海鲜菇蛋白质提取条件的优化

1、Process Tech no logydoliO：. 16736/41-1434/ts.2018.22.034海鲜菇蛋白质提取条件的优化Hypsizygus Marmoreus金周雨1,丁淼1，康骁1,荆波1,高玉涵1,国微2,(1.吉林农业大学生命科学学院，吉林 长春1301182.吉林北华大学理学院，吉林 吉林1320132 1Wei , Song Hui130118, China;132013, Chi na)1 1 11 1Jin Zhouyu , Ding Miao , Kang Xiao , Jing Bo , Gao Yuhan , Guo (1.College of Life

2、 Science, Jilin Agricultural University, Changchun 2.College of Science , Beihua University , Jilin摘 要：海鲜菇具有很高的营养价值，是一种药食两用珍稀食用菌。本实验以海鲜菇为实验材料，通过单 因素试验和正交试验，采用热水浸提法对其蛋白质进行提取。以蛋白质提取率为标准，对提取温度、提取时间 和料液比3个主要影响因素进行了筛选，获得海鲜菇蛋白质提取的最佳工艺。结果表明，当温度为80 C、时间为1 h、料液比为1 : 60时，海鲜菇蛋白质的提取率最高为 4.670%关键词：海鲜菇；蛋白质；热水浸提；正

3、交试验Abstract : Having a high nutritious,Hypsizygus marmoreusis a kind of rare fungi with edible and medicinalvalue. In this experiment, Hypsizgus marmoreus was used as experimental material, and its protein was extracted by hot water extractio n method through si ngle factor test and orthogo nal test

4、. With the extractio n rate of prote in as the sta ndard, we scree ned the three main factors, those are extract ion temperature, extract ion time and liquid-solid ratio, to obta in the best extracti on tech no logy of the prote in fromHypsizygus marmoreusThe results showed that extracti on rate of

5、prote in from Hypsizygus marmoreusis highest reach ing to 4.670% whe n the con diti on is the temperature 80C、 time 1 h an dli60id-solid ratio 1Key words : Hypsizygus marmoreus Prote in; Hot water extract ion method; Orthogo nal experime nt中图分类号：TS209#/ 现代食品 XIANDAISHIPINProcess Tech no logy#/ 现代食品

6、XIANDAISHIPINProcess Tech no logy海鲜菇隶属担子菌门层菌纲伞菌目白蘑科玉蕈属，又被称为玉蕈、斑玉蕈、鸿喜菇、真姬菇等，是目前 风靡食用菌市场的珍稀菇种之一，在日本享有"闻则松茸，食则玉蕈”的美誉。海鲜菇不仅质地极为爽脆， 而且味道也极为鲜美，近年来在日本被广泛用作食品 或调味品2。海鲜菇不仅含有对人体有益的黄酮和酚 类等营养成分，是一类富含矿质元素的低热量、低脂肪、 高蛋白的大型食用菌3,而且还具有抗炎症、抗氧化、 抗肿瘤、提高机体免疫力等功效4-5。目前，在人工栽 培和活性成分的鉴定是国内外学者对海鲜菇研究的重 要方面，而对海鲜菇主要营养成分的利用和

7、深度开发 比较欠缺。本实验选取海鲜菇为实验材料，通过单因125/ 现代食品 XIANDAISHIPINProcessTech no logy工艺技术素试验和正交试验优化海鲜菇蛋白质的提取条件 海鲜菇进一步开发和应用提供科学依据。1材料与方法1.1材料与仪器，为 中，加入100 mL 85%磷酸试剂，充分溶解后加水定 容至1000 mL,混匀过滤备用。标准蛋白质溶液(0.1 mg mL牛血清白蛋白)。精确称取牛血清蛋白25 mg,加蒸馏水充分溶解后定容至 100 mL ,吸取定 容好的溶液40 mL ,用蒸馏水稀释至100 mL即为标准 蛋白质溶液。/127XIANDAISHIPIN 现代食品&

8、amp;/#反ProcessTech no logy工艺技术1.1.1材料海鲜菇，由吉林农业大学菌物所提供。1.1.2试剂及配制考马斯亮蓝G-250溶液。考马斯亮蓝G-250粉末0.10 g精确称取于含有50 mL 95%乙醇的烧杯以上所用试剂均为分析纯1.2主要仪器设备主要仪器设备见表1。/127XIANDAISHIPIN 现代食品&/#反ProcessTech no logy工艺技术/127XIANDAISHIPIN 现代食品&/#反ProcessTech no logy工艺技术表1实验仪器表仪器型号生产厂家凯氏定氮仪Kjeltec 8100丹麦福斯公司电热恒温鼓风干燥箱D

9、HG- 9073BS-山上海新苗实业有限公司台式离心机TDE- 60C上海安亭科学仪器厂数显恒温水浴锅HH-2金坛市富华仪器有限公司电子天平ALC 210.3德国赛奥利斯科学仪器有限公司微型高速万能试样粉碎机FW-80河北省黄骅市新兴电器厂紫外可见分光光度计TU-1810北京普析通用仪器有限责任公司磁力加热搅拌器CJJ-931江苏金坛市环宇科学仪器厂/127XIANDAISHIPIN 现代食品&/#反ProcessTech no logy工艺技术1.3实验方法1.3.1标准曲线的绘制取出6支试管，然后将试管分别编号为1、2、3、4、5、6,再依次往试管中吸取标准蛋白质溶液 0.00、0

10、.20、 0.40、0.60、0.80、1.00 mL ,加入蒸馏水至 1.00 mL , 然后加入5.00 mL考马斯亮蓝G-250溶液，振荡混匀后， 室温条件下反应5 min,于波长595 nm处测定吸光度值, 以蛋白质含量为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标 准曲线。1.3.2样品提取液的蛋白质含量测定样品提取液中蛋白质含量测定应用考马斯亮蓝法。蛋白质提取含量按公式(1)的计算。(1)式(1)中，W。表示根据标曲计算的蛋白质含量值， 单位g; Vt表示提取液总体积，单位mL; W,表示 样品干重，g; Vs表示测定时加样量，mL。1.3.3计算海鲜菇蛋白质提取率通过凯式定氮法(GB 500

11、9.5-2016)测定样品的总 蛋白，按公式(2)计算海鲜菇蛋白质提取率。(2)式(2)中，Mk表示样品提取的蛋白质质量，单位mg; Mz表示样品测得的总蛋白质质量，单位mg。 海鲜菇蛋白质提取的单因素实验(1) 单因素实验中提取温度的确定。在海鲜菇蛋 白质提取时间和提取料液比处理条件不变的条件下 ， 选择5个提取温度，筛选不同提取温度的蛋白质提取 率。即当海鲜菇蛋白质提取时间为 1.5 h,提取料液比 为1 : 60,提取温度分别为70、75、80、85 C和90 C时, 进行海鲜菇蛋白质提取条件筛选。(2) 单因素实验中提取时间的确定。在海鲜菇蛋 白质提取料液比和提取温度处理

12、条件不变的条件下 ， 选择5个提取时间点，筛选不同提取时间下的蛋白质提取率。即当海鲜菇蛋白质提取料液比为 1 : 60,提 取温度为80 C,提取时间分别为0.5、1.0、1.5、2.5 h 和3.0 h时，进行海鲜菇蛋白质提取条件筛选。（3）单因素实验中提取时料液比的确定。在海鲜菇蛋白质提取时间和提取温度不变的条件下，选择5个提取料液比不同比例，筛选不同提取料液比的蛋白 质提取率。即当海鲜菇蛋白质提取的时间为 1.0 h,提 取温度为80 C,提取料液比分别为1 : 30、1 : 40、1 : 50、1 : 60和1 : 70时，进行海鲜菇蛋白质提取 条件筛选。海鲜菇蛋白质提取

13、的正交试验根据单因素实验结果确定正交试验的方法，以海鲜 菇蛋白质提取率为标准，设计三因素三水平正交试验表， 以进一步对海鲜菇蛋白质的提取条件进行优化,见表2。表2正交试验各因素及水平表因素水平:1:A时间/min B料液比/g niLC温度厂C10.51 :407521.01 :508031.51 :60852结果与分析2.1海鲜菇蛋白质提取的标准曲线以蛋白质含量（卩g）作为横坐标，测得的吸光 度（OD）值为纵坐标，绘制标准曲线，回归方程为Y=0.006 4X+0.011 8, R2=0.997 1,式中 Y为吸光度，X2.2单因素对海鲜菇蛋白质提取含量的影响2.2.1海鲜菇蛋白质提取条件中提

14、取温度的影响当海鲜菇蛋白质提取时间为1.5 h,提取料液比1 : 60,提取温度分别为70、75、80、85 C和90 C, 实验结果见图2。501.00 1111旳 75帥8590捉取温度/匸图2提取温度对海鲜菇蛋白质提取率的影响图由图2可见，蛋白质提取率伴随着温度的升高先升 高后降低，当温度为80 C时，蛋白质提取率最高。提取 温度提高可以改进蛋白质的溶解性能，从而提高蛋白质 的提取率；另外，在考虑蛋白质提取率的同时，也要兼 顾蛋白质的品质，温度过高，蛋白质会变性失活。基于 这样的分析，蛋白质提取温度不易定得过高。当海鲜菇 蛋白质提取温度是80 C时，蛋白质提取率达到2.135%。 2.2

15、.2提取时间对海鲜菇蛋白质提取含量的影响当海鲜菇蛋白质提取料液比为 1 : 60,提取温度 80 C,时间分别为 0.5、1.0、1.5、2.0 h 和 2.5 h,结果 见图3。提取时间图3提取时间对海鲜菇蛋白质提取率的影响图由图3可见，海鲜菇蛋白质的溶出是当时间达到1.0 h时，蛋白提取率达到最高，而随着时间延长可能蛋白质降解造成蛋白质含量降低。当海鲜菇蛋白质提取时间为1.0 h时，蛋白提取率达到3.118%。223提取料液比对海鲜菇蛋白质提取含量的影响当海鲜菇蛋白质提取时间为1.0 h,提取温度80 C, 提取料液比分别为 1 : 30、1 : 40、1 : 50、1 : 60 和1 :

16、 70,结果见图4。间为1 h时，蛋白提取率最高，达到3.118%。单因素 实验中，当提取料液比1 : 50时，蛋白提取率最咼，达 到3.950%。正交试验表明，海鲜菇蛋白质提取最佳提 条件为提取时间为1 h,料液比为1 : 60,提取温度为 80 C,在此条件下海鲜菇蛋白质的提取率是4.670%。表3正交实验结果表/127XIANDAISHIPIN 现代食品&/129反ProcessTech no logy工艺技术提取料液比图4提取料液比对海鲜菇蛋白质提取率的影响图由图4可见，海鲜菇蛋白质提取率伴随着溶液的 增多先升高后降低，当料液比为1 : 50时，蛋白质提 取率最高。随着物料与溶

17、液的接触面的增加，易于蛋 白质溶出，而当料液比大于1 : 50时，蛋白质提取率 总体是下降的。当海鲜菇蛋白质提取料液比1 : 50时, 蛋白提取率达到3.950%。2.3正交试验优化海鲜菇蛋白质提取工艺在单因素实验的基础上，进行正交试验进一步 优化海鲜菇蛋白质热水浸提条件 。正交试验的结果 见表3。正交试验的评价指标是蛋白质提取率 。根据正交 试验结果，判断工艺参数的影响大小为提取料液比 （B） 提取温度（C）提取时间（A）。最佳的工艺条件 为A2B3C2的条件，即加热时间为1 h,海鲜菇粉与液 体的比例为1 : 60,提取温度为80 C,在此条件下海 鲜菇蛋白质的提取率最大达到4.670%。

18、3结论单因素实验中，当提取温度80 C时，蛋白质提 取率最高，达到2.135%。单因素实验中，当提取时序号A时间/hB料液比C温度/C提取率/%13123.47021213.60032324.67041133.25552113.24463233.53173213.97182334.65391324.351K111.2069.96910.815K212.56712.62112.491K310.97213.67411.439K13.7353.3233.605K24.1924.2074.164Ka8.0784.5583.813R1.5953.7051.6764讨论蛋白质是生物活性物质，在生物体中具有

19、重要作 用，是机体营养的主要来源。在动植物及菌类中含有 较高的蛋白质成分。刘畅等采用响应面法对北五味 子水溶性糖蛋白提取工艺进行优化，发现最佳工艺条 件是料液比1 : 35 （g m-L）,碱提液pH为9.5,浸 提温度35 C,浸提时间3 h时，糖蛋白提取率最咼。 在本实验中，对海鲜菇蛋白质的提取以蛋白质提取率为 标准，所以在实验的设计中对温度、pH的条件设计范 围比较宽。如果对蛋白质活性要求较高，不仅考虑提取/127XIANDAISHIPIN 现代食品&/#反ProcessTech no logy工艺技术/127XIANDAISHIPIN 现代食品&/131反Process

20、Tech no logy工艺技术/127XIANDAISHIPIN 现代食品&/#反ProcessTech no logy工艺技术溶液的酸碱度，而且提取温度不宜过高，否则可能会破 坏蛋白质的二级结构，使其生物活性降低甚至破坏。参考文献：1 柴美清，李 青，韩鹏远，等 .11种海鲜菇的菌 丝生长特性比较J.农学学报，2018, 8 (10): 65-69.2 王丽，罗红霞，李淑荣，等 .海鲜菇氨基酸组 成分析及营养评价J.食品工业科技，2016,37(21): 338-341 , 346.3 李淑荣，王丽，倪淑君，等 .海鲜菇营养成分 分析J. 食品工业，2018, 39 (2) : 3

21、11-313.4 Min L , Sh a ngsha ng L , Xiuxiu W etal.Characterization,anti-oxidationand antiinflammationof polysaccharides by Hypsizygusmarmoreus aga instLPS-i nduced toxicity onlungJ.IntJ Biol Macromol,2018 (111)：121-128.5 HuiC, Haibo H, Hong W et al.Hydrogen-rich water mediates redox regulationof thea

22、ntioxidantsystem, mycelialregenerationand fruitingbody developmentin Hypsizygusmarmoreu$J.Fungal Biol, 2018 (122)： 310-321. 孙佳佳，王瑞华，张立强，等 .碱蓬中蛋白质和 膳食纤维的含量测定J.山东化工，2018, 47 (6): 78-79.7刘畅，田双，杨洋，等 .响应面法优化北 五味子水溶性糖蛋白提取工艺J.食品研究与开发， 2017, 38 (10): 38-43.基金项目：吉林农业大学国家级大学生创新创业 训练计划项目支持“蘑菇豆腐凝胶条件的筛选”(编号： 20171019300)。作者简介：金周雨(1984)，女，硕士，初级 实验师；研究方向为菌物生物化学。/127XIANDAISHIPIN 现代食品&/#反ProcessT