正交试验优化啤酒大麦芽水溶性蛋白提取工艺

正交试验优化啤酒大麦芽水溶性蛋白提取工艺摘要：本试验选取河南大麦为原材料，采用紫外分光光度计对大麦粗提物中水溶性蛋白含量进行测定。并用单因素试验的方法研究了料液比、温度、时间三个因素对大麦芽水溶性蛋白提取工艺的影响。正交实验结果表明：河南大麦芽中水溶性蛋白提取的最适条件为料液比1:45.5,温度50℃，时间10小时。水溶性蛋白的提取率为。关键词：大麦芽水溶性蛋白单因素试验正交试验考马斯亮蓝紫外分光光度计OptimizationofWaterSolubleProteinExtractionfromBeermaltbyOrthogonalExperimentAbstract：ThisexperimentselectedHenanbarleyasrawmaterial,determinationofWaterSolubleProteininBarleyExtractbyUVSpectrophotometer.Theeffectsoffeed-liquidratio,temperatureandtimeontheextractionofwater-solubleproteinfrommaltwerestudiedbysinglefactorexperiment.Theorthogonalexperimentalresultsshowthat:henanbarleybudwater-solubleproteinextractionoptimumconditionsfortheratioofmaterialtoliquid1:45.5,temperature50℃,time10h.Theextractionrateofwater-solubleproteinis

Keywords:barleymaltalcohol-solubleproteinsinglefactorexperimentorthogonaltestCoomassiebrilliantblueUVspectrophotometer

正交试验优化啤酒大麦芽醇溶性蛋白的提取工艺1.前言1.1大麦概述大麦是人类种植的最古老的作物之一，在我国也有5000多年的种植历史，目前主要用途为酿造啤酒、食用以及饲料。无论何种用途，大麦蛋白质的作用都不可忽视。在酿造啤酒中，大麦蛋白与泡沫的质量关系密切，而泡沫是啤酒好坏的评定标准之一；食用大麦中蛋白质也是重要的营养物质；大麦籽粒的粗蛋白和可消化纤维均高于玉米，也是优质的饲料。1.2蛋白质测定方法的选择常用的蛋白质测定方法有凯氏定氮法；双缩脲法凯氏定氮法；考马斯亮蓝法等等和双缩脲法相比，考马斯亮蓝法更为简洁方便，本实验选取考马斯亮蓝法进行检测。1.3研究意义研究不同工艺条件对大麦水溶性蛋白提取率的影响，通过正交实验得出大麦水溶性蛋白最佳提取条件，为其工业化生产提供参考。2材料与方法2.1原料与设备2.1.1原料河南大麦2.1.2主要试剂本试验所用主要试剂见表1。2.1.3主要设备本试验所用主要设备见表2。其它仪器：容量瓶、100mL量筒、移液管、移液枪、水浴锅、微型滴定管、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸等。2.2试验方法2.2.1牛血清白蛋白标准曲线的建立配制牛血清白蛋白标准液取约10mg牛血清白蛋白，溶于蒸馏水，定容至100ml。配置成100mg/ml的牛血清白蛋白标准溶液。绘制牛血清白蛋白标准曲线分别量取0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml标液于25ml具塞试管中，再分别加入5ml考马斯亮蓝G-250蛋白试剂，分别加水补足到6ml，盖上塞子，摇匀，室温静置2min后在595nm波长下的分光光度计下比色测定。以牛血清白蛋白含量（mg)为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘出标准曲线，得回归方程。2.2.2原料的预处理选取经过脱皮处理过的优质干燥大麦，用粉碎机将其粉碎成末，再用60目筛筛选，最后把得到的粉末至于干燥的容器之中。2.2.3啤酒大麦芽水溶性蛋白的提取工艺流程大麦→去皮→粉碎→过筛→称重→浸提→加试剂→测定吸光值→计算提取率2.2.4大麦中水溶性蛋白提取率（%)的计算称取大麦粉2g,按一定的料液比加入蒸馏水，在选定的温度、时间条件下提取后进行抽滤。用少量去离子水分3次洗涤残渣，抽滤至干，所得滤液至于0~4℃冰箱保存备用。公式：水溶性蛋白取率（%）=提取物水溶性蛋白含量／大麦中水溶性蛋白质含量2.2.5大麦中水溶性蛋白提取工艺的单因素试验料液比调配料液比为：1⁚10.5、1⁚17.5、1⁚24.5、1⁚31.5、1⁚38.5的大麦粉溶液，另外两个因素设定为：时间4h、温度40℃，提取次数1。在595nm处测定吸光值，选出三个对提取率影响最大的水平，做正交试验。温度设定温度梯度为：40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，另外两个个因素为:料液比1⁚31.5、时间4h，提取次数1，并在595nm处测定吸光值，选出三个对提取率影响最大的水平，做正交试验。时间设定时间梯度为：2h、4h、6h、8h、10h，另外两个因素为：料液比1⁚31.5、温度40℃，提取次数1。并在595nm处测定吸光值，选出三个对提取率影响最大的水平，做正交试验。2.2.6啤酒大麦芽水溶性蛋白提取工艺的正交试验准确称取大麦粉末2g，根据啤酒大麦芽水溶性蛋白提取工艺的单因素试验结果，以料液比、温度、时间做L9(34)正交试验。3.结果与分析3.1标准曲线的绘制以牛血清白蛋白（C，m/v）为横坐标，吸光值OD595为纵坐标，制作标准曲线，得出标准曲线的回归方程。3.2啤酒大麦芽水溶性蛋白质提取工艺的单因素试验结果3.2.1料液比影响料液比单因素实验结果如表3由表3可以看出，随着料液比的增加，提取率也不断增大，且在1:38.5时达到最大，由于1:38.5为最大值选取1:31.5、1:38.5以及后延一个梯度1:45.5做正交实验3.2.2温度的影响温度的影响见表4由表4可以看出，40℃提取率高于50℃，可能由于50℃时清蛋白大量凝结析出，提取率在60摄氏度时达到峰值，可能是由于球蛋白在70℃时局部析出，80℃进一步析出而降低提取率。所以选取50℃、60℃、70℃进行正交实验3.2.3时间的影响时间的影响见表5由表5可以看出，提取率在2到4h变化较大，可能是蛋白质在逐渐溶解，4到8h时提取率较为接近，蛋白质已基本溶解，但在10h暴增，10h与8h提取率变化较大，可能是时间太长，水分蒸发严重导致，所以不后延梯度，选取6h、8h、10h进行正交实验3.3啤酒大麦芽水溶性蛋白提取工艺的正交试验结果根据表7的结果分析表明：最佳的提取工艺条件为A3B1C3，即料液比1:45.5、温度50、时间10h。由极差值R的大小可知各因素对本试验方法的影响次序为:A（料液比）>B（温度）>C（时间）。3.4大麦水溶性蛋白提取工艺的验证性试验结果及分析由表8可知，该条件下水溶性蛋白提取率为82.6%低于正交实验最大值，但高于其他，应是最佳条件。4结论与讨论4.1结论通过正交试验的结果分析可以确定大麦水溶性蛋白最佳提取工艺条件为料液比1:45.5、温度50℃、时间10h。该条件下，水溶性蛋白的提取得率为82.64.2讨论本实验选取河南大麦为材料进行大麦水溶性蛋白提取工艺优化，粗步得到最佳工艺条件，为以后的进一步实验做好准备。但本实验存在很多不足，比如未探讨提取次数，提取PH，搅拌转速等条件对提取率的影响，由于使用考马斯染色进行蛋白质检测，而考马斯亮蓝溶液中有醇的存在，所以实际上测得数据不仅仅是水溶性蛋白，也有部分醇溶性蛋白干扰，而且后续实验中恒温水浴时间过长，水分蒸发严重，也影响了吸光度的测定和提取率的计算。参考文献[1]张荳,宋肖桦,胡慧华.响应曲面法优化壁虎水溶性蛋白的提取工艺[J/OL].中国现代中药:1-11[2020-05-26]./10.13313/j.issn.1673-4890.20190818001.[2]朱天地,李静雯,叶春雷,陈军,王立光.蛋白质组学及其在啤酒大麦和麦芽研究中的应用综述[J].甘肃农业科技,2019(12):71-76.[3]郝怡宁,初晨露,陈尚兵,陆晨浩,邢常瑞,袁建.大豆水溶性蛋白提取工艺优化[J].中国油脂,2019,44(05):73-75.[4]陶平德,陈芳,马朝晖,常明泉.考马斯亮蓝染色法测定维地西林涂剂中植物蛋白含量[J].现代医药卫生,2018,34(15):2279-2280+2284.[5]赵东霞,纪立波,白丽莉,卢洋,郭亮,刘洋.大豆水溶性蛋白质提取条件优化[J].化学分析计量,2018,27(01):68-71.[6]马邯生,林婧,马雪,范静,周香菊.大豆水溶性蛋白质测定的影响因素[J].现代食品,2018(01):91-92+100.[7]周蓓,吴丽丽,吴燕春,陈豪,冯莉婷.正交试验优化蛤蚧蛋白质的提取工艺研究[J].亚太传统医药,2017,13(21):18-20.[8]于士婷,尹翌秋,孙天霞,张丽轩,王敏,赵大庆,王思明.响应面法优化枸杞水溶性蛋白提取工艺[J].食品研究与开发,2017,38(09):79-84.[9]林佳萍.正交试验法优化提取灵芝蛋白质的研究[C].中国食品科学技术学会.中国食品科学技术学会第十一届年会论文摘要集.中国食品科学技术学会:中国食品科学技术学会,2014:287-288.[10]李盼盼,杜金华,张开利,金玉红.不同蛋白质溶解度的小麦芽蛋白质组成及麦芽质量分析[J].中国粮油学报,2012,27(12):6-11.[11]姬玉梅.三种小麦蛋白质测定方法的比较[J].湖北农业科学,2011,50(12):2533-2535.[12]陈霞,莫新迎,韩丹,姜晓雷,李明达,赵长新.不同蛋白质含量的同品种大麦中热稳