正交試驗優(yōu)化啤酒大麥芽水溶性蛋白提取工藝摘要：本試驗選取河南大麥為原材料，采用紫外分光光度計對大麥粗提物中水溶性蛋白含量進(jìn)行測定。并用單因素試驗的方法研究了料液比、溫度、時間三個因素對大麥芽水溶性蛋白提取工藝的影響。正交實驗結(jié)果表明：河南大麥芽中水溶性蛋白提取的最適條件為料液比1:45.5,溫度50℃，時間10小時。水溶性蛋白的提取率為。關(guān)鍵詞：大麥芽水溶性蛋白單因素試驗正交試驗考馬斯亮藍(lán)紫外分光光度計OptimizationofWaterSolubleProteinExtractionfromBeermaltbyOrthogonalExperimentAbstract：ThisexperimentselectedHenanbarleyasrawmaterial,determinationofWaterSolubleProteininBarleyExtractbyUVSpectrophotometer.Theeffectsoffeed-liquidratio,temperatureandtimeontheextractionofwater-solubleproteinfrommaltwerestudiedbysinglefactorexperiment.Theorthogonalexperimentalresultsshowthat:henanbarleybudwater-solubleproteinextractionoptimumconditionsfortheratioofmaterialtoliquid1:45.5,temperature50℃,time10h.Theextractionrateofwater-solubleproteinis

Keywords:barleymaltalcohol-solubleproteinsinglefactorexperimentorthogonaltestCoomassiebrilliantblueUVspectrophotometer

正交試驗優(yōu)化啤酒大麥芽醇溶性蛋白的提取工藝1.前言1.1大麥概述大麥?zhǔn)侨祟惙N植的最古老的作物之一，在我國也有5000多年的種植歷史，目前主要用途為釀造啤酒、食用以及飼料。無論何種用途，大麥蛋白質(zhì)的作用都不可忽視。在釀造啤酒中，大麥蛋白與泡沫的質(zhì)量關(guān)系密切，而泡沫是啤酒好壞的評定標(biāo)準(zhǔn)之一；食用大麥中蛋白質(zhì)也是重要的營養(yǎng)物質(zhì)；大麥籽粒的粗蛋白和可消化纖維均高于玉米，也是優(yōu)質(zhì)的飼料。1.2蛋白質(zhì)測定方法的選擇常用的蛋白質(zhì)測定方法有凱氏定氮法；雙縮脲法凱氏定氮法；考馬斯亮藍(lán)法等等和雙縮脲法相比，考馬斯亮藍(lán)法更為簡潔方便，本實驗選取考馬斯亮藍(lán)法進(jìn)行檢測。1.3研究意義研究不同工藝條件對大麥水溶性蛋白提取率的影響，通過正交實驗得出大麥水溶性蛋白最佳提取條件，為其工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。2材料與方法2.1原料與設(shè)備2.1.1原料河南大麥2.1.2主要試劑本試驗所用主要試劑見表1。2.1.3主要設(shè)備本試驗所用主要設(shè)備見表2。其它儀器：容量瓶、100mL量筒、移液管、移液槍、水浴鍋、微型滴定管、燒杯、漏斗、玻璃棒、濾紙等。2.2試驗方法2.2.1牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立配制牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)液取約10mg牛血清白蛋白，溶于蒸餾水，定容至100ml。配置成100mg/ml的牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液。繪制牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線分別量取0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml標(biāo)液于25ml具塞試管中，再分別加入5ml考馬斯亮藍(lán)G-250蛋白試劑，分別加水補(bǔ)足到6ml，蓋上塞子，搖勻，室溫靜置2min后在595nm波長下的分光光度計下比色測定。以牛血清白蛋白含量（mg)為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)，繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程。2.2.2原料的預(yù)處理選取經(jīng)過脫皮處理過的優(yōu)質(zhì)干燥大麥，用粉碎機(jī)將其粉碎成末，再用60目篩篩選，最后把得到的粉末至于干燥的容器之中。2.2.3啤酒大麥芽水溶性蛋白的提取工藝流程大麥→去皮→粉碎→過篩→稱重→浸提→加試劑→測定吸光值→計算提取率2.2.4大麥中水溶性蛋白提取率（%)的計算稱取大麥粉2g,按一定的料液比加入蒸餾水，在選定的溫度、時間條件下提取后進(jìn)行抽濾。用少量去離子水分3次洗滌殘渣，抽濾至干，所得濾液至于0~4℃冰箱保存?zhèn)溆谩９剑核苄缘鞍兹÷剩?）=提取物水溶性蛋白含量／大麥中水溶性蛋白質(zhì)含量2.2.5大麥中水溶性蛋白提取工藝的單因素試驗料液比調(diào)配料液比為：1?10.5、1?17.5、1?24.5、1?31.5、1?38.5的大麥粉溶液，另外兩個因素設(shè)定為：時間4h、溫度40℃，提取次數(shù)1。在595nm處測定吸光值，選出三個對提取率影響最大的水平，做正交試驗。溫度設(shè)定溫度梯度為：40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，另外兩個個因素為:料液比1?31.5、時間4h，提取次數(shù)1，并在595nm處測定吸光值，選出三個對提取率影響最大的水平，做正交試驗。時間設(shè)定時間梯度為：2h、4h、6h、8h、10h，另外兩個因素為：料液比1?31.5、溫度40℃，提取次數(shù)1。并在595nm處測定吸光值，選出三個對提取率影響最大的水平，做正交試驗。2.2.6啤酒大麥芽水溶性蛋白提取工藝的正交試驗準(zhǔn)確稱取大麥粉末2g，根據(jù)啤酒大麥芽水溶性蛋白提取工藝的單因素試驗結(jié)果，以料液比、溫度、時間做L9(34)正交試驗。3.結(jié)果與分析3.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制以牛血清白蛋白（C，m/v）為橫坐標(biāo)，吸光值OD595為縱坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程。3.2啤酒大麥芽水溶性蛋白質(zhì)提取工藝的單因素試驗結(jié)果3.2.1料液比影響料液比單因素實驗結(jié)果如表3由表3可以看出，隨著料液比的增加，提取率也不斷增大，且在1:38.5時達(dá)到最大，由于1:38.5為最大值選取1:31.5、1:38.5以及后延一個梯度1:45.5做正交實驗3.2.2溫度的影響溫度的影響見表4由表4可以看出，40℃提取率高于50℃，可能由于50℃時清蛋白大量凝結(jié)析出，提取率在60攝氏度時達(dá)到峰值，可能是由于球蛋白在70℃時局部析出，80℃進(jìn)一步析出而降低提取率。所以選取50℃、60℃、70℃進(jìn)行正交實驗3.2.3時間的影響時間的影響見表5由表5可以看出，提取率在2到4h變化較大，可能是蛋白質(zhì)在逐漸溶解，4到8h時提取率較為接近，蛋白質(zhì)已基本溶解，但在10h暴增，10h與8h提取率變化較大，可能是時間太長，水分蒸發(fā)嚴(yán)重導(dǎo)致，所以不后延梯度，選取6h、8h、10h進(jìn)行正交實驗3.3啤酒大麥芽水溶性蛋白提取工藝的正交試驗結(jié)果根據(jù)表7的結(jié)果分析表明：最佳的提取工藝條件為A3B1C3，即料液比1:45.5、溫度50、時間10h。由極差值R的大小可知各因素對本試驗方法的影響次序為:A（料液比）>B（溫度）>C（時間）。3.4大麥水溶性蛋白提取工藝的驗證性試驗結(jié)果及分析由表8可知，該條件下水溶性蛋白提取率為82.6%低于正交實驗最大值，但高于其他，應(yīng)是最佳條件。4結(jié)論與討論4.1結(jié)論通過正交試驗的結(jié)果分析可以確定大麥水溶性蛋白最佳提取工藝條件為料液比1:45.5、溫度50℃、時間10h。該條件下，水溶性蛋白的提取得率為82.64.2討論本實驗選取河南大麥為材料進(jìn)行大麥水溶性蛋白提取工藝優(yōu)化，粗步得到最佳工藝條件，為以后的進(jìn)一步實驗做好準(zhǔn)備。但本實驗存在很多不足，比如未探討提取次數(shù)，提取PH，攪拌轉(zhuǎn)速等條件對提取率的影響，由于使用考馬斯染色進(jìn)行蛋白質(zhì)檢測，而考馬斯亮藍(lán)溶液中有醇的存在，所以實際上測得數(shù)據(jù)不僅僅是水溶性蛋白，也有部分醇溶性蛋白干擾，而且后續(xù)實驗中恒溫水浴時間過長，水分蒸發(fā)嚴(yán)重，也影響了吸光度的測定和提取率的計算。參考文獻(xiàn)[1]張荳,宋肖樺,胡慧華.響應(yīng)曲面法優(yōu)化壁虎水溶性蛋白的提取工藝[J/OL].中國現(xiàn)代中藥:1-11[2020-05-26]./10.13313/j.issn.1673-4890.20190818001.[2]朱天地,李靜雯,葉春雷,陳軍,王立光.蛋白質(zhì)組學(xué)及其在啤酒大麥和麥芽研究中的應(yīng)用綜述[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2019(12):71-76.[3]郝怡寧,初晨露,陳尚兵,陸晨浩,邢常瑞,袁建.大豆水溶性蛋白提取工藝優(yōu)化[J].中國油脂,2019,44(05):73-75.[4]陶平德,陳芳,馬朝暉,常明泉.考馬斯亮藍(lán)染色法測定維地西林涂劑中植物蛋白含量[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生,2018,34(15):2279-2280+2284.[5]趙東霞,紀(jì)立波,白麗莉,盧洋,郭亮,劉洋.大豆水溶性蛋白質(zhì)提取條件優(yōu)化[J].化學(xué)分析計量,2018,27(01):68-71.[6]馬邯生,林婧,馬雪,范靜,周香菊.大豆水溶性蛋白質(zhì)測定的影響因素[J].現(xiàn)代食品,2018(01):91-92+100.[7]周蓓,吳麗麗,吳燕春,陳豪,馮莉婷.正交試驗優(yōu)化蛤蚧蛋白質(zhì)的提取工藝研究[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥,2017,13(21):18-20.[8]于士婷,尹翌秋,孫天霞,張麗軒,王敏,趙大慶,王思明.響應(yīng)面法優(yōu)化枸杞水溶性蛋白提取工藝[J].食品研究與開發(fā),2017,38(09):79-84.[9]林佳萍.正交試驗法優(yōu)化提取靈芝蛋白質(zhì)的研究[C].中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會.中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會第十一屆年會論文摘要集.中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會:中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會,2014:287-288.[10]李盼盼,杜金華,張開利,金玉紅.不同蛋白質(zhì)溶解度的小麥芽蛋白質(zhì)組成及麥芽質(zhì)量分析[J].中國糧油學(xué)報,2012,27(12):6-11.[11]姬玉梅.三種小麥蛋白質(zhì)測定方法的比較[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,50(12):2533-2535.[12]陳霞,莫新迎,韓丹,姜曉雷,李明達(dá),趙長新.不同蛋白質(zhì)含量的同品種大麥中熱穩(wěn)