◎ 金周雨,丁 淼,康 驍,荊 波,高玉涵,國 微,宋 慧
(1.吉林農(nóng)業(yè)大學生命科學學院,吉林 長春 130118;2.吉林北華大學理學院,吉林 吉林 132013)
海鮮菇隸屬擔子菌門層菌綱傘菌目白蘑科玉蕈屬,又被稱為玉蕈、斑玉蕈、鴻喜菇、真姬菇等,是目前風靡食用菌市場的珍稀菇種之一[1],在日本享有“聞則松茸,食則玉蕈”的美譽。海鮮菇不僅質(zhì)地極為爽脆,而且味道也極為鮮美,近年來在日本被廣泛用作食品或調(diào)味品[2]。海鮮菇不僅含有對人體有益的黃酮和酚類等營養(yǎng)成分,是一類富含礦質(zhì)元素的低熱量、低脂肪、高蛋白的大型食用菌[3],而且還具有抗炎癥、抗氧化、抗腫瘤、提高機體免疫力等功效[4-5]。目前,在人工栽培和活性成分的鑒定是國內(nèi)外學者對海鮮菇研究的重要方面,而對海鮮菇主要營養(yǎng)成分的利用和深度開發(fā)比較欠缺。本實驗選取海鮮菇為實驗材料,通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化海鮮菇蛋白質(zhì)的提取條件,為海鮮菇進一步開發(fā)和應用提供科學依據(jù)。
1.1.1 材料
海鮮菇,由吉林農(nóng)業(yè)大學菌物所提供。
1.1.2 試劑及配制
①考馬斯亮藍G-250溶液??捡R斯亮藍G-250粉末0.10 g精確稱取于含有50 mL 95%乙醇的燒杯中,加入100 mL 85%磷酸試劑,充分溶解后加水定容至1000 mL,混勻過濾備用。②標準蛋白質(zhì)溶液(0.1 mg·mL-1牛血清白蛋白)。精確稱取牛血清蛋白25 mg,加蒸餾水充分溶解后定容至100 mL,吸取定容好的溶液40 mL,用蒸餾水稀釋至100 mL即為標準蛋白質(zhì)溶液。
以上所用試劑均為分析純。
主要儀器設(shè)備見表1。
表1 實驗儀器表
1.3.1 標準曲線的繪制
取出6支試管,然后將試管分別編號為1、2、3、4、5、6,再依次往試管中吸取標準蛋白質(zhì)溶液0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL,加入蒸餾水至1.00 mL,然后加入5.00 mL考馬斯亮藍G-250溶液,振蕩混勻后,室溫條件下反應5 min,于波長595 nm處測定吸光度值,以蛋白質(zhì)含量為橫坐標,吸光度值為縱坐標,繪制標準曲線。
1.3.2 樣品提取液的蛋白質(zhì)含量測定
樣品提取液中蛋白質(zhì)含量測定應用考馬斯亮藍法。蛋白質(zhì)提取含量按公式(1)的計算。
式(1)中,W0表示根據(jù)標曲計算的蛋白質(zhì)含量值,單位μg;VT表示提取液總體積,單位mL;W1表示樣品干重,g;VS表示測定時加樣量,mL。
1.3.3 計算海鮮菇蛋白質(zhì)提取率
通過凱式定氮法(GB 5009.5-2016)[6]測定樣品的總蛋白,按公式(2)計算海鮮菇蛋白質(zhì)提取率。
式(2)中,MK表示樣品提取的蛋白質(zhì)質(zhì)量,單位mg;MZ表示樣品測得的總蛋白質(zhì)質(zhì)量,單位mg。
1.3.3.1 海鮮菇蛋白質(zhì)提取的單因素實驗
(1)單因素實驗中提取溫度的確定。在海鮮菇蛋白質(zhì)提取時間和提取料液比處理條件不變的條件下,選擇5個提取溫度,篩選不同提取溫度的蛋白質(zhì)提取率。即當海鮮菇蛋白質(zhì)提取時間為1.5 h,提取料液比為1∶60,提取溫度分別為70、75、80、85 ℃和90 ℃時,進行海鮮菇蛋白質(zhì)提取條件篩選。
(2)單因素實驗中提取時間的確定。在海鮮菇蛋白質(zhì)提取料液比和提取溫度處理條件不變的條件下,選擇5個提取時間點,篩選不同提取時間下的蛋白質(zhì)提取率。即當海鮮菇蛋白質(zhì)提取料液比為1∶60,提取溫度為80 ℃,提取時間分別為0.5、1.0、1.5、2.5 h和3.0 h時,進行海鮮菇蛋白質(zhì)提取條件篩選。
(3)單因素實驗中提取時料液比的確定。在海鮮菇蛋白質(zhì)提取時間和提取溫度不變的條件下,選擇5個提取料液比不同比例,篩選不同提取料液比的蛋白質(zhì)提取率。即當海鮮菇蛋白質(zhì)提取的時間為1.0 h,提取溫度為80 ℃,提取料液比分別為1∶30、1∶40、1∶50、1∶60和1∶70時,進行海鮮菇蛋白質(zhì)提取條件篩選。
1.3.3.2 海鮮菇蛋白質(zhì)提取的正交試驗
根據(jù)單因素實驗結(jié)果確定正交試驗的方法,以海鮮菇蛋白質(zhì)提取率為標準,設(shè)計三因素三水平正交試驗表,以進一步對海鮮菇蛋白質(zhì)的提取條件進行優(yōu)化,見表2。
表2 正交試驗各因素及水平表
以蛋白質(zhì)含量(μg)作為橫坐標,測得的吸光度(OD)值為縱坐標,繪制標準曲線,回歸方程為Y=0.006 4X+0.011 8,R2=0.997 1,式中Y為吸光度,X為蛋白含量(μg)。線性關(guān)系良好。
圖1 海鮮菇蛋白質(zhì)提取的標準曲線圖
2.2.1 海鮮菇蛋白質(zhì)提取條件中提取溫度的影響
當海鮮菇蛋白質(zhì)提取時間為1.5 h,提取料液比1∶60,提取溫度分別為70、75、80、85 ℃和90 ℃,實驗結(jié)果見圖2。
圖2 提取溫度對海鮮菇蛋白質(zhì)提取率的影響圖
由圖2可見,蛋白質(zhì)提取率伴隨著溫度的升高先升高后降低,當溫度為80 ℃時,蛋白質(zhì)提取率最高。提取溫度提高可以改進蛋白質(zhì)的溶解性能,從而提高蛋白質(zhì)的提取率;另外,在考慮蛋白質(zhì)提取率的同時,也要兼顧蛋白質(zhì)的品質(zhì),溫度過高,蛋白質(zhì)會變性失活?;谶@樣的分析,蛋白質(zhì)提取溫度不易定得過高。當海鮮菇蛋白質(zhì)提取溫度是80 ℃時,蛋白質(zhì)提取率達到2.135%。
2.2.2 提取時間對海鮮菇蛋白質(zhì)提取含量的影響
當海鮮菇蛋白質(zhì)提取料液比為1∶60,提取溫度80 ℃,時間分別為0.5、1.0、1.5、2.0 h和2.5 h,結(jié)果見圖3。
由圖3可見,海鮮菇蛋白質(zhì)的溶出是當時間達到1.0 h時,蛋白提取率達到最高,而隨著時間延長可能蛋白質(zhì)降解造成蛋白質(zhì)含量降低。當海鮮菇蛋白質(zhì)提取時間為1.0 h時,蛋白提取率達到3.118%。
2.2.3 提取料液比對海鮮菇蛋白質(zhì)提取含量的影響
當海鮮菇蛋白質(zhì)提取時間為1.0 h,提取溫度80 ℃,提取料液比分別為1∶30、1∶40、1∶50、1∶60和1∶70,結(jié)果見圖4。
由圖4可見,海鮮菇蛋白質(zhì)提取率伴隨著溶液的增多先升高后降低,當料液比為1∶50時,蛋白質(zhì)提取率最高。隨著物料與溶液的接觸面的增加,易于蛋白質(zhì)溶出,而當料液比大于1∶50時,蛋白質(zhì)提取率總體是下降的。當海鮮菇蛋白質(zhì)提取料液比1∶50時,蛋白提取率達到3.950%。
在單因素實驗的基礎(chǔ)上,進行正交試驗進一步優(yōu)化海鮮菇蛋白質(zhì)熱水浸提條件。正交試驗的結(jié)果見表3。
正交試驗的評價指標是蛋白質(zhì)提取率。根據(jù)正交試驗結(jié)果,判斷工藝參數(shù)的影響大小為提取料液比(B)>提取溫度(C)>提取時間(A)。最佳的工藝條件為A2B3C2的條件,即加熱時間為1 h,海鮮菇粉與液體的比例為1∶60,提取溫度為80 ℃,在此條件下海鮮菇蛋白質(zhì)的提取率最大達到4.670%。
①單因素實驗中,當提取溫度80 ℃時,蛋白質(zhì)提取率最高,達到2.135%。②單因素實驗中,當提取時間為1 h時,蛋白提取率最高,達到3.118%。③單因素實驗中,當提取料液比1∶50時,蛋白提取率最高,達到3.950%。④正交試驗表明,海鮮菇蛋白質(zhì)提取最佳提條件為提取時間為1 h,料液比為1∶60,提取溫度為80 ℃,在此條件下海鮮菇蛋白質(zhì)的提取率是4.670%。
蛋白質(zhì)是生物活性物質(zhì),在生物體中具有重要作用,是機體營養(yǎng)的主要來源。在動植物及菌類中含有較高的蛋白質(zhì)成分。劉暢等[7]采用響應面法對北五味子水溶性糖蛋白提取工藝進行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)最佳工藝條件是料液比1∶35(g·mL-1),堿提液pH為9.5,浸提溫度35 ℃,浸提時間3 h時,糖蛋白提取率最高。在本實驗中,對海鮮菇蛋白質(zhì)的提取以蛋白質(zhì)提取率為標準,所以在實驗的設(shè)計中對溫度、pH的條件設(shè)計范圍比較寬。如果對蛋白質(zhì)活性要求較高,不僅考慮提取溶液的酸堿度,而且提取溫度不宜過高,否則可能會破壞蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),使其生物活性降低甚至破壞。