响应面试验优化亚临界水提取核桃粕蛋白工艺及其氨基酸分析

核桃，与扁桃、腰果、榛子并称为世界著名的“四大干果”。核桃油是核桃的主要成分，在加工的过程会产生附加产物核桃粕，核桃粕含有丰富的蛋白质、淀粉、油脂、维生素和矿物质且含有18 种氨基酸，满足人体需要的8种氨基酸。但在实际的生产中核桃粕作为饲料或直接遗弃，原料未能充分利用，多种营养物质也随之流失造成浪费。

目前，核桃粕蛋白提取的方法主要有碱溶酸沉法、膜分离法和离子交换法、物理辅助法。亚临界萃取技术是新兴发展起来的一项变革性技术，亚临界水相比于其他的辅助方法，其提取时间短、提取效率高、对环境友好等特点。同时亚临界水提取在核桃粕蛋白提取上鲜有报道。

来自浙江省农业科学院食品科学研究所的汪正兴、韩强和郜海燕等人以新疆核桃粕为实验原料，利用亚临界水辅助提取核桃粕蛋白，分别以提取时间、料液比、提取温度、pH值为单因素研究对蛋白提取率的影响。通过单因素试验确定合适的因素水平，以响应面优化分析得到核桃粕蛋白提取的最佳条件。为核桃粕蛋白提取提供新型方法。

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微波消解提取核桃粕蛋白单因素试验

1.1 提取时间对核桃粕蛋白提取的影响

随着提取时间的延长，核桃粕的蛋白提取率逐渐增加。提取时间20～30 min，蛋白的提取率显著提高，随着时间的延长，蛋白提取率趋于平衡，开始时蛋白没有完全溶解，提取率较低，当蛋白溶出量达到一定量后只有很少一部分溶解，从节约时间和提取率角度考虑，提取时间控制在30 min较好，因此选30 min为提取蛋白的最佳时间。

1.2 pH值对核桃粕蛋白提取率的影响

核桃粕蛋白提取率随着pH值的升高，蛋白提取率逐渐增大，当pH值在低范围内，蛋白的提取效率较低。实验中发现，随着pH值的升高，蛋白质的颜色会越来越深，当pH值达到9时，蛋白的提取率逐渐下降。因此选择pH值为8.5、9.0、9.5这3 个水平进行响应面试验。

1.3 料液比对核桃粕蛋白提取率的影响

随着溶剂用量的增大，核桃粕的蛋白提取率逐渐增大。当料液比达到1∶20（g/mL）时，蛋白提取率增大逐渐缓慢。选取料液比1∶15、1∶20、1∶25（g/mL）3 个水平进行响应面试验。

1.4 提取温度对核桃粕蛋白提取率的影响

随着提取温度的升高，核桃粕蛋白提取率随着温度的增大而减小。提取温度在140 ℃时，蛋白提取率出现最大值。当温度高于140 ℃以后，蛋白的提取率开始逐渐下降。所以130 ℃为提取蛋白的较优条件，选取120、130、140 ℃作为响应面试验的3 个水平。

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响应面优化试验结果

试验结果发现：蛋白提取率与料液比、pH值、提取温度有着很强的显著性，经过软件分析得到最佳工艺条件为料液比1∶25、pH9.02、提取温度132.5 ℃，预测的最大提取率为75.43%。

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核桃蛋白氨基酸成分分析结果

检17 种氨基酸，种类较为齐全，未检测到色氨酸，可能是因为在碱性条件下水解。核桃蛋白包含人体必需氨基酸7 种（色氨酸除外），其占总量的20.03%，蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、酪氨酸、半胱氨酸含量较少，但是精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸含量较高，分别占氨基酸总量的19.7%、15.2%、24.8%。

结    论

核桃粕的最佳提取工艺为pH9.0、料液比1∶25（g/mL）、提取温度133 ℃，此条件下的蛋白提取率可达到75.01%。氨基酸的结果分析表明：氨基酸种类齐全，谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸3 种含量最高，共占氨基酸总量的59.7%，必需氨基酸占20.03%。亚临界水提取蛋白的提取率较高，操作方便，适用于核桃粕蛋白提取。

本文《响应面试验优化亚临界水提取核桃粕蛋白工艺及其氨基酸分析》来源于《食品科学》2017年38卷20期191-196页，作者：汪正兴，韩强，郜海燕，陈杭君，房祥军，穆宏磊，DOI:10.7506/spkx1002-6630-201720027。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改：李莹

编辑/责编：张睿梅

为进一步深入研究食品产业科技创新基础理论，保障食品质量与安全，研发具有营养和保健功能的食品，推动食品科学研究的进步，带动食品产业的技术创新，更好地保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志，将与国际谷物科技学会（ICC）、合肥工业大学生物与食品工程学院、安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室、南京财经大学食品科学与工程学院、华美食品学会（CAFS）共同于2018年8月2-3日在安徽合肥举办“第十届食品科学国际年会”，

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