近年來，谷物中醇溶蛋白逐漸成為研究熱點，醇溶蛋白，主要的谷物儲存蛋白質，通常作為工業生產的副產品，利用率很低。 醇溶谷蛋白豐富的脯氨酸、谷氨酰胺和缺乏帶電殘基[1-2],使其具有獨特的特性，諸如良好的成形性、生物降解能力、高韌性、彈性好、疏水性和生物相容性[2-3]. 早在 20 世紀 50 年代就已廣泛應用于油漆、印刷油墨、紡織、合成聚合物和其它化學工業[3]. 近年來提出醇溶蛋白新的應用，藥物傳遞[4-6]、生物支架[7-8]、功 能性涂料[9]等，其它潛在應用也在專門的研究中， 這些研究為醇溶蛋白的廣泛應用提供了基礎。

大麥醇溶蛋白及其水解產物顯示良好的膳食補充劑和營養食品的應用潛力。 大麥醇溶蛋白及其水解物顯示抗氧化活性和金屬離子絡合能力[10-11].Wang 等[12]的研究表明，大麥醇溶蛋白在酸性和堿性溶液中有很好的起泡性和泡沫穩定性。 經典的 Ob-sorne 法早已被用于提取大麥中的蛋白的提取[13],提取過程中可加入尿素、SDS 等還原劑幫助提取[14]. 然而， 大麥醇溶蛋白提取率和最終分離的蛋白質含量很少報道。本文就乙醇濃度、液料比、提取溫度、提取時間對大麥醇溶蛋白純度率和提取率的影響及其持水性、持油性、乳化性及乳化穩定性等理化學性質進行了較系統研究， 以期為大麥醇溶蛋白質在食品及非食品領域中的應用提供實踐經驗和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大麥：產自內蒙古赤峰；正己烷、乙醚、無水乙醇、濃硫酸、無水碳酸鈉、無水硫酸銅、硫酸鉀等均為分析純；溴化鉀為光譜純；溴甲酚綠、甲基紅等均為化學純。

1.2 主要儀器與設備

DF-101S 恒溫加熱磁力攪拌器，TDZ5 型臺式離心機，LGJ-10B 冷凍干燥機，HH-S 恒溫水浴鍋，T18D 分散機，FA2104N 型分析天平。

1.3 試驗方法

1.3.1 大麥醇溶蛋白的提取工藝流程 大麥 → 錘式旋風磨粉碎 → 過 100 目篩 → 加入正己烷（料液比 1:10）→磁力攪拌脫脂 → 離心分離（4 000 r/min）→ 沉淀 → 通風櫥過夜、晾干 → 加入乙醇水溶液 → 磁力攪拌提取→離心分離 （4 000r/min）→ 取上清液 → -4 ℃下冷沉 → 取沉淀復溶→ 冷凍干燥 → 大麥醇溶蛋白。

1.3.2 蛋白質含量的測定按照 GB/T 5009.5-2010 執行。

1.3.3 持水性準確稱取 1 g 大麥醇溶蛋白置于離心管中，加蒸餾水 30 mL, 渦旋振蕩 5 min 使蛋白質溶液分散均勻。 60 °C 恒溫水浴加熱 30 min, 冷水冷卻 30min. 2 000 r/min 離心 10 min,去上清，稱取離心管與含水蛋白總質量。 持水性計算公式：WCH=m3-m2-m1m2,式中：WCH 為持水性，g/g;m1為大麥醇溶蛋白質量，g;m2為離心管質量，g;m3為離心管與含水蛋白總質量，g.

1.3.4 持油性稱取 0.3 g 樣品加入離心管中，加取 2 mL 色拉油，漩渦振蕩器 5 min,靜置 30 min,3 000 r/min 離心 5 min,記下游離油的體積。 持油性計算公式：OAC=v2-v1m1,式中：OAC 為持油性 （v/w）；m1為大麥醇溶蛋白質量，g;v1為色拉油體積，mL;v2為游離油體積 ,mL.

1.3.5 乳化性及乳化穩定性取 1.0 g 蛋白樣品溶解到 50 mL 55%的乙醇溶液中，加入 50 mL 色拉油，10 000 r/min 均質 2 min,1 500 r/min 離 心 10 min. 離 心管置于 80 °C 水 浴中， 加熱 30 min 后， 冷卻到室溫，1 500 r/min 離心10 min,測出此時的乳化層高度。

乳化能力及乳化穩定性計算公式分別為：EC=v2v1, ES=v3v2,式中：EC 為乳化活性，%;ES 為乳化穩定性，%;v1為液體體積，mL; v2為乳化層體積，mL;v3為加熱之后乳化層體積，mL.

1.4 數據分析

實驗中的數據平行 3 次，采用 Origin8.0 軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 對蛋白提取率和蛋白純度的影響

2.1.1 乙醇體積分數對大麥醇溶蛋白提取率和純度的影響調節液料比為 6:1（mL/g） ,溫度 25 ℃，提取時間2h,加入體積分數 55%、60%、65%、70%和 80%的乙醇溶液，磁力攪拌，進行大麥醇溶蛋白的提取實驗，乙醇溶液體積分數對大麥醇溶蛋白的提取率和純度的影響結果如圖 1 所示?！?】

由圖 1 可知， 在 55%~70%的體積分數范圍內，隨著乙醇體積分數的增加， 大麥醇溶蛋白的純度略有上升，提取率不斷降低；在乙醇體積分數為 70%時，提取物蛋白含量最高，為 82.9%. 在乙醇體積分數為 80%時，蛋白含量和提取率都是極低的，這可能是因為在體積分數為 80%乙醇水溶液中，大麥醇溶蛋白的溶解度很低。 相比于玉米醇溶蛋白在 80%的乙醇中有最好的溶解度， 大麥醇溶蛋白有較低的疏水性。以蛋白的純度作為第一參考標準，選取體積分數 70%的乙醇進行提取。

2.1.2 料液比對蛋白質提取率和蛋白純度的影響調節乙醇體積分數 70%,溫度 25 ℃，提取時間2 h,液 料比 （mL/g）分 別為 4:1、6:1、8:1、10:1 和 16:1的條件對定蛋白質提取率和蛋白含量的影響， 結果如圖 2 所示?！?】

如圖 2 所示， 液料比對提取物蛋白含量影響不大，提取物蛋白含量在 79.8%~81.0%.隨著液料比的增加，蛋白的提取率逐漸升高，因為此時單位質量大麥粉周圍的乙醇溶液含量增加，傳質速率提高，提取率變大，溶劑的比例越大，蛋白越能充分溶解，提取率也就越高。 在料液比（mL/g）為 6:1 時其提取率增長趨勢變緩。這是由于大部分大麥醇溶蛋白已經浸出，增大料液比反而增加了生產成本， 故液料比控制在6:1.

2.1.3 溫度對蛋白質提取率和蛋白含量的影響調節乙醇體積分數 70%,液料比（mL/g）6:1,提取時間 2 h, 溫度 25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃和 65 ℃的條件對蛋白質提取率和蛋白含量的影響， 結果如圖3 所示?！?】

如圖 3 所示， 不同溫度下提取物蛋白含量和提取率呈完全相反的趨勢。隨著溫度的升高，提取率顯著提高，尤其是在 25~45 ℃，但之后趨勢減緩，提取物蛋白含量在低溫時幾乎沒有變化，但是在 45 ℃后迅速降低。出現這種趨勢的原因可能是，高的溫度增加了大麥粉與溶劑的接觸，有利于蛋白質的析出，但是高溫同時也促進了溶于乙醇的其它物質的溶解，同時過高的溫度會導致蛋白的變性， 進而降低了提取物中蛋白的含量。 王宇曉等[15]研究了在 38 ℃時，提取的玉米醇溶蛋白 DPPH·清除率最高，之后急劇下降，結果與本試驗相似。 出于經濟效益考慮，選取提取溫度為 25 ℃。

2.1.4 時間對蛋白質提取率和蛋白含量的影響調節乙醇體積分數 70%,液料比（mL/g）6:1,溫度 25 ℃， 提取時間分別為 1 h、1.5 h、2 h、2.5 h 和3h 的條件對蛋白質提取率和蛋白含量的影響，結果如圖 4 所示?！?】

如圖 4 所示，隨著提取時間的延長提取率上升，提取時間對提取物蛋白含量影響不大。 隨著浸提時間的延長，醇溶蛋白提取率顯著上升，說明醇溶蛋白開始較易溶解于體積分數 70%乙醇溶液中，當浸提時間大于 2 h 時，提取率趨于平緩。 這是由于醇溶蛋白已基本浸出，因此，為獲得較好的提取效率，確定醇溶蛋白的浸提時間最少為 2 h 為宜。

2.2 氨基酸組成

表 1 列出了玉米醇溶蛋白[16]、高粱醇溶蛋白[17]、小麥醇溶蛋白[16]和提取得到的大麥醇溶蛋白氨基酸組成。 就 P 值與 R2比較，大麥醇溶蛋白的氨基酸組成與小麥醇溶蛋白的氨基酸組成更接近。 醇溶蛋白以高脯氨酸和谷氨酰胺含量著稱， 相對玉米醇溶蛋白， 大麥醇溶蛋白含有更多的谷氨酸和脯氨酸，因此， 可以推斷大麥醇溶蛋白較玉米醇溶蛋白含有更多的分子間氫鍵。同時，大麥醇溶蛋白的非極性氨基酸的含量也遠遠低于玉米醇溶蛋白， 故而有較弱的疏水性。

2.3 持水性與持油性

大麥醇溶蛋白、 玉米醇溶蛋白和大豆分離蛋白的持水性與持油性如圖 5. 比較可知大麥醇溶蛋白的持水性相對較差，但持油能力良好?！?】

2.4 大麥醇溶蛋白的乳化性及乳化穩定性圖 6 顯示了大麥醇溶蛋白、 玉米醇溶蛋白和大豆分離蛋白[19]的乳化性及乳化穩定性。 比較可知大麥醇溶蛋白的乳化及乳化穩定性與大豆分離蛋白不相上下，在食品行業中擁有巨大的潛力。

3 結論

大麥醇溶蛋白的最佳提取條件為： 乙醇體積分數 70%、液料比 6:1 （mL/g）、溫度 25 ℃、提取時間2.0h, 所得大麥醇溶蛋白純度為 82.1%, 提取率為2.95%. 此外，大麥醇溶蛋白具有良好的持油性、乳化性及乳化穩定性，但是疏水性較弱。