 g无水硫酸铜和10 g硫酸钾,加热消化 

1.1试剂及仪器 

至溶液呈蓝绿色后,再加热消化30 arin,冷却至室温, 

鹰嘴豆:(市售),研碎后,120目过筛。 

转入到100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度线。采用微量 

聚乙二醇6OOO(PEG);氯化钠(NaO),溴化钠 

凯氏定氮法测该溶液中的含氮量,从而计算出鹰嘴豆 

(NaBr),磷酸氢二钠(NazHPO ),磷酸二氢钠 豆粉中蛋白质的含量。 

(NaH2PO ),磷酸钠(Na,P0 ),硫酸钠(N 04),亚硫酸 

在50 mL离心管中分别加2O mL 10%PEG溶液、然 

基础研究 魏玲,等:PEG(6000)一Na2HP04双水相体系在鹰嘴豆蛋白萃取中的应用 

23===一 

后再加3 g Na2HP04,在35 cC下恒温溶解,使其充分分 

相,加0.700 0 g鹰嘴豆粉,充分振荡使豆粉充分溶解, 

恒温超声15 min后,取出离心(大约3 000 r/min)3 min~ 

然后分别在同一条t ̄-v测各条件下的鹰嘴豆蛋白萃取 

率,结果如图l所示。 

5 arin,用微量凯氏定氮法测下相的含氮量,根据鹰嘴 

豆粉中的蛋白质含量计算出下相的萃取率。 

2结果与讨论 

2.1盐及其加入量对双水相体系的影响 

于一系列的20 mL比色管中,分别加入l0%PEG 

溶液10 mL,再分别改变Na2HP04、NaH ̄PO4、Na3PO4、 

NaBr、NaCI、Na2SO4、NaHsO 在体系中的加人量,测定盐 

及盐的用量对体系形成的影响。 

实验结果表明,NaBr、NaC1、NaHSO 的分相范围较 

小且分相能力很差。Na3PO 的分相能力较前3种要好, 

但容易形成三相,这对提取蛋白质就有一定的影响。当 

Na2sO 浓度大于2.0 g,体系出现分相,且成相情况较 

好。考虑到较大浓度的盐溶液对蛋白质有盐析作用,使 

蛋白质变性。且盐的使用量太大,会增加成本。PEG/ 

Na2HPO 双水相体系比PEG/NaH2PO 体系更易形成,且 

当加入1.5 g Na2HPO 时,相比接近于1,这样有利于萃 

取。这可能是因为受Na2HPO4和NaH2PO的酸度影响,体 

系的酸度变化能明显的改变两相得电位差,从而影响 

体系的形成问。且考虑盐浓度太大会出现盐析现象,所 

以本试验选择PEG/Na:HPO4 ̄k系为宜。 

2.2 PEG浓度对双水相体系的影响 

分别量取10 mL 10%、15%、20%、25%PEG溶液 

于4个20 mL[E色管中,再分别加1.5 g Na2HPO ,在35℃ 

下恒温10min后,冷却静置,成柑晴况见表1。 

表1不同浓度的PEG溶液对双水相体系形成的影响 

Table 1 Effect ofdiferent PEG concentration on aqueous two- 

phase systems 

由表1可见,随着PEG浓度的增加,相比也减小。可 

能是随着PEG浓度的增加,黏度变大,相界面张力也增 

大,溶质在相间的传递和在相中的扩散阻力大大增加, 

反而使得相比减小网。所以本实验选择浓度为10%的 

PEG溶液为宜。 

2.3鹰嘴豆粉加入量对萃取率的影响 

于6个50 mL离心管中分别加20 mL 10%PEG溶 

液,然后再1JI13 g Na2HP04,在35℃下恒温溶解,使其充 

分分相,/rl-N)J ̄人鹰嘴豆豆粉0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 g, 

60 

55 

瓣 

鬈50 

* 

45 

40 

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 

鹰嘴豆粉重量/g 

图I厦嘴豆粉加入量对犟取翠的影响 

Fig.1 Effect of chickpeas power content to protein extraction 

由图1可知,随着豆粉量的增加,溶解在下相的蛋 

白质的量也逐渐增多,萃取率也逐渐增大,当增大到一 

定位置后开始出现缓慢的下降,这可能是因为蛋白质 

在下相的溶解度达最大值,且豆粉量过多会减少豆粉 

、斟 粹 卜 

与水的接触,从而使得溶解度稍微有点下降。当豆粉量 

∞ 

在接近0.7敢 萃取率达最大值60.15%,所以本试验选 

择豆粉量选择为0.7 g为宜。 

2.4温度对萃取率的影响 

于5个50 mL离心管中分 ̄JIJJJ1]2o mL 10%PEG溶 

液、然后再加3 g Na2HPO ,在35℃下恒温溶解,使其充 

分分相,分别加入0.7 g鹰嘴豆粉,分别在30、35、40、45、 

50℃下恒温超声相同的时间,然后在其他相同条件下 

测各条件下的鹰嘴豆蛋白萃取率,结果如图2所示。 

3O 35 40 45 5O 

温度代 

图2温度对萃取率的影响 

Fig.2 Effect oftemperature to protein extraction 

由图2可以看出,随着温度的上升,萃取率也逐渐 

增大,温度升高能够加速分子运动,也可以增大蛋白质 

的溶解度。但考率到温度太高会使蛋白质变性,所以本 

实验选择温度为40℃。 

2.5恒温超声时间对萃取率的影响 

于5个50 mL离心管中分别加20 mL 10%PEG溶 

液、然后再加3 gNa2HPO ,在35℃下恒温溶解,使其充 

分分相,加入0.7 g的鹰嘴豆粉,在40℃的温度下进行 

I-==2 魏玲,等:PEG(6000)一Na2HP04双水相体系在鹰嘴豆蛋白萃取中的应用 基础研究 

恒温超声,分别超声5、10、15、20、25 min,然后在其它相 63.41%。而且太酸、太碱都会使蛋白质变性嗡。 

同条件下测各条件下的鹰嘴豆蛋白萃取率,结果如图3 

所示。 

仉 ∞ 铋 

2.7鹰嘴豆蛋白质的萃取率 

在50 mL大号离心管中 ̄112o mL 10%PEG溶液,加 

3 g Na2HPO ,在35℃下恒温使其加快溶解,使体系充 

分分相,调节体系pH为7.5,然后冷却至室温,然后加 

0.7 g(精确到0.000 1 g)鹰嘴豆粉,振荡使豆粉充分溶 

褂 

解,在40℃下恒温超声15min,取出离心(大约3000r/min) 

料 

时l司/min 

圈3恒温超声时间对萃取率的影响 

Fig.3 Effect ofuRrasoundtimetoprotein extraction 

从图3可知,随着恒温超声时间的加长,萃取率也 

逐渐增大,超声时间加长可以使体系充分与豆粉接触, 

大大提高了体系溶解蛋白质的量,从而使得下相的萃 

取率增大。从图3中可以看出当恒温超声超过15 min 

后,萃取率就基本不再上升。当恒温超声时间为 

15 min,此时萃取率为已达63.4l%,所以本试验选择 

恒温超声时间为15 min。 

2.6体系pH对萃取率的影响 

于5个50 mL离心管中分别加20 mL 10%PEG溶 

液、然后再加3 g Na2HPO4,在35℃下恒温溶解,使其充 

分分相,利用B—R缓冲溶液调节体系pH分别为6、7、 

7.5、8、9,然后在其它相同条件下测各条件下的萃取 

率,结果如图4所示。 

62 

6O 

拊 

58 

56 

pH 

圈4 pH对萃取率的影响 

Fig.2 pH in aqueous two-phase system to protein extraction 

由图4可知,体系pH对被萃取物的分配有很大的 

影响,体系的pH变化能明显的改变两相得电位差,体 

系pH与蛋白质的等电点相差越大,蛋白质在两相中的 

分配越不均匀。可以看出随着pH的增大,萃取率呈现 

先上升后下降的趋势,当pH 7.5时,萃取率达最大 

5 min 10 min后,取下相测其含氮量,数据见表2。 

表2蛋白质的萃取率 

Table 2 Effect ofaddition ofofchickpeas power content on 

protein partitioning properties 

由表2可知体系的萃取率为63.46%。 

3结论 . 

本文采用PEG/NazHPO 双水相体系萃取鹰嘴豆中 

的蛋白质,具有条件温和、提取速度快、操作简便、价 

廉,尤其无毒、无害,有利于后期对蛋白质的纯化及使 

用。 

1)PEG/Na HPO 双水相体系在适宜的萃取条件下 

能够对鹰嘴豆蛋白进行提取是可行的。 

2)实验结果表明最佳萃取条件为:PEG(6000)IO%, 

PEG—Na2HPO4的质量比为1:1.5,pH为7.5,温度柏℃,豆 

粉加入量为0.7 g。 

3)PEG/Na2HPO4双水相体系对鹰嘴豆蛋白的提取 

时蛋白质主要集中在下相。 

4)此条件下的萃取率为63.46%。 

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收稿日期:2010-11-13 

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