马铃薯蛋白组分的分离提取和功能性质研究

Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｔａｔｏ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｆｒａｃｔｉｏｎｓ
ＣＵＩ Ｚｈｕ·ｍｅｉ，ＨＵＡＮＧ Ｈａｉ—ｓｈａｈ，ＱＩＮ Ｈｕａｎ·ｈｕａｎ，ＰＩＡＯ Ｊｉｎ－ｍｉａｏ，ＱＩ Ｂｉｎ＊ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈｕ ２１５５００，Ｃｈｉｎａ）
２ 结果与分析
２．１马铃薯块茎蛋白的提取 经凯氏定氮分析，实验所用马铃薯块茎蛋向含晕为
１．９７％（以鲜质量计）。采用Ｎａ２Ｓ０３水溶液浸提法的蛋白 得率低于ＦｅＣｈ沉淀法…，但水提法简单无毒，适用于 食品生产。
马铃薯蛋白酸性组分在ｐＨ４时溶解性较小，而碱性 蛋白组分的在整个ｐＨ值范围内溶解度都较高，所以不 能用碱溶酸沉法分离马铃薯酸性、碱性蛋白组分。但 两者在盐溶液中的溶解性有所不同，碱性蛋白组分在纯 水中的溶解性明显低于盐溶液，可通过稀释蛋白盐溶液 或透析法使碱性蛋白组分析出。采用透析和等电点沉淀 相结合的工艺流程制备马铃薯酸性和碱性蛋白组分，获 得了较理想的得率，酸性蛋白为０．５３５％，碱性蛋白为 ０．７４１％（表１）。
１．３．２ 马铃薯蛋白组分的分离工艺流程 将马铃薯粗蛋白粉用１０９／１００ｍＬ ＮａＣＩ溶液溶解，
８０００ｒ／ｍｉｎ离心２０ｒａｉｎ。取上清液透析３６ｈ，４℃、５０００ｒ／ｒａｉｎ 离心２０ｒａｉｎ，所得沉淀冻干得马铃薯碱性蛋白组分。再
调节离心所得上清液至ｐＨ４．０，４℃、８０００ｒ／ｒａｉｎ离心 ２０ｍｉｎ，所得沉淀为马铃薯酸性蛋白，调节至ｐＨ７．０， 冻干备用。具体操作流程见图１。
ｐａｔａｔｉｎ，后者主要成分是２０－－一２４ｋＤ蛋白酶抑制剂和多肽。 关于马铃薯浓缩蛋白和分离蛋白的制备【ｓ．ｓ１、纯化１９ｄｔｌ
及功能性质【１２ｍｌ研究较多，而对酸性蛋白组分和碱性蛋 白组分的分离提取研究较少。Ｒａｌｅｔ等１１４１采用离子交换层 析法获得了酸性和碱性蛋白组分，并对它们的溶解性、 热稳定性和乳化性等部分性质做了研究。此法制备的马
１．３．４．３
。
吸油性的测定
取０．５９蛋白样品于刻度１０ｍＬ离心管中，加入５ｍＬ
色拉油，混匀ｌｍｉｎ，在室温下静置３０ｍｉｎ，然后３０００ｒ／ｍｉｎ
离心３０ｍｉｎ，测量其上清液体积，用５ｍＬ减去上清液体
积即为样品吸油量。
１．３．４．４ 起泡性的测定
０．５９样品溶解到１００ｍＬ蒸馏水中，调节至ｐＨ７．０， 然后在１００００ｒ／ｍｉｎ的组织捣碎匀浆机中均质２ｍｉｎ，记录 均质停止时泡沫的体积。
１．３．３．２
蛋白纯化和沉降系数的测定。
采用ＡＫＴＡ ｐｒｉｍｐｌｕｓ液相色谱系统进行蛋白纯化（装 ｓｅｐｅｒｄｅｘ７５ １０／３００ＧＬ柱）。ｌｍＬ样液上样，洗脱液的Ｔｒｉｓ．
ＨＣＩ（０．１ｍｏｌ／Ｌ，ｐＨ ７．５），洗脱流速０．８ｍＬ／ｒａｉｎ。测移Ｃ降
系数的测定，参见Ｗｏｌｆ法【１５】。
１．３．４ 马铃薯蛋白组分食品功能性质
ｆＩ删ＯｌｌＳ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｔａｔｏ ｐｒｏｔｅｉｎ
ＷａＳ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｇ ｄｉａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｒｅ虹ｐｉｔａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐａｒｔｉａｌ ｐｈｙｓｉｃｏ－
１）ｌ惴ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
１．３．４．５
乳化性的测定
用Ｏ．２ｍｏｌ／Ｌ磷酸缓冲液（ｐＨ ７．０）配制０．１９／１００ｍＬ的蛋 白液，取４５ｍＬ蛋白液与１５ｍＬ大豆油于高速组织捣碎机
万方数据
７８
２０１１，Ｖ０１．３２，Ｎｏ．０３
良晶科学
※基础研究
中均质（１００００ｒ，ｍｉｎ）ｌｍｉｎ，制成白色乳状液。立即从乳 液底部吸取０．５ｍＬ乳浊液，加２５ｍＬ ＳＤＳ（０．１９／１００ｍＬ）， 充分混匀后在５００ｎｍ波长处测其吸光度Ａ湖。，即得： 乳化活性（ＥＡＩ）＝Ａｓｏｏｍ ｘ １００。
１．３．４．１
表面疏水性的测定
表面疏水性测定，采用荧光探针ＡＮＳ法［１６１，略
有改动。用０．０１ ｍｏｌ／Ｌ ｐＨ ７．０缓冲液配制不同质量浓 度的蛋白质溶液（Ｏ．１、０．２、０．３、０．４、Ｏ．５ｍｇ／ｍＬ）和 ８．０ｍｍｏｌ／Ｌ的１．苯胺基．８一萘磺酸（ＡＮＳ）溶液。检测前取
２０“Ｌ ＡＮＳ溶液加到４ｍＬ蛋白质溶液中，混合均匀，
ＧＥ．
Ａｍｅｒｓｈａｍ公司；ＲＦ．５３０１ＰＣ荧光分光光度计 日本岛
津公司。
１３ 方法
１．３．１ 马铃薯块茎总蛋白的提取 总蛋白的提取参照文献【１２】并做修改。 新鲜马铃薯切成片，加少量０．５９１１００ｍＬ的Ｎａ：ＳＯ，
溶液打成匀浆，滤去薯渣后６０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ。调 节上清液至ｐＨ４．０，离心取沉淀。将沉淀调节至ｐＨ７．０， 冻干得粗蛋白粉。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｔａｔｏ ｐｒｏｔｅｉｎ；ｉｓｏｌａｔｉｏｎ；ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
中图分类号：ＴＳ２０１．２１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２．６６３０（２０１ １）０３．００７６．０５
植物性蛋白对于人类营养具有重要意义。马铃薯资 源丰富，我国年产鼍约６０００万ｔ，居世界前列，但加 工量只占总产鼍的１０％左右。目前对马铃薯的研究主要 集中在糖蛋白ｐａｔａｔｉｎ、蛋白酶抑制荆和低分子质鼍抗菌 肽等的生理作用１１．４ｌ。而马铃薯蛋白多被作为淀粉生产过 程中的废料成分，食品利用较少。马铃薯贮藏蛋白主要 分为酸性组分和碱性组分，前者主要成分为糖蛋白
上清液一Ｉ
ｌ
碱性蛋白组分Ⅳ
图１ 马铃薯蛋白组分的分离工艺ຫໍສະໝຸດ Baidu程
啦ｌⅨ赡眦ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｓｏｈｆｉｏｎ ｏｆ
ｐｏｔａｔｏ ｐｒｏｔｅｉｎ
１．３．３ 马铃薯蛋白组分理化性质
１．３．３．１
蛋白得率和纯度的测定
蛋白质浓度测定：采用Ｂｒａｎｄｆｏｒｄ法；总蛋白质含
量：采用微量凯氏定氮法（Ｎ×６．２５）。
蛋白质得率，％：塑鱼至鱼竺垦墨堡
马铃薯总质量／ｇ
微最凯氏定氮法测定总蛋白的纯度；ＳＤＳ—ＰＡＧＥ电 泳测定各蛋白组分的纯度，ＳＤＳ．ＰＡＧＥ采用不连续垂直 板状凝胶电泳，凝胶厚度１ｍｍ，浓缩胶５％，分离胶
１ ２％，凝胶分析用Ｂｉｏ。Ｒａｄ公司的Ｑｕａｔｉｔｙ．Ｏｎｅ软件。
１．２ 仪器与设备’
Ｄｅｌｔａ ３２０型精密ｐＨ计 瑞士Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ公司； ＡＯＬＰＨＡ １－２ＬＤ Ｐｌｕｓ型冷冻干燥机 德国Ｃｈｒｉｓｔ公司；
电泳仪、ＭｉｌｌｉＱ超纯水装置
美国Ｂｉｏ．Ｒａｄ公司；
ＰｒｏｔｅｏｍｅＬａｂ ＸＬ—１分析型超速离心机 美国Ｂｅｃｋｍａｎ公
司；ＡＫＴＡ ｐｒｉｍｐｌｕｓ液相色谱系统液相系统
铃薯蛋自组分的纯度较高，但成本高、得率低，不适 用于规模生产。
马铃薯蛋白营养均衡，是极具潜力的食品蛋白来 源。目前国内外未见马铃薯酸性蛋白组分和碱性蛋白组分 同时分离提取的工艺流程以及沉降系数、表面疏水性等性 质的研究报道。因此本实验对此进行研究，以期可提高 马铃薯的产品附加值和综合利用率，解决马铃薯加工厂淀 粉废液直接排放的污染问题，同时为马铃薯蛋白的深入研 究及产品开发参考。
ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｗａｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｉｄ
ａｎｄ ａｌｋａｌｉｎｃ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｌ＇ａｃｔｉｏｌｌ ｏｆ ｐｏｔａｔｏ ｔｕｂｅｒ ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｏ．５３５％ａｎｄ ０．７４１％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｕｒｉｔｙ ｗｅ∞９２．５％ａｎｄ ８９．２％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ａｃｉｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｒａｃｔｉｏｎ’ｓ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗａｓ ５Ｓ，ｃｏ璐ｉｓｔｈｌｇ ｐｒｉｎｃｉｐａｌｌｙ ｏｆｏｎｅ ｓｕｂｕｎｉｔ ｂａｎｄ ｗｉｔｈ ａｐｐａｒｅｎｔ Ｍｗ ４１ ｋＤ．Ｔｈｅ ａｌｋｌＪ／ｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｒａｃｔｉｏｎ＇ｓ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗａｇ ８Ｓ。ｗｉｔｈ ４ ｓｕｂｕｎｉｔ ｂａｎｄｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ＳＤＳ－ ＰＡＧＥ ｐａｔｔｅｒｎ，ａｎｄ ａｐｐａｒｅｎｔ Ｍｗ ２５，２３，２２ ｋＤ ａｎｄ １６ ｋＤ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ５Ｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｓｈｏｗｅｄ ｇｒｅａｔｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ。 ｆａｔ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｎｄ ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｗｈｉｌｅ ｌｏｗｅｒ ｓｕｌｆｈｙｄｒｙｌ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｆｏａｍｉｎｇ ｃａｐａｃｉ哆．Ｔｈｅ ８Ｓ行敞晒衄ｓｈｏｗｅｄ ｇｒｅａｔｅｒ ｓｕｌｆｈｙｄｒｙｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｆｏａｍｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｈａｎ ５Ｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｔａｔｏ ＷＣＩ＇ｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｃｈｏｉｃｅ ｆｏｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｏｏｄｓ．
万方数据
※基础研究
良晶科学
２０１１，Ｖ０１．３２，Ｎｏ．０３ ７７
三（羟甲基）氨基甲烷（Ｔ ｒｉ Ｓ）、十二烷基硫酸钠
（ＳＤＳ）、丙烯酰胺（Ａｃｒ）、ｒ哑硫酸氧钠（ＳＢＳ）、过硫酸氨
（ＡＰ）、四甲基乙二氨（ＴＥＭＥＤ）、１．苯胺基．８．萘磺酸
（ＡＮＳ）、苯甲基磺酰氟（ＰＭＳＦ） 美国Ｓｉｇｍａ公司；其他 所用试剂均为分析纯。
７６
２０１１，Ｖ０１．３２，Ｎｏ．０３
垦晶科学
※基础研究
马铃薯蛋白组分的分离提取和功能性质研究
崔竹梅，黄海珊，秦欢欢，朴金苗，齐斌毫 （常熟理工学院生物与食品工程学院，江苏常熟 ２１５５００）
摘要：采用透析与等电点沉淀相结合的工艺方法提取分离马铃薯块苇蛋白组分；并对其理化性质和功能性质进行 检测。结果显示：此提取工艺流程合理易行，马铃薯块茎酸性蛋白组分和碱性蛋白组分的得率分别为０．５３５％、 ０．７４１％；纯度分别为９２．５％、８９．２％；酸性蛋白组分沉降系数５Ｓ，分子质量８２ｋＤ：碱性性蛋白组分沉降系数８Ｓ， 分子质量１４０ｋＤ。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳图谱表明５ｓ蛋白组分有１条亚基带；８ｓ蛋白组分有４条亚基带。５ｓ蛋白组分的 表面疏水性、吸油能力、乳化性显著高于８Ｓ蛋白组分；而８Ｓ蛋白组分的总巯基含量以及起泡性高于５Ｓ蛋白组分。 马铃薯蛋白组分可以作为功能食品的蛋白添加原料。 关键词：马铃薯蛋白；提取分离；功能性质
不溶物Ｉ一
离，Ｃ，，（５０００ｒ／ｍｉｎ，２０ｒａｉｎ。４℃）
中Ｉ 和一沉淀一ｌＩ
—ｐＨ７．０，冷冻干燥
上清液
ｌ
１
碱性蛋自组分ＩＩ离心（８０００ｒ，叫ｎ，２０ｒａｉｎ，４℃）
加热干燥（４０℃）一沉淀一一调节举ｐｌ－１５．５，搅拌
ｌ
ｌ
中间产物Ⅲ
上７｝‰节ｐＨ４．ｏ，搅拌
离，巴，（５０００ｒ／ｍｉｎ，２０ｒａｉｎ，４＂Ｃ＇
迅速测定混合液的荧光强度。激发波长为３９０ｎｍ，发
射波长为４７０ｎｍ。以蛋白质浓度为横坐标，荧光强度
为纵坐标作图，曲线的斜率即为蛋白质分子的表面疏
水性指数。
１．３．４．２
巯基含量测定
参照Ｋａｃｈａｎｅｃｈａｉａ等１１７１的方法测定巯基含量。取蛋
白样品６０ｍｇ溶于１０ｍＬ Ｔｒｉｓ—Ｇｌｙ缓冲液（含０．００４ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ、８ｍｏｌ／Ｌ尿素，ｐＨ８．０），１００００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ， 取上清液测游离巯基（一ＳＨＦ）和总巯基（一ＳＨｔ）含量。
１ 材料与方法
１．１ 材料与试剂 新鲜马铃薯 市售。
收稿日期：２０１０．０５．２４ 作者简介：崔竹梅（１９７７一），女，博七研究生，研究方向为粮食油脂与植物蛋白工程。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｕｍｅｉｃｕｉ０６２３＠ｙａｈｏｏ．ｃｎ 事通信作者：齐斌（１９６５一），男，教授，博士，研究方向为粮食油脂与植物蛋白工程。Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｉｂｉｎ６５＠１２６．ｃｏｍ
Ｔａｂｌｅ １
表１ 马铃薯蛋白的得率和纯度
Ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｐｕｒｉｔｙ ｏｆ ｐｏｔａｔｏ ｔｕｂｅｒ ｐｒｏｔｅｉｎ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ
如用马铃薯粗蛋白粉为对照，则酸性蛋白的得率为 ３７．７％，碱性蛋白为５２．２％。酸性蛋白蛋白得率低，但 纯度较高，达到９２．５％；而碱性蛋白的纯度略低，为 ８９．２％。同时本工艺流程简单町行，无外来污染物的引 入，在工业生产中可以用超滤技术取代透析过程，提 高生产效率。 ２．２ 马铃薯蛋白组分沉降系数的测定