第7期(总第358期) 2014年7月 农产品加工(学刊) Academic Periodical of Farm Prductso Processing No.7 Ju1. 文章编号:1671—9646(2014)07a一0068—03 葡萄籽蛋白的研究进展 牛红军 ,李建文。,李 军 , 杨官娥 (1.天津现代职业技术学院,天津300350;2.山西医科大学药学院,山西太原030001) 摘要:葡萄籽蛋白是优质的蛋白质资源,是具有特有生物活性的蛋白质和多肽的重要来源。对葡萄籽蛋白的理化性 质、生物活性、制备方法和葡萄籽多肽进行总结分析,为葡萄籽蛋白产品的进一步开发和应用提供借鉴与参考。 关键词:葡萄籽;蛋白质;生物活性;生产工艺;多肽 中图分类号:TQ936.1 文献标志码:A doJ:10.3969/jissn.1671—9646(X).2014.07.021 Progress of Research on Grape Protein NIU Hong-jun ,LI Jian-wen2,LI Jun2,*YANG Guan-e (1.Tianjin Modern Vocational Technology College,Tianjin 300350,China; 2.College of Pharmacy Shanxi Medical University,Taiyuan,Shanxi 030001,China) Abstract:Grape seed protein is a high-quality protein resogrces,and all important source of protein and polypepfide has unique biological activity.This paper summarizes the physieochemical properties,biological activity and preparation method of grape seed protein,as well as general situation of rape seed polgypeptide,in order to advance the development of rape seed gprotein. Key words:grape seed;protein;biological activity;preparation;polypeptide 0引言 1葡萄籽蛋白概况 我国是世界上重要的葡萄种植和葡萄类产品生 1.1理化性质 产国之一,每年食用和生产加工会产生大量的葡萄籽 和葡萄皮等副产物。葡萄籽占鲜果质量的4% 7%t”, 其含有丰富的脂类、多酚类和蛋白质类化学物质, 具有抗肿瘤、抗氧化、抗辐射和保护心血管等药理 学活性。葡萄籽中粗蛋白含量达8.90%,是优质的蛋 白质资源。葡萄籽蛋白质中各种氨基酸含量明显高 于中国居民膳食营养素参考摄入量的建议服用量[2-31, 缬氨酸、精氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸含量都相当于 大豆蛋白中的含量,可用于生产强化食品、滋补剂、 保健药物等。此外,谷氨酸含量为19.62%,较大豆 高,可用于生产味精州。葡萄籽蛋白质水解后可生成 大量易被人体消化吸收的多肽,这些生物活性肽具 有许多独特生理功能 。目前,关于葡萄籽的研究 和应用多集中于脂类和多酚类,而关于葡萄籽蛋白 质的报道较少,本文对葡萄籽中蛋白质类成分予以 介绍,为促进葡萄籽的综合利用,增加经济效益和 社会效益提供理论支持。 葡萄籽蛋白质由18种氨基酸组成,其中包括人 体必需的全部8种氨基酸。葡萄籽蛋白质的等电点 为pH值3.8。大部分葡萄籽蛋白质的分子量范围在 4O~70 kDa,在约40,50和70 kDa分子量附近存在 较明显的条带用。 葡萄籽蛋白起泡性和泡沫稳定性:起泡性是食 物蛋白质的一种重要功能性质,影响着食品的品质; 泡沫稳定性是评价蛋白质起泡性的重要指标。影响 葡萄籽蛋白起泡性的主要因素有:①葡萄籽蛋白浓 度。质量分数为0.2%~0.8%时,随着质量分数增大, 蛋白质发泡力总体上呈现增加的趋势,泡沫稳定性 也随之增强;但当质量分数达0.6%~0.8%时,泡沫 稳定性趋于稳定。②pH值。在pH值2.0~4.0,随 pH值增大时,蛋白质发泡力下降,泡沫稳定性增 加,达到最高;在pH值4.0~8.0,随pH值增大时, 发泡力明显提高,而泡沫稳定性相对于pH值4.0时 有所下降。③NaC1质量分数。NaC1质量分数在 收稿日期:2014—04—30 基金项目:国家自然科学基金(30672621,81173473);山西省自然科学基金(2010011048—2); 天津现代职业技术学院科研课题(201419);山西医科大学青年基金(02201124,02201128)。 作者简介:牛红军(1981一),男,硕士,讲师,研究方向为生物制药。 通讯作者:杨官娥(1967~),女,博士,教授,研究方向为中药药效物质。 2014年第7期 牛红军,等:葡萄籽蛋白的研究进展 ・69・ 0.4% 0.8%和1.6%一2.0%这2个区间时,发泡力变 中提取蛋白质的工艺,并利用正交试验优化工艺参 化不大,泡沫稳定性总体上呈先降低后升高的趋势。 数,发现提取葡萄籽蛋白的最佳工艺参数为葡萄籽 ④蔗糖浓度。蔗糖浓度增加时,葡萄籽蛋白的发泡 力会先下降,稳定后又表现下降趋势;泡沫稳定性 不断增加『81。 1.2生理活性 葡萄籽蛋白提取物能诱导白血病细胞凋亡。首 先,在葡萄籽蛋白的刺激下,将产生负责调节细胞 生命周期的JNK激酶,接着JNK激酶调节细胞死亡 的信号传输路径,最终引发白血病细胞凋亡翻。王 芍㈣利用Mrrr实验检测了葡萄籽糖蛋白对脾细胞增 粉4O目,用pH值10的NaOH溶液,按1:10的料 液比,在55℃条件下搅拌浸提45 min,该条件下的 葡萄籽蛋白提取率为67.14%。但考虑经济性因素和 工业化生产操作的可行性,提取条件调整为pH值 9,按1:10的料液比,在50℃条件下浸提45 min, 此时蛋白质提取率为62.9l%。 2.3.2盐提酸沉法 将葡萄籽粕倒人适当浓度的NaC1溶液中搅拌, 控制浸提温度和料液比,浸提一定时间后,离心或 殖的影响,结果表明葡萄籽粗品糖蛋白有增强免疫 的功能,当质量浓度为300 p ̄g/mL时能显著促进脾 细胞增殖;分离纯化后,得到一种有较强免疫活性 的糖蛋白,该糖蛋白的多糖含量为9.26%,蛋白质含 量为85.67%;单糖为鼠李糖、阿拉伯糖、木糖和半 乳糖,各种多糖比例为1:7.6:4.2:1.5。 2葡萄籽蛋白生产工艺 2.1工艺流程 葡萄籽蛋白的生产工艺流程: 葡萄籽一晒干一干葡萄籽一粉碎一葡萄籽粉一脱脂一脱 脂葡萄籽粉一浸提一葡萄籽蛋白提取液一等电点沉淀离心一 葡萄籽蛋白沉淀一干燥一葡萄籽蛋白。 2.2葡萄籽的预处理 从酿酒厂或饲料加工企业处获得生产下脚料中 的葡萄籽,在日光下晒干至含水量小于10%后用粉 碎机粉碎并过筛,筛子规格为40目或5O目。加人 石油醚或乙醚,磁力搅拌脱脂,使用过滤或离心的 方法使固相和液相分离,即可得到葡萄籽油提取液 和脱脂葡萄籽粕。 在葡萄籽蛋白提取过程中可不进行脱脂操作, 但脱脂是综合利用葡萄籽,充分挖掘葡萄籽经济价 值和提高葡萄籽蛋白纯度的有效手段。葡萄籽油提 取液经脱酸、脱色和脱臭等处理后可制得富含亚油 酸的精制葡萄籽油『11】。如原料为脱脂葡萄籽,则本工 艺中不再进行脱脂操作。 2.3提取 2.3.1碱溶酸沉法 将脱脂葡萄籽粕倒人适量的NaOH溶液中,在 适当温度下浸提一定时间后,离心或过滤,取上清 液或滤液,即得葡萄籽蛋白提取液。夏辉等人㈣发现 采用碱溶酸沉法提取葡萄籽蛋白时,NaOH浓度对提 取率的影响最大,其次为浸提时间、料液比和提取 温度。从脱脂葡萄籽中提取蛋白质的最佳浸提条 件是NaOH溶液浓度0.1 mol/L,料液比1:25,在 40℃条件下浸提35 min,该条件下蛋白质提取率达 70.60%。赵毅敏_l3】采用碱溶酸沉法研究了从葡萄籽 过滤,上清液或滤液即为葡萄籽蛋白提取液。邹圣 冬等人『14J研究表明,采用盐提酸沉法从脱脂葡萄籽中 提取蛋白质的最佳工艺条件为NaC1溶液的质量分数 10%,料液比1:25,浸提温度和时间40℃,40 min, 此条件下蛋白质提取率为57.25%。李凤英等人【 ]采 用盐提酸沉法制备了葡萄籽蛋白质,并运用正交试 验优化了提取参数。结果表明,NaC1质量分数对蛋 白质提取率的影响最大,其次为浸提温度,而料液 比和浸提时间则影响较小。该法提取葡萄籽蛋白的 最佳条件是以10%的NaC1溶液,按1:25的料液 比,在30℃条件下搅拌浸提30 min,该条件下蛋白 质提取率为57.25%。 2.3.3酶法 按比例将一定pH值的磷酸氢二钠一磷酸二氢钠 缓冲液加入脱脂葡萄籽粕,并加人适量酶,恒温条 件下浸提一定时间后离心,可制得葡萄籽蛋白质提 取液。酶法具有提取时间短、条件温和,且无有害 废物生成等优点,尤其是木瓜蛋白酶,提取效果较 好。酶法提取时,应及时灭酶,避免葡萄籽蛋白被 酶过度地降解 。吴炳云等人【l8]采用酶法提取葡萄 籽中蛋白质,并探讨了提取温度、料液比、pH值、 提取时间和木瓜蛋白酶用量等因素对葡萄籽蛋白提取 率的影响。试验表明,以上各因素的最佳工艺参数分 别为40℃,1:20,pH值7.00,40 min,0.800 0 g。 2.3.4酶辅助提取法 酶辅助提取法是先采用复合糖酶处理,再用碱 溶法提取的方法。复合糖酶能增强对细胞壁的半纤 维素和纤维素等成分的破坏度,经复合糖酶作用后, 只需用低浓度的碱液即可使蛋白质提取率达到较高 水平。叶润等人用研究得出的复合糖酶处理最佳条件 为加酶量70 mL/100 g,pH值3.7,温度30℃,时 间1.5 h。该方法降低了葡萄籽中半纤维素的含量, 使蛋白质提取率和纯度得到提高,葡萄籽蛋白提取 率达84.6%,与不经酶处理相比,蛋白质提取率有所 增加。 2.4纯化 2.4.1等电点沉淀法 农产品加工(学刊) 2014年第7期 用4 mol/L盐酸将葡萄籽蛋白质提取液的pH值 及一定的抑制脂质过氧化能力,总还原力与葡萄籽 分别调节为3.5O,3.68,4.o0,4.10,4.20,4.40和 多肽有量效关系。此外,葡萄籽多肽有很好的乳化 4.60,使蛋白质沉淀。离心,取上清液进行比色测 性和乳化稳定性。葡萄籽蛋白的碱性蛋白酶酶解物 定,吸光度A最小的即为等电点。试验表明,当 还有清除羟基自由基的能力[23-24]。 pH值为3.80时,上清液的吸光度最小,因此葡萄籽 蛋白质的等电点pI值为3.80[ 91。 用盐酸将葡萄籽蛋白提取液调节至pH值3.8O, 我国葡萄籽的综合利用率还比较低,大量的葡 静置后离心,取沉淀物,采用烘干法或冷冻干燥法 萄籽直接作为饲料使用或被丢弃。若对这些葡萄籽 干燥后即得葡萄籽蛋白。 加以充分利用,提取具有生物功能活性的物质,将 2.4.2膜分离法 能够提升葡萄籽的附加值,提高葡萄产业的经济效 膜分离技术具有操作简单、能耗低、分离效果 益。目前,葡萄籽提取物的研究和利用多集中于多 4展望 好、分离过程中物质不发生相变和分离产物易于回 收等优点,已广泛应用于工业生产中产品的分离纯 化 。张喜峰等人_211采用孔径为100 nm的陶瓷复合 膜分离设备超滤葡萄籽蛋白提取液,浓缩葡萄籽蛋 白质,通过正交优化试验,得出最佳超滤工艺条件 为操作压力0.1 MPa,料液比l:120,pH值8,此 条件下蛋白回收率、膜污染率、浓缩效率、膜通量分 别为89.45%,7-26%,331.07 L/m2 ̄h,350 L/m h。 2.5葡萄籽蛋白的检测 采用凯氏定氮法测定葡萄籽粉中蛋白质的含量, 操作步骤参照GB 5009.5—20l0食品中蛋白质的测定 实施,葡萄籽蛋白提取液中蛋白质的含量可采用考 马斯亮蓝G一250法测定,测定后即可计算蛋白质提 取率。 蛋白质提取率= 脱脂葡萄籽蛋白质含量×蘸誊{l 慧×样品量 100%.‘ 3葡萄籽多肽的制备及其活性 选择适当的蛋白酶,并控制一定水解度,可以 把葡萄籽蛋白水解为易被人体消化吸收并具有生物 活性的多肽。以水解度为指标,商学兵等人I22]通过 Box—Behnken试验优化了中性蛋白酶酶解葡萄籽蛋白 的工艺,试验表明pH值6.6,酶解温度45-3℃和酶 解时间2.9 h是最佳的工艺参数,此时水解度为 18.44%。活性试验表明,葡萄籽蛋白中性蛋白酶酶 解物有抗氧化活性,且存在明显的量效关系。在 104—520 Ixg/mL内,其对DPPH自由基清除率为 24.34%~38.02%;在166.6~833 p ̄g/mL内,其对羟 基自由基的清除率达27.72%~81.19%。杨碧霞等人嘲 比较了风味蛋白酶及碱性蛋白酶酶解葡萄籽蛋白的 效果,发现碱性蛋白酶水解效果优于风味蛋白酶, 碱性蛋白酶最佳的酶解条件是pH值l1.5,酶用量 0.9%,水解时间18 h,该条件下水解度达46.16%。 该葡萄籽多肽对志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、大肠 杆菌l515、枯草芽孢杆菌、青霉和黑曲霉都有较强 抑制作用,且有较强清除DPPH・和H 0 的能力,以 酚和葡萄籽油,关于葡萄籽蛋白质的研究较少。人 类不仅可以把葡萄籽蛋白质、多肽和氨基酸作为营 养物质的来源,还可以充分利用它们特有的生物活 性,开发功能性食品和生化药品。因此,应深入开 展葡萄籽蛋白的研发和应用工作,充分发挥葡萄籽 蛋白质的作用,生产出更多的葡萄籽蛋白制品。 参考文献: [1] 刁小琴,张有林,关海宁.天然活性多肽及其应用前 景[J].粮食与油脂,2006(5):43—44. 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(下转第73页) 2014年第7期 李向红:肉羊肥育不同模式的经济效益分析 ・73・ 503只,出栏126只。年总收入215 000元(卖羊 用100 000元、防疫及水电费用8 000元),年纯收 150 000元,卖绒65 000元),年总支出128 500元 入124 000元,基础母羊只均年收益344.4元。这类 (饲草6 000元、玉米40 000元、饲料10 000元、 型养殖场是传统养殖和现代养殖的结合体,管理比 人工费用70 000元、水电及防疫费用2 500元),年 较差,没有工业化生产观念。 纯收入86 500元,基础母羊只均年收益332.7元。 按照标准化绒山羊规模养殖场养殖经济效益分 这类型户是传统养殖的延续,经营粗放,科技含量 析,建一个存栏基础母羊500只的商品绒山羊养殖 低、管理不精细。 场,只均基础母羊年盈利应为725.5 874元。这类型 按照标准化养殖的绒山羊规模养殖户经济效益 养殖场要通过良种选育(产绒高的),加强饲养管 分析,1只基础母羊年盈利应为574—673元。在丘陵 理,不断提升养殖效益。 山区可通过选用产绒在1.25 kg以上的种公羊,通过 3肉羊集中育肥场户养殖效益分析 改良选育,提高基础母羊产绒量和科学饲养办法增 加收益。 肉羊育肥是引进架子羊从事集中集约化养殖的 种形式,一般是买进15~25 羔羊,通过集中育 肥2~3个月出栏获取较高利润的养殖模式。其效益 是以规模的大小而定,一般年可育肥3批,如果实 行标准化生产出栏育肥羊可达到养殖规模的3.6倍, 是目前羊业发展中利润较高的养殖模式。 35-40 kg。 按照建设的标准化肉羊育肥场(100只育肥), (1)岢岚县振丰养殖场,2013年存栏绒山羊 平均每只育肥羊净盈利174_5元。这就需要引导育肥 600只(基础母羊450只,种公羊10只,后备母羊 场规范育肥程序,完善饲养管理办法,以科学配方 140只),年出栏羊405只。年总收人432 583元 提高羊的经济收入。 (山羊绒收入99 000元、山羊毛收入6 633元、出售 4结语 羔羊收入172 250元、出售菜羊收入154 700元),年 总支出237 924元(饲料59 904元、饲草93 120元、 要想有力促进以羊产业为主的畜牧业发展,就 放牧工资64 800元、防疫费20 100元),年总收入 必须打破传统观念,确实抓好肉羊肥育工作。走规 194 659元,基础母羊只均年收益432.6元。这类型 模养殖的路子,积极渗透科学养殖技术,规范育肥 养殖场是传统养殖和现代养殖的结合体,管理比较 程序,以良种繁育为主提升品质,大力引进优良品 种,采用现代化工业养殖理念,加强饲养管理,完 好,工业化生产观念不强。 (2)岢岚县云青绒山羊养殖场,2013年羊饲养 善饲养管理办法,进一步精准饲草料的配比,以科 量910只(基础母羊360只),年末存栏700只,出 学配方提高羊的生产效益,建立羊疫病防控体系, 栏219只。年总收入340 000元(卖羊250 000元、 普及疫病防治知识,推行肉羊标准化生产,缩小实 卖羊绒90 000元),年总支出216 000元(饲草 际养殖年盈利与理论年盈利之间的效益空间,增加 12 000元、玉米8O 000元、饲料16 000元、人工费 农民收入,推动羊产业的积极健康发展。◇ 一2.2规模场(区) 该饲养模式主要是指存栏在200只以上的绒山 羊养殖场,其养殖特点是母羊以放牧为主,羔羊以 舍饲为主,建有标准化羊场。1只母羊年均产羔 1.5只,羔羊2月断奶、1年出栏,平均出栏体质量 E ’ d 孙、 、 、、 c 心 ‘ 、’ 、’ e ‘、、 u‘ 、、 f (上接第70页) 【l4】邹圣冬,蔡永梅,代绍娟,等.脱脂葡萄籽中蛋白的提 取工艺研究[J].农业机械,2013(7):51—55. 【15】李凤英,权英.碱溶法提取葡萄籽中蛋白质的工艺[J1. 河北职业技术师范学院学报,2003,17(3):26—29. 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