牛蒡蛋白的提取與功能特性研究

1、圖書分類號：密 級：畢業(yè)設(shè)計(論文)牛蒡蛋白的提取與功能特性研究STUDY ON THE EXTRACTION AND FUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF PROTEIN FROM THE BURDOCK學(xué)生姓名學(xué)院名稱食品（生物）工程學(xué)院專業(yè)名稱食品科學(xué)與工程指導(dǎo)教師2010年6月10日徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到

2、本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名： 日期： 年 月 日徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要本實驗以干燥脫水牛蒡為原料，用考馬斯亮

3、藍比色法測定蛋白質(zhì)的含量，在牛蒡蛋白的等電點測定的基礎(chǔ)上，采用堿提酸沉法提取牛蒡蛋白，分別研究pH、溫度、料液比、時間對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響，確定了牛蒡蛋白質(zhì)提取的最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明：牛蒡蛋白的等電點pI=4.5，牛蒡蛋白提取的最佳工藝參數(shù)為pH=9、T=40、料液比=125、時間=50min，其得率為5.82%。進一步研究分析了牛蒡蛋白質(zhì)的功能特性，并與大豆蛋白進行了比較，結(jié)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、乳化活性和乳化穩(wěn)定性、吸油性、起泡性和起泡穩(wěn)定性均稍低于大豆蛋白，粘度兩者差不多，凝膠性當兩者濃度為8%以上時能形成凝膠。關(guān)鍵詞 牛蒡；等電點；蛋白質(zhì)提??；功能

4、特性AbstractThis article select the experimental dehydration drying fresh burdock，with Coomassie brilliant blue colorimetric determination of protein content and burdock protein isoelectric point, using alkaline extraction acid burdock extract protein, to study the pH, temperature, liquid ratio, time

5、burdock rate of protein extract to determine protein burdock Extraction of the best process parameters. Analysis showed 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

6、5.82% . Burdock further analysis of the functional properties of protein and soy protein compared. The results show that 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 sta

7、bility of soybean protein is slightly higher than burdock protein, soy protein is slightly higher than the absorption of 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 th

8、an 8% gel can form.Keywords: Burdock Isoelectric point Protein extraction Features 目 錄1 緒論11.1牛蒡蛋白研究的意義11.1.1牛蒡簡介11.1.2牛蒡的營養(yǎng)價值31.1.3牛蒡的化學(xué)成分及藥用價值31.1.4牛蒡用于食品加工的現(xiàn)狀31.1.5牛蒡蛋白31.2牛蒡蛋白的功能特性31.3本課題的研究目的和意義42 材料與方法52.1實驗材料與設(shè)備52.1.1 主要材料及試劑52.1.2 主要儀器52.2實驗方法62.2.1牛蒡的護色處理62.2.2牛蒡蛋白質(zhì)標準曲線的制作62.2.3牛蒡蛋白質(zhì)等電點的確定6

9、2.2.4牛蒡蛋白質(zhì)提取工藝流程62.2.5 pH、溫度、料液比、時間對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響72.2.6牛蒡蛋白功能特性的測定73 結(jié)果與討論93.1牛蒡的護色處理93.2牛蒡蛋白質(zhì)標準曲線的制作93.3牛蒡蛋白質(zhì)等電點的確定93.4單因素試驗.103.4.1 pH對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響103.4.2提取溫度對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響103.4.3料液比對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響113.4.4提取時間對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響123.5 正交試驗133.6 驗證實驗143.7牛蒡蛋白功能特性分析15結(jié)論18致謝19參考文獻201 緒論1.1 牛蒡蛋白研究的意義1.1.1 牛蒡簡介牛蒡1（Arctium l

10、appa L.），屬于菊科牛蒡?qū)?，兩年生草本植物，以肉質(zhì)根為產(chǎn)品。肉質(zhì)根細長呈圓柱形，長度一般為60-100 cm，皮呈黃褐、黑褐等色，肉質(zhì)灰白色，稍粗硬，藥食兼用。本草綱目記載其具有祛風(fēng)熱、消腫毒，治頭暈、咽痛、齒痛、咳嗽、消渴（即糖尿?。?、癰疥等。現(xiàn)代研究表明，經(jīng)常食用牛蒡可促進血液循環(huán)，防止人體過早衰老，潤澤肌膚，防止中風(fēng)和高血壓，清腸排毒及降低膽固醇和血糖，對類風(fēng)濕、抗真菌也有一定的療效，對癌癥和尿毒癥也有很好的預(yù)防和抑制作用，被譽為大自然的最佳清血劑。牛蒡所含的主要成分木脂素類化合物還具有抗流感、抗HIV病毒、抗腫瘤、抗急慢性腎炎、降血壓等多種生理活性。牛蒡適應(yīng)性強，易種植，在山東、

11、江蘇、臺灣等省均有大面積種植。1.1.2牛蒡的營養(yǎng)價值牛蒡是一種營養(yǎng)價值很高的食療保健佳蔬，有“蔬菜之王”的美稱。牛蒡的食用部位是其肉質(zhì)根。據(jù)分析，牛蒡鮮根每100g含水分90.10g、蛋白質(zhì)4.10g、脂肪0.10g、碳水化合物3.50g、粗纖維1.50g、灰分0.70g、硫胺素0. 03mg、核克素0.50mg、鈣2mg、鐵2mg、磷116mg。干燥脫水去皮牛蒡根（干基）中含12%-14%的蛋白質(zhì)。嫩葉每100g食部含水分87g、蛋白質(zhì)4.7g、脂肪0.8g、碳水化合物3g、粗纖維2.4g、灰分2.4g、熱量158.99KJ、胡蘿卜素390mg、硫胺素0.02mg、核黃素0.29mg、尼克

12、酸1.1mg、抗壞血酸2.5mg、鈣242mg、鐵7.6mg、磷61mg。牛蒡2肉質(zhì)根富含蛋白質(zhì)、氨基酸、多種維生素、礦物質(zhì)元素以及菊科植物中特有的菊糖。其蛋白質(zhì)和鈣的含量是根菜類蔬菜中最高的一種，胡蘿卜素含量在蔬菜中居第二位，其綜合營養(yǎng)價值遠遠高于我們?nèi)粘Ｋ缘母鞣N蔬菜。牛蒡還含有豐富的食物纖維特別是水溶性食物纖維。也就是說，將牛蒡泡成茶來喝，也能得到豐富的食物纖維，發(fā)揮其功效。這對于因膳食結(jié)構(gòu)變化，食物纖維攝入減少的城市人群特別適宜。由于牛蒡風(fēng)味獨特，且具有良好的醫(yī)療保健作用，目前越來越受到人們的青睞。2002年國家衛(wèi)生部把牛蒡列入可用于保健食品的物品名單。鮮牛蒡根營養(yǎng)成分的含量如表1-1

13、所示。 表1-1 鮮牛蒡根營養(yǎng)成分的含量（每100g）Table 1-1 Fresh burdock root nutrient content（Per 100 grams）蛋白質(zhì) 粗纖維 鈣 磷 鐵 胡蘿卜素 Vc VB1 VB2 （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 牛蒡的化學(xué)成分及藥用價值牛蒡的果實為“牛蒡子” ，研究者先后從牛蒡子中提取得到牛蒡子甙、木脂素類、倍半萜木聚糖類衍生物、新牛蒡素乙。分析還發(fā)現(xiàn)，牛蒡細胞壁中含有鼠李糖、半乳糖等多糖成分，牛

14、蒡子中含脂肪油、脂肪酸及少量的生物堿、維生素A、維生素B等。新鮮牛蒡根含蛋白質(zhì)、菊淀粉和牛蒡糖,牛蒡根還含有多酚類、醛類及多炔類物質(zhì)等。據(jù)上海農(nóng)科院生物技術(shù)測試中心和復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)教研室分析檢測證實，牛蒡具有豐富的膳食纖維，對預(yù)防和治療便秘、直腸癌有神奇功效，經(jīng)常食用能降低血脂，防治口腔潰瘍、高血壓和糖尿病，并且具有抗衰老和提高人體免疫的作用。牛蒡具有如下藥用價值3：一是抗菌作用。牛蒡全植物含有抗菌成分，其中葉含抗菌成分最多，主要抗金黃色葡萄球菌。二是降血糖作用。牛蒡子水提取物能顯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?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明：

15、人類生命在正?；顒哟x過程中，會產(chǎn)生一種有害于身體健康，促使細胞衰老的物質(zhì)氧自由基。它們能夠促使產(chǎn)生脂褐斑色素老年斑的生成和堆積。老年斑在體表的出現(xiàn)，表示機體中細胞已進入衰老階段。牛旁根中含有過氧化物酶，它能增強細胞免疫4機制的活力，清除體內(nèi)氧自由基，阻止脂褐質(zhì)色素在體內(nèi)的生成和堆積，抗衰防老，為機體提供了對抗和清除氧自由基的內(nèi)護環(huán)境。四是抗癌作用。牛蒡苦素能抑制癌細胞中磷酸果糖基酶的活性，牛蒡甙元也有抗癌活性，同時牛蒡子甙元還具有抗老年性癡呆作用?，F(xiàn)代科學(xué)研究結(jié)果認為，牛蒡含黃酮甙類化合物，對惡性腫瘤具有一定抗性，其粗提取物呈選擇毒性，較低量就可以抑制癌細胞增殖，使腫瘤細胞向正常細胞接近。五

16、是移除廢水中重金屬作用。牛蒡?qū)饘匐x子的吸附能力依次為PbCdHgCaZn六是其它作用。牛蒡甙和牛蒡酚有抗腎炎活性，能有效地治療急性進行性腎炎和慢性腎小球腎炎，做腎病治療劑。牛蒡的主要成分木酚素具有抑制血小板活化因子對血小板結(jié)合作用，可以做血小板活化因子拮抗藥。1.1.4 牛蒡用于食品加工的現(xiàn)狀(1)提取天然色素食品色素是食品添加劑的重要組成部分，從古代的埃及開始在食物中添加色素到人工合成色素的出現(xiàn)，食品色素的發(fā)展已經(jīng)有數(shù)個世紀。然而，由于一些人工合成色素的危害性，促進了消費者對食物中色素添加劑的關(guān)注。天然色素由于其一般無毒，尤其是野生植物色素，安全性較高，因此在市場上的份額迅速增加。近年來，

17、從天然植物中提取食用色素的研究越來越多。利用有機溶劑從牛蒡葉中提取食用色素，研究了溫度、pH值、提取劑種類、提取試劑濃度等對色素吸光度、熱穩(wěn)定性、產(chǎn)率的影響，為工業(yè)化生產(chǎn)尋找一種新的途徑。試驗制成的產(chǎn)品為深綠色粉末狀，水溶性良好，能以任何比例溶解于水，溶液穩(wěn)定，對酸、堿、光、熱都具有良好的適應(yīng)性。(2)提取天然抗氧化劑抗氧化劑也是食品添加劑的重要組成成分，主要有人工天然抗氧化劑。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們對天然抗氧化劑作用有了進一步認識，天然抗氧化劑除可防止油脂和食品氧化，起到保鮮作用外，更重要的是它還有許多防病保健的功能;目前，國內(nèi)外開發(fā)的天然抗氧化劑多是黃酮類化合物和多酚類化合物等。魏安池等通過

18、Rancimat法測定牛蒡等14種植物原料的抗氧化性能，證明牛蒡等14種植物具有很強的抗氧化活性。說明以牛蒡為原料進行天然抗氧化劑的提取、開發(fā)、應(yīng)用是可行的。(3)開發(fā)保健食品牛蒡提取物含有豐富的菊糖、牛蒡甙、不飽和脂肪酸等，目前，牛蒡茶被國家綠色食品發(fā)展中心認證為綠色產(chǎn)品，并被國家衛(wèi)生部批準為保健食品。牛芬根中富含纖維素，伴隨人民生活水平的提高，植物纖維素倍加受寵，它具有清除胃腸殘物，促進胃腸蠕動，降低膽固醇等功效，作為一種新興的保健食品的地位日益穩(wěn)固5-6。1.1.5 牛蒡蛋白牛蒡營養(yǎng)價值極高，屬菊科中的稀特蔬菜，富含菊糖、蛋白質(zhì)、纖維素、鈣、磷、鐵等人體所需的多種維生素及礦物質(zhì)，蛋白質(zhì)和

19、鈣的含量為根莖類之首。牛蒡根中的蛋白質(zhì)含量很高，蛋白質(zhì)是與生命及各種形式的生命活動聯(lián)系在一起的物質(zhì)，是最重要的一種營養(yǎng)素，具有調(diào)節(jié)體液平衡和維持機體血液中性、促進抗體的形成、輸送養(yǎng)分和供給熱能等生理功能。1.2 牛蒡蛋白質(zhì)的功能特性(1)溶解性溶解性是指蛋白質(zhì)在水溶液或食鹽溶液中溶解的性能，平時所說的溶解性一般指水溶性。溶解性好的蛋白質(zhì)具有較好的食品加工利用價值7。(2)乳化性蛋白質(zhì)可作為油水乳化系統(tǒng)的穩(wěn)定劑，這對香腸、牛乳、奶酪等傳統(tǒng)食品的品質(zhì)控制很有幫助。由于蛋白質(zhì)具有親水性，故使用水包油型(o/w)乳化液比油包水型(w/o)乳化液穩(wěn)定。蛋白質(zhì)在油水界面上產(chǎn)生一定程度的構(gòu)型變化，造成親水區(qū)

20、與水、疏水區(qū)與油產(chǎn)生交互作用而使系統(tǒng)的自由能降低，從而形成了更穩(wěn)定的乳化狀態(tài)。而由于重力作用造成的油脂相與連續(xù)相分離、油滴聚集或絮凝沉淀等又會造成乳化系統(tǒng)的解體。溫度、pH值、離子強度、油脂添加速率、表面活性劑都會影響乳化體系的穩(wěn)定性。 (3)凝膠性凝膠是指變性蛋白質(zhì)分子內(nèi)與分子間作用力達到平衡，或者是蛋白質(zhì)分子氨基酸支鏈的排斥力與吸引力的抵銷，使得分子聚集形成三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膠體現(xiàn)象。蛋白質(zhì)分子變性及構(gòu)型折疊化后才會形成膠體。膠體立體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是由氫鍵、離子交互作用、疏水效應(yīng)及二硫鍵來維持的。蛋白質(zhì)凝膠可以用來包裹水分、脂肪和其他食品添加劑，諸如動物膠及豆腐之類的食品8。(4)起泡性泡沫

21、是由液體連續(xù)相包裹空氣分散相所形成的。pH值、能量、濃度以及蛋白質(zhì)本身的構(gòu)型和氨基酸組成都是影響大豆蛋白起泡能力的重要因素。要成為良好的發(fā)泡劑，蛋白質(zhì)必須在起泡過程中快速被空氣一水界面所吸附，被吸附的蛋白分子在界面重排形成具粘彈性的薄膜。1.3本課題的研究目的和意義本課題是以牛蒡為研究材料，用考馬斯亮藍比色法測定蛋白質(zhì)含量，在牛蒡蛋白的等電點測定的基礎(chǔ)上，采用堿提酸沉法提取牛蒡蛋白，分別研究pH、溫度、料液比、時間對牛蒡蛋白質(zhì)提取率的影響，確定牛蒡蛋白質(zhì)提取的最佳工藝參數(shù)9，進一步研究分析牛蒡蛋白質(zhì)的溶解性、保水性、乳化活性和乳化穩(wěn)定性、吸油性、起泡性和起泡穩(wěn)定性、粘度和凝膠性等功能特性，為牛

22、蒡蛋白質(zhì)的工業(yè)化開發(fā)與應(yīng)用提供依據(jù)。2 材料與方法2.1實驗材料與設(shè)備2.1.1 主要材料及試劑牛蒡 脫水、干燥 徐州豐縣盛禾原食品有限公司考馬斯亮藍G-250 進口封裝 中國醫(yī)藥集團上海化學(xué)試劑公司大豆色拉油 金龍魚牌大豆色拉油抗壞血酸 分析純 徐州科翔化學(xué)試劑有限責(zé)任公司鹽酸 分析純 徐州科翔化學(xué)試劑有限責(zé)任公司氫氧化鈉 分析純 徐州科翔化學(xué)試劑有限責(zé)任公司氯化鈉 分析純 徐州科翔化學(xué)試劑有限責(zé)任公司亞硫酸氫納 分析純 徐州科翔化學(xué)試劑有限責(zé)任公司 SDS 分析純 北京恒業(yè)中遠化工有限公司 去離子水 實驗室提供2.1.2 主要儀器DF101B數(shù)顯式恒溫磁力攪拌器 國華電器有限公司THZ-8

23、2型數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋 上海躍進醫(yī)療器械廠PHS-3CT酸度計 上海世義精密儀器有限公司NDJ-1型粘度計 上海世義精密儀器有限公司723可見光分光光度計 上海欣茂儀器設(shè)備有限公司DL-5低速大容量離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠LGJ-10型冷凍干燥機 北京四環(huán)科學(xué)儀器廠中藥粉碎機 山東青州市精誠機械有限公司低速離心機 常州國華電器有限公司 2.2實驗方法2.2.1牛蒡的護色處理 分別稱取牛蒡粉10g于3個100mL小燒杯中，編號1、2、3，在1號燒杯中加入0.1g亞硫酸氫納；在2號燒杯中加入0.1g抗壞血酸；在3號燒杯中加入0.9g氯化鈉，再分別向這3個燒杯中加入100mL蒸餾水，充分溶解后觀

24、察它們的顏色深淺。2.2.2 蛋白質(zhì)含量標準曲線的制作分別精密吸取標準蛋白質(zhì)溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL于10mL具塞試管中，各管加水至1mL，加入考馬斯亮藍G-250溶液5mL,混勻，放置10min，于595nm處測定其吸光度。2.2.3牛蒡蛋白質(zhì)等電點的測定準確稱取牛蒡粉10g于100mL小燒杯中，再加入100mL蒸餾水，磁力攪拌器上攪拌10min，用1mol/L氫氧化鈉調(diào)pH至8.0，再攪拌15min，以4000r/min離心10min,取上清液。再將上清液平均分成7份，用1mol/L鹽酸分別調(diào)pH為5.4、5.2、5.0、4.7、4.5、4.1、3.8，以40

25、00r/min離心10min，取上清液加入考馬斯亮藍G-250溶液進行比色測定，上清液中吸光度最小時的pH值即為牛蒡蛋白質(zhì)的等電點10。2.2.4牛蒡蛋白質(zhì)提取工藝流程攪拌10min牛蒡粉10倍水溶解攪拌30min2M NaOH調(diào)pH8.0攪拌30min離心上清液4000rpm調(diào)pH至4.51M HCl離心2倍蒸餾水酸沉蛋白4000rpm水洗離心兩次2倍水沉淀加水分散2M NaOH調(diào)pH至7.0冷凍干燥牛蒡蛋白粉2.2.5 pH、提取溫度、料液比、提取時間對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響稱取5g牛蒡粉分別考察pH、溫度、料液比、時間對牛蒡蛋白質(zhì)提取率的影響，在單因素試驗的基礎(chǔ)上進行正交試驗，以確定提取的

26、最佳工藝條件11-12。2.2.6功能特性的測定2.2.6.1 溶解性的測定在80mL離心管中加入50mL蒸餾水，然后加入0.1g牛蒡蛋白，充分溶解后，4000r/min離心10min，取上清液，用考馬斯亮藍比色法測定其含量。2.2.6.2 保水性的測定稱取3g牛蒡蛋白粉于離心杯中，加入60mL蒸餾水，攪拌均勻后放置20min，使之充分吸水，1000r/min離心5min，去除分離水，測定殘留物的質(zhì)量，以每克蛋白樣品吸附水的克數(shù)表示蛋白質(zhì)的保水性13。2.2.6.3 乳化活性和乳化穩(wěn)定性的測定取一定體積，濃度為0.5%的蛋白質(zhì)溶液，加一定體積的大豆色拉油，以10 000 r/min的速度高速攪

27、拌1 min，準確吸取底部乳狀液0.1mL，放一燒杯中，立即加入25mL0.1%SDS溶液，充分搖勻后，以0.1%SDS溶液做對照，在500nm處測定吸光度值A(chǔ)0，即乳化性EA,10min后再次測定吸光度值A(chǔ)t,并以Es表示乳化穩(wěn)定性，乳化穩(wěn)定性計算公式見式(2.1)。 ES=( A0T)/（A0-At） 式(2.1)式中 A00時刻的吸光度值； T時間差（min）； At10min后的吸光度值。2.2.6.4 吸油性的測定稱取2g牛蒡蛋白粉于100mL燒杯中，再往其中加入30mL色拉油，磁力攪拌器攪拌均勻，靜置30min，4000r/min離心10min，測定離心析出的色拉油的體積，扣除析出

28、的色拉油后即為蛋白質(zhì)的吸油量。2.2.6.5 起泡性和起泡穩(wěn)定性將0.25g牛蒡蛋白質(zhì)溶解到100mL蒸餾水中，配置蛋白質(zhì)濃度為0.25%,調(diào)節(jié)pH至8.0，然后在10000r/min高速攪打20min，記錄攪打停止時泡沫的體積V，放置30min后，測定殘留泡沫的體積Ve，起泡性計算公式見式(2.2)。 起泡性=（V/100）100% 式（2.2） 式中 V均質(zhì)停止時的泡沫體積，mL泡沫穩(wěn)定性14的的計算公式見式(2.3)。 泡沫穩(wěn)定性=(Ve/V)100% 式 (2.3) 式中 Ve30min后殘留泡沫的體積，mL 2.2.6.6 粘度的測定用蒸餾水分別配制濃度為2%、4%、8%的牛蒡蛋白質(zhì)

29、水溶液，用NDJ-1型粘度計測定其表觀粘度。2.2.6.7 凝膠性用蒸餾水分別配制濃度為2%、4%、8%的牛蒡蛋白質(zhì)水溶液，90水浴30min，立即冷卻，4保持20h，取出后在室溫下放置30min，觀察其能否形成凝膠。 3 結(jié)果與討論3.1牛蒡的護色處理結(jié)果分別稱取牛蒡粉10g于3個100mL小燒杯中，編號1、2、3，在1號燒杯中加入0.1g亞硫酸氫納；在2號燒杯中加入0.1g抗壞血酸；在3號燒杯中加入0.9g氯化鈉，再分別向這3個燒杯中加入100mL蒸餾水，充分溶解后觀察它們的顏色深淺可得加入抗壞血酸的那杯溶液顏色最淺，所以在提取牛蒡蛋白控制牛蒡的褐變反應(yīng)時，選擇的是向其中加入抗壞血酸15，

30、添加量為總量的1/1000。3.2 蛋白質(zhì)含量標準曲線的制作按照2.2.2的操作步驟進行操作得到結(jié)果如表3-1所示。表3-1 不同蛋白質(zhì)含量的吸光度Table 3-1 The absorbance of different protein content管號0123452.5mg/mL標準大豆蛋白液（mL）0.00.20.40.60.81.0蒸餾水（mL）1.00.80.60.40.20.0考馬斯亮藍G-250（mL）5.05.05.05.05.05.0吸光度0.0000.2150.3680.5020.6200.767按表3-1制作的標準曲線如圖3-1所示。 圖3-1 蛋白質(zhì)含量的標準曲線Fi

31、gure 3-1 Protein content of the standard curve由圖3-1的標準曲線得出的標準曲線方程見式(3.1)。 y=3.6811x-0.3199 ，R2=0.9983 式 (3.1) 式中 y蛋白質(zhì)的含量（mg/mL）； x吸光度值； R2相關(guān)系數(shù)。3.3牛蒡蛋白質(zhì)等電點的測定按照2.2.3的操作步驟進行操作得到結(jié)果如表3-2所示。表3-2 不同pH下牛蒡蛋白質(zhì)上清液的吸光度Table 3-2 Burdock under different pH of the absorbance of the supernatant proteinpH5.45.25.04

32、.74.54.13.8吸光度0.1520.1330.0920.0630.0210.0420.048由表3-2可以看出,當pH在4.5時,牛蒡蛋白質(zhì)上清液吸光度值最小,所以,此點即為牛蒡蛋白質(zhì)的等電點,即pI=4.5。3.4 單因素試驗3.4.1 pH對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響固定料液比=110，提取溫度=15，提取時間=30min，稱取牛蒡粉5g于100mL小燒杯中，加入0.05gVc護色，再加入50mL蒸餾水，磁力攪拌器攪拌1min，用1mol/L氫氧化鈉調(diào)浸提液的pH為7，繼續(xù)攪拌30min，4000r/min離心10min，取上清液，用量筒測得體積為39mL。用1mL的移液管取上清液1mL,

33、稀釋2倍后，再移取1mL稀釋液放入具塞試管中，再向其中加入5mL考馬斯亮藍G-250,混合均勻，10min后在595nm下測定其吸光度。對照品為1mL蒸餾水和5mL考馬斯亮藍G-250的混合液。同理測得pH=8、9、10、11時的吸光度，結(jié)果如表3-3和圖3-2所示。表3-3 pH對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響Table 3-3 Burdock pH of the effects of protein yieldpH7891011蛋白質(zhì)得率（%）2.523.313.902.602.31 圖3-2 pH對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響Figure 3-2 Burdock pH of the effects of

34、protein yield由表3-3和圖3-2可以看出，隨著提取液pH的升高，牛蒡蛋白質(zhì)的提取率增大，當pH=9時，蛋白質(zhì)的提取率達到最大，pH繼續(xù)增大，蛋白質(zhì)的提取率降低16-17。3.4.2 提取溫度對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響根據(jù)3.4.1中的操作步驟進行比色測定，即固定條件為pH=9，料液比=110，時間=30min，分別測定T=25、30、35、40、45、50時牛蒡提取液的吸光度，結(jié)果如表3-4和圖3-3所示。表3-4 提取溫度對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響Table 3-4 Burdock extract temperature on yield of protein提取溫度（）25 3035

35、404550蛋白質(zhì)得率（%）3.864.234.614.864.524.11 圖3-3 提取溫度對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響Figure 3-3 Burdock extract temperature on yield of protein由表3-4和圖3-3可以看出，隨著提取溫度的升高，牛蒡蛋白質(zhì)的提取率增大，提取溫度在40時，蛋白質(zhì)的提取率達到最大，溫度繼續(xù)升高，蛋白質(zhì)的提取率降低。3.4.3 料液比對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響根據(jù)3.4.1中的操作步驟進行比色測定，即固定條件為pH=9，T=40，時間=30min,分別測定料液比=110、115、120、125、130、135時牛蒡提取液的吸光度，結(jié)

36、果如表3-5和圖3-4所示。表3-5 料液比對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響Table 3-5 Liquid than for burdock yield of protein料液比1:101:151:201:251:301:35蛋白質(zhì)得率（%）4.905.135.345.205.174.86 圖3-4 料液比對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響Figure 3-4 Liquid than for burdock yield of protein由表3-5和圖3-4可以看出，隨著料液比的增大，牛蒡蛋白質(zhì)的提取率增大，料液比=120時，蛋白質(zhì)的提取率最大，料液比繼續(xù)增大，蛋白質(zhì)的提取率降低。3.4.4 提取時間對牛蒡蛋

37、白質(zhì)得率的影響根據(jù)3.4.1中的操作步驟進行比色測定，即固定pH=9，T=40，料液比=120，分別測定時間=20min、35min、50min、65min、80min時牛蒡提取液的吸光度，結(jié)果如表3-6和圖3-5所示。表3-6提取時間對蛋白質(zhì)得率的影響Table 3-6 Extraction time on the yield of protein提取時間（min）2035506580蛋白質(zhì)得率（%）5.165.415.725.635.49 圖3-5 提取時間對牛蒡蛋白質(zhì)得率的影響Figure 3-5 Extraction time on the yield of protein由表3-6和

38、圖3-5可以看出，隨著提取時間的延長，蛋白質(zhì)的提取率增大，當提取時間=50min時，蛋白質(zhì)的提取率達到最大，時間繼續(xù)延長，蛋白質(zhì)的提取率降低。3.5 正交試驗在單因素試驗的基礎(chǔ)上，取四因素三水平，進行優(yōu)化組合，進行正交試驗，試驗方案如表3-7所示。表3-7 牛蒡蛋白質(zhì)提取正交試驗因素與水平表L9（34）Table 3-7 Burdock extract protein factors and the level of orthogonal test table L9（34）水平A（溫度） B（料液比）C（pH）D(時間)135115835min240120950min3451251065min

39、牛蒡蛋白質(zhì)提取正交試驗結(jié)果和極差分析見表3-8。表3-8 L9（34）正交實驗結(jié)果及極差分析表Table 3-8 L9（34）Orthogonal analysis of experimental results and very poor form實驗號A（溫度）B（料液比）C（pH）D(時間)蛋白質(zhì)得率（%）111114.43212225.59313333.25421235.55522313.32623125.67731323.29832135.13933215.34K113.2713.2715.2313.11K214.5414.0416.4814.54K313.7614.269.8713

40、.93R1.270.996.611.43從正交實驗結(jié)果可以看出，牛蒡蛋白提取率最高的實驗組合為A2B3C1D2,即溫度=40、料液比=125、pH=8、時間=50min,此時蛋白質(zhì)的提取率最高，蛋白質(zhì)得率為5.67%。通過表中數(shù)據(jù)求極差，各因素對牛蒡蛋白提取率主次影響順序為：CDAB, 并分析得出最佳條件為A2B3C2D2,即溫度=40、料液比=125、pH=9、時間=50min。3.6 驗證實驗將極差分析最佳組合與實驗最佳進行比較，測定牛蒡蛋白質(zhì)的得率，測定結(jié)果如表3-9所示。表3-9驗證實驗Table 3-9 Verification experiment試驗因素蛋白質(zhì)得率（%）ABCD分

41、析最佳23225.82實驗最佳23125.67由3-9可知，極差分析得出最佳組合提取的蛋白質(zhì)最多，牛蒡蛋白質(zhì)的得率為5.82%，高于實驗最佳牛蒡蛋白質(zhì)的得率，提取效果更好。綜合上述條件，牛蒡蛋白質(zhì)提取的最佳組合為A2B3C2D2，即溫度=40、料液比=125、pH=9、時間=50min。3.7 牛蒡蛋白功能特性分析3.7.1溶解性的測定在80mL離心管中加入50mL蒸餾水，然后加入0.1g牛蒡蛋白，充分溶解后，4000r/min離心10min，取上清液，用考馬斯亮藍比色法測定其含量。同樣的方法測定大豆蛋白的溶解性，結(jié)果如表3-10所示。表3-10 溶解性的比較Table 3-10 Compar

42、ison of the solubility品種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保水性的測定稱取3g牛蒡蛋白粉于離心杯中，加入60mL蒸餾水，攪拌均勻后放置20min，使之充分吸水，1000r/min離心5min，去除分離水，測定殘留物的質(zhì)量，以每克蛋白樣品吸附水的克數(shù)表示蛋白質(zhì)的保水性。同樣的方法測定大豆蛋白的保水性，結(jié)果如表3-11所示。表3-11保水性的比較Table 3-11 Comparison of water-holding capacity品種牛蒡蛋白大豆蛋白保水性（g/g）1.82.6由表3-11可以

43、看出，牛蒡蛋白的保水性低于大豆蛋白。3.7.3乳化活性和乳化穩(wěn)定性的測定取0.3g牛蒡蛋白粉，加入60mL蒸餾水配成溶液，再往內(nèi)加入20mL色拉油，以10 000 r/min的速度高速攪拌1 min，準確吸取底部乳狀液0.1mL，放一燒杯中，立即加入25mL0.1%SDS溶液，充分搖勻后，以0.1%SDS溶液做對照，在500nm處測定吸光度值A(chǔ)0即乳化性EA,10min后再次測定吸光度值A(chǔ)t,并以Es表示乳化穩(wěn)定性18-20。同樣的方法測定大豆蛋白的乳化性和乳化穩(wěn)定性，結(jié)果如表3-12所示。表3-12 乳化性和乳化穩(wěn)定性的比較Table 3-12 Comparison of emulsific

44、ation and emulsion stability品種牛蒡蛋白 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，牛蒡蛋白的乳化穩(wěn)定性低于大豆蛋白。3.7.4吸油性的測定稱取2g牛蒡蛋白粉于100mL燒杯中，再往其中加入30mL色拉油，磁力攪拌器攪拌均勻，靜置30min，4000r/min離心10min，測定上清液的體積，扣除后即為蛋白質(zhì)的吸油量。同樣的方法測定大豆蛋白的吸油性21，結(jié)果如表3-13所示。表3-13吸油性的比較Table 3-13 Comparison of oil absorption品

45、種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起泡性和起泡穩(wěn)定性將0.25g牛蒡蛋白質(zhì)溶解到100mL蒸餾水中，配置蛋白質(zhì)濃度為0.25%,調(diào)節(jié)pH至8.0，然后以10000r/min高速攪打20min，記錄攪打停止時泡沫的體積V，放置30min后，測定殘留泡沫的體積Ve,同樣的方法測定大豆蛋白的起泡性和起泡穩(wěn)定性22-23，結(jié)果如表3-14所示。表3-14 起泡性和起泡穩(wěn)定性的比較Table 3-14 Comparison of foaming and foaming stability品種牛蒡蛋白 大豆蛋白V（mL）465

46、2Ve（mL）3240穩(wěn)定性（%）7077由表3-14可以看出，牛蒡蛋白的起泡性和起泡穩(wěn)定性低于大豆蛋白。3.7.6 粘度的測定用蒸餾水分別配制濃度為2%、4%、8%的牛蒡蛋白質(zhì)水溶液，用NDJ-1型粘度計測定其表觀粘度，同樣的方法測定大豆蛋白的粘度，結(jié)果如表3-15所示。表3-15 粘度的比較Table 3-15 Comparison of viscosity品種牛蒡蛋白 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別不大。3.7.7 凝膠性的測定用蒸餾水分別配制濃度為2%、4%、8%的牛蒡蛋白質(zhì)水溶液，90水

47、浴30min，立即冷卻，4保持20小時，取出后在室溫下放置30min，觀察其能否形成凝膠24。同樣的方法測定大豆蛋白的凝膠性，結(jié)果如表3-16所示。表3-16 凝膠性的比較Table 3-16 Comparison of gel properties品種牛蒡蛋白 大豆蛋白2%不能形成凝膠不能形成凝膠4%不能形成凝膠不能形成凝膠8%能形成凝膠能形成凝膠由表3-16可以看出，牛蒡蛋白和大豆蛋白在濃度2%-4%時，不能形成凝膠，在濃度8%以上時都能形成凝膠。結(jié)論（1） 本試驗通過在不同pH梯度條件下，采用考馬斯亮藍法測定了牛蒡蛋白水溶液離心后的上清液中蛋白質(zhì)的含量，結(jié)果顯示，在pH=4.5時,離心上

48、清液中蛋白質(zhì)含量最低，據(jù)此確定了牛蒡蛋白質(zhì)的等電點pI=4.5。（2） 在牛蒡蛋白的等電點測定的基礎(chǔ)上，采用堿提酸沉法提取牛蒡蛋白，分別研究pH、溫度、料液比、時間對牛蒡蛋白質(zhì)提取率的影響，采用正交試驗確定牛蒡蛋白質(zhì)提取的最佳工藝條件，結(jié)果表明牛蒡蛋白質(zhì)提取的最佳工藝條件為提取溫度=40，料液比=125，pH=9，提取時間=50min。此時牛蒡蛋白質(zhì)的提取率（得率）為5.82%，即從100g牛蒡根（干基）中可提取牛蒡粗蛋白5.82g。（3） 實驗測定了牛蒡蛋白的功能特性，并與大豆蛋白進行了比較。結(jié)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穩(wěn)定性稍低于大豆

49、蛋白，吸油性稍低于大豆蛋白，牛蒡蛋白的起泡性和起泡穩(wěn)定性稍低于大豆蛋白，粘度兩者差不多，凝膠性當兩者濃度為8%以上時能形成凝膠。致謝本論文是在我的導(dǎo)師劉恩岐教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到論文的最終完成，劉教授都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此，向劉恩岐教授致以崇高的敬意并表示衷心的感謝。感謝實驗室的王文治、陳尚龍、沈治平、周家君等老師，他們在實驗完成期間給我提供了很大的幫助。感謝本組同學(xué)楊楠，姚運齊，李沁奇，徐慧，黃亞洲等給予的大力幫助。感謝食品工程學(xué)院院長劉全德老師的悉心教導(dǎo)和督促。在我論文期間得到了很多同學(xué)，尤其是本組同學(xué)的協(xié)助，再次向他們表示感謝。最后，我向在這四

50、年里給我物質(zhì)和精神幫助的父母和親友說聲：“謝謝” ！ 在此，謹向各位老師、同學(xué)、親友表示衷心的感謝！參考文獻1白貞芳，董燕飛，武繼紅牛蒡的研究進展J.湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2007，(8)：355-3572孫健，張愛君，朱紅牛蒡的應(yīng)用價值及開發(fā)前景J徐州農(nóng)業(yè)與科學(xué)，2007，(1):36-38. 3孫長花，張素華.牛蒡的營養(yǎng)和藥用價值及其加工利用J.揚州大學(xué)烹飪學(xué)報，2008，(2):61-64.4白滿英.牛蒡的營養(yǎng)及藥用價值J.東方食療與保健，2007，(10):07-08.5張曉偉，孫愛東，宮瑋.牛蒡的營養(yǎng)價值及其開發(fā)現(xiàn)狀J.中國食物與營養(yǎng)，2006，（1）：25-27.6葉新剛等.牛蒡營養(yǎng)成分分析與評價J.食品與藥品，2007，（09）：39-40.7程寶書,周民權(quán).新編藥性歌括四百味M.北京:中國中醫(yī)藥出版社，1993，（4）：6-9.8梁峙.從牛蒡葉中提取食用色素J.糧油食品科技， 2002, 10(3)：19-20.9黃秀錦.牛蒡保健飲料的研制J.食品科技， 2001，(3)：42-43.10邢成玉.牛蒡茶研制工藝探討J.食品工業(yè)， 1998，(2)：28-29.11蔡金星，劉秀鳳等.蠶豆蛋白質(zhì)提取分離及其物化性質(zhì)研究J.食品工業(yè)科技，2007，（10）：14