高粱黑粉菌蛋白提取工艺研究
鲁明 史琳 付欣
摘要：高粱黑粉菌蛋白是一類重要的活性物质。以高粱黑粉菌为原料，通过单因素试验和响应面试验，优化碱提—酸沉法提取高粱黑粉菌蛋白的工艺条件。结果表明：在料液比1∶8、提取温度20 ℃及NaOH溶液pH值8的条件下，高粱黑粉菌蛋白提取率达到0.3%。
关键词：高粱黑粉菌;蛋白;提取;工艺;优化
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2021）05-0040-02
高粱黑粉菌蛋白是一类重要的活性物质，具有一定的降脂作用，开发前景广阔。本课题以高粱黑粉菌为原料，采用碱提—酸沉法提取高粱黑粉菌蛋白，通过单因素试验和响应面试验确定最佳提取工艺，以期为高粱黑粉菌功能性物质开发研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
高粱黑粉菌菌粉：采集于辽宁省农业科学院国家高粱改良中心基地;透析袋。
Tris（分析纯），NaOH，HCl，碳酸氢钠，EDTA。
1.2 仪器与设备
UV-1600型紫外可见分光光度计：北京瑞利分析仪器公司;RE-52型旋转蒸发仪：上海亚荣仪器有限公司;SHZ-IIIB型循环水真空泵：河南巩义科学仪器有限公司;pHS-25型酸度计：上海理达仪器厂;TGL-15B高速冷冻离心机：上海安亭科学仪器厂。
1.3 试验方法
1.3.1 高粱黑粉菌蛋白的提取 采用碱提—酸沉法提取高粱黑粉菌蛋白。将高粱黑粉菌磨成粉末状，先后用100目和60目筛过滤，取40 g，与蒸馏水以料液比
1∶10（m/V）比例混合，以1 mol/L的NaOH调节pH值，于室温下磁力搅拌30 min。将混合液以8 000 r/min离心10 min，收集上清液，重复2次。合并上清液，以1 mol/L的HCL溶液调节pH值为4.6，静置过夜。以8 000 r/min离心10 min，收集沉淀，用5倍水洗3遍，调节pH值至中性后，于4 ℃下用6-8KD透析袋透析72 h。于真空冷冻干燥机中冷冻干燥后，得到高粱黑粉菌蛋白干燥粉末0.12 g，置于4 ℃冰箱保存。
1.3.2 单因素试验 分别考察料液比（1∶8，1∶9，1∶10）、提取温度（15，20，25 ℃）和NaOH溶液pH值（7，8，9）对高粱黑粉菌蛋白提取率的影响。
1.3.3 响应面优化试验 根据单因素试验结果，选取料液比、提取温度、NaOH溶液pH值3个因素设计响应面试验（见表1）。
1.3.4 高粱黑粉菌蛋白含量的测定 采用考马斯亮蓝法测定蛋白含量。测定波长为600 nm，蒸馏水调零，重复3次，根据标准曲线计算高粱黑粉菌中蛋白含量。
1.4 数据处理
利用SAS和Excel 2019软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 料液比对蛋白提取率的影响
不同料液比下高粱黑粉菌蛋白提取率如图1所示。
由图1可以看出：随着料液比的增加，蛋白含量逐渐升高。确定最适料液比为1∶10。
2.2 提取温度对蛋白提取率的影响
不同提取温度下高粱黑粉菌蛋白提取率如图2所示。
由图2可以看出：随着提取温度的升高，蛋白含量先升高再降低。确定最适提取温度为20 ℃。
2.3 NaOH溶液pH值对蛋白提取率的影响
不同NaOH溶液pH值下高粱黑粉菌蛋白提取率如图3所示。
由图3可以看出：随着NaOH溶液pH值的升高，蛋白含量先升高后降低。确定最适NaOH溶液pH值为8。
2.4 提取工艺优化
响应面试验结果见表2。
由表2可知：最佳提取条件为料液比1∶8，提取温度20 ℃，NaOH溶液pH值8;此条件下高粱黑粉菌蛋白提取率可达0.30%。
3 结论
以高粱黑粉菌为原料，采用碱提酸沉法提取粗蛋白后，通过单因素试验和响应面试验得到的最佳提取条件为：料液比1∶8，NaOH溶液pH值8，20 ℃下磁力搅拌30 min。此条件下高粱黑粉菌蛋白提取率可达0.3%。
参考文献
[1] 鲁明，石太渊，付欣，等.高粱黑粉菌的研究进展与开发前景[J].农业经济，2020（6）：27-28.
[2] 石太渊，姜福林，王小鹤，等.高粱丝黑穗病菌营养成分分析及评价[J].食品科技，2007，35（12）：232-235.
[3] 石太渊，于淼，鲁明，等.高粱黑粉菌黑色素生成机理及其功能研究[J].农业科技与装备，2013，23（8）：56-58.
Study on Extraction Technology of Sorghum Ustilago Maydis Protein
LU Ming1， SHI Lin2， FU Xin1
（1. Institute of Food and Processing， Liaoning Academy of Agricultural Sciences， Shenyang 110161， China; 2. College of Food Science， Shenyang Agricultural University， Shenyang 110866， China）
Abstract：
Ustilago maydis protein is a kind of important active substance. In this paper， single factor test and response surface test were used to optimize the extraction process of sorghum black fungus protein by alkali extraction and acid precipitation. The results showed that under the conditions of solid-liquid ratio of 1∶8， extraction temperature of 20 ℃ and pH value of NaOH solution 8， the extraction rate of bacterial protein from sorghum black powder reached 0.3%.
Key words：
Ustilago maydis; protein; extraction; technology; optimize