甘薯糖蛋白提取、純化研究.pdf

1、現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究結(jié)果表明，甘薯中含有豐富的粘液蛋白（糖蛋白），對人體有特殊的保護(hù)作用，它能保持消化道、呼吸道、關(guān)節(jié)腔和漿膜腔的潤滑和心血管的彈性，同時(shí)也能防止動(dòng)脈硬化以及肝臟、腎臟結(jié)蒂組織的萎縮，從而減慢了人體器官的老化速度。對于這種具有獨(dú)特生理功能的粘液蛋白若采用現(xiàn)代提取分離技術(shù)將其分離提取，進(jìn)行保健作用方面的應(yīng)用研究，將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
　　 目前國內(nèi)外對于甘薯糖蛋白的研究主要集中在其功能特性方面，對于甘薯糖蛋白

2、的分離提取、純化、組分等方面的研究報(bào)道則較少。本課題主要對甘薯糖蛋白提取、純化和該過程中所遇到的若干問題，以及純化后甘薯糖蛋白結(jié)合多糖的組分進(jìn)行了深入分析和研究，主要的內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 首先對甘薯粗糖蛋白的提取工藝路線進(jìn)行了研究，確定甘薯粗糖蛋白提取的工藝路線為：
　　 甘薯粉→熱水浸提→抽濾得到浸提液→浸提液真空濃縮→醇析過夜→離心棄上清→少量水溶解→sevage法去除游離蛋白→離心→取水層透析→透析內(nèi)液醇析過夜

3、→離心→沉淀真空干燥→甘薯粗糖蛋白。
　　 目前，對于甘薯中糖蛋白含量的測定多通過生化手段分離后再進(jìn)行測量、計(jì)算，其方法較為繁瑣，且具有大的局限性。糖蛋白是以共價(jià)鍵與糖相連接的蛋白質(zhì)，所以甘薯中糖蛋白的含量就可能與其中可溶性糖的含量或者可溶性蛋白質(zhì)的含量有關(guān)。通過研究不同品種甘薯中的可溶性糖、蛋白質(zhì)和糖蛋白含量的關(guān)系，以及甘薯在儲藏期間可溶性糖、蛋白質(zhì)和糖蛋白含量的變化，希望能夠找出這三種物質(zhì)在含量上的相關(guān)關(guān)系，為提取甘薯糖蛋白

4、原料的選擇提供參考指標(biāo)。通過對甘薯中可溶性糖、蛋白質(zhì)含量和糖蛋白含量的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)：甘薯糖蛋白含量高低和甘薯中可溶性蛋白質(zhì)含量的高低具有一定的相關(guān)性，可溶性蛋白質(zhì)的含量水平可以作為衡量糖蛋白含量高低的一個(gè)評判指標(biāo)。通過對變化關(guān)系進(jìn)行回歸性分析，得到甘薯粗糖蛋白含量與可溶性蛋白質(zhì)含量的關(guān)系式為：Y2=Y1-X-4E-0.0066。其中，Y1為可溶性蛋白質(zhì)的百分含量，Y2為粗糖蛋白的百分含量，X為甘薯儲藏天數(shù)（范圍為：0～75），E為常數(shù)

5、，其值約為2.7182。
　　 甘薯糖蛋白提取研究：采用熱水浸提法和超聲輔助提取法對甘薯糖蛋白提取進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，熱水浸提法提取甘薯糖蛋白的最佳工藝條件為：提取溫度50℃，提取料液比1：20，提取時(shí)間1h，提取次數(shù)3次，在此條件下，粗糖蛋白的得率可達(dá)到1.48％。超聲輔助提取法提取甘薯糖蛋白的最佳工藝條件為：超聲輸出功率60％，溫度50℃，料液比1：10，時(shí)間60min，次數(shù)3次，在此條件下，粗糖蛋白的得率可達(dá)到1.9

6、3％。通過兩種提取方法的比較發(fā)現(xiàn)，超聲波輔助提取法較之熱水浸提法，具有提取效率高、提取時(shí)間短、提取溶劑用量少等優(yōu)點(diǎn)，是比較合適的提取方法。
　　 甘薯粗糖蛋白脫色研究：甘薯原料中含有的色素及其有些易被氧化成分（如多酚等）在提取過程中會帶入提取物中，這些成分跟空氣中的氧氣接觸后被氧化生成類黑色素，從而造成甘薯粗糖蛋白顏色較深（棕黃色、有時(shí)為褐色）。為了解決這一問題，實(shí)驗(yàn)采用過氧化氫和乙醇對甘薯粗糖蛋白進(jìn)行脫色。過氧化氫較佳的脫色工

7、藝條件為：過氧化氫添加量2ml/100ml，脫色時(shí)間為3小時(shí)，pH為9，脫色溫度50℃，脫色1次，此條件下粗糖蛋白平均白度為44.66；乙醇較佳的脫色工藝條件為：乙醇濃度71％.添加量110ml/10g，脫色時(shí)間1.7h，脫色2次，此條件下粗糖蛋白平均白度僅為34.84。采用過氧化氫和乙醇的較佳脫色工藝條件，將兩種方法先后使用于同一批粗提取物進(jìn)行脫色，粗糖蛋白平均白度可達(dá)46.55。這說明，兩種脫色劑共同使用時(shí)，能更有效的脫除甘薯粗糖蛋

8、白的顏色。
　　 類黑色素物質(zhì)是甘薯粗糖蛋白中易被氧化物質(zhì)跟空氣中的氧氣反應(yīng)而產(chǎn)生，不同的干燥方法就會對粗糖蛋白的顏色產(chǎn)生大的影響，實(shí)驗(yàn)證明對甘薯粗糖蛋白色澤影響從小到大的干燥方法依次為：冷凍干燥法>真空干燥法>溶劑干燥法>自然干燥法，四種干燥方法干燥所得粗糖蛋白的平均白度從高到低分別為：56.32（冷凍干燥法）、45.94（真空干燥法）、31.40（溶劑干燥法）、24.49（自然干燥法）。
　　 甘薯糖蛋白純化研究：在

9、甘薯糖蛋白純品的制備中，粗糖蛋白溶液分別經(jīng)過DEAE-52纖維素柱層析，以及Sephadex G-100柱層析后為單一峰，且多糖峰與蛋白峰重疊，這說明粗糖蛋白溶液已得到了純化，收集得到純品SPG-11溶液。
　　 通過計(jì)算得到SPG-11中的蛋白質(zhì)質(zhì)量為：6.187mg。測定SPG-11中結(jié)合蛋白組分含量為23.3％，則計(jì)算得到結(jié)合多糖組分含量為76.7％，純品SPG-11的質(zhì)量應(yīng)該為：26.554mg（實(shí)際得到17.8mg），

10、占粗品的26.6％（粗品上樣量為0.1g）。糖蛋白純品SPG-11的得率為0.32％（粗糖蛋白得率為1.21％）。
　　 SPG-11經(jīng)糖化酶水解之后，薄層分析得到了四個(gè)斑點(diǎn)，所得到的單糖斑點(diǎn)經(jīng)計(jì)算比移值后與標(biāo)準(zhǔn)單糖對照確定：1號斑點(diǎn)處為鼠李糖，2號斑點(diǎn)處為葡萄糖，3號斑點(diǎn)處為半乳糖，4號斑點(diǎn)處為低聚糖。因此，可以得出SPG-11中含有三種單糖，含量從大到小依次為：葡萄糖>半乳糖>鼠李糖，并且大致比例為葡萄糖：半乳糖：鼠李糖=1