碱法提取柠条蛋白机理的研究与蛋白初步纯化

利用碱提法从丰富的植物生物质资源中获取蛋白质,是提高生物炼制经济可行性的重要途径。然而,由于蛋白提取率不高,蛋白质的开发利用面临巨大挑战。

本文采用一种集合动力学和热力学的研究方法,对柠条蛋白的碱提过程进行分析,以此阐释植物蛋白提取过程机理,并揭示提取过程中的关键性因素。一级二项与二级反应动力学的研究结果均表明,粒径的大小是影响柠条蛋白提取率的最关键性因素。

在一级二项动力学模型中,柠条蛋白碱提阶段被认为存在两个平行过程：快速提取和慢速提取过程,分别指的是柠条蛋白从破碎细胞和完整细胞中释放到浸提液的过程；随着柠条粒径的减小(从20-40目减小到60-80目),慢速提取过程的柠条蛋白产量C2从14.02mg·g-1减小到7.32mg·g-1；但快速提取过程的柠条蛋白产量C1显著性增加,从20.61mg·g-1增加到59.07mg·g-1；当柠条粒径减小到60-80目时,快速提取过程在整个蛋白提取过程中已经占据了主导地位。在二级动力学模型中,当柠条粒径为60-80目时,初始提取速率h具有最大值72.20mg·-1·min-1大约是20-40目条件下的9.0倍。

热力学研究结果表明,在293K到313K温度范围内,柠条蛋白提取过程的焓变ΔH和熵变ΔS分别为21.08kJ·mol-1和84.76J·K-1,柠条蛋白提取过程的标准自由能变AG的值(-3.77-5.46)小于零,说明柠条蛋白的提取为自发过程。此外,本文还研究了柠条蛋白粗提物的抗氧化活性,研究结果表明柠条蛋白粗提物对DPPH自由基具有很好地清除效果,当提取物浓度为1.5mg·mL-1时,DPPH自由基清除率达到87%。

柠条蛋白碱提后,利用DEAE-52阴离子交换柱对蛋白进行了初步纯化；蛋白

纯化与SDS-PAGE电泳结果表明,柠条蛋白粗提物具有两个组分A和B,其中组分A组分主要有三个条带,而组分B主要有四个条带。