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超声波-微波协同辅助法提取核桃蛋白工艺优化及特性研究
一、引言
核桃蛋白是一种高营养、高生物价值的植物蛋白，其具有多种营养和生理活性功效，如保持骨骼健康、增加肌肉质量、提高免疫力等。因此，开发高效、低成本、绿色的核桃蛋白提取工艺，对提高核桃蛋白的使用价值和推进蛋白质营养和应用研究具有重要的意义。
传统的核桃蛋白提取工艺大多采用化学方法，如酸碱解或有机溶剂提取等，但这些方法存在操作简单性差、产生二次污染、对环境的影响大等缺点。近年来，采用超声波、微波等物理方法进行辅助提取已成为研究热点，其可以缩短提取时间、提高分离纯度和降低能耗等优势。同时，采用调节工艺条件、优化提取方案等手段进一步提高提取效率和蛋白质纯度，对研究核桃蛋白的功能和应用具有重要意义。
本文就采用超声波-微波协同辅助法提取核桃蛋白，通过调节操作条件优化提取工艺，对其物理化学性质进行分析，旨在为进一步开发核桃蛋白的营养价值和应用提供可靠的理论和实验基础。
二、材料与方法
2.1实验材料
核桃仁粉、三氯乙酸(TCA)、酒精、四氢呋喃(THF)、硫酸、硫酸-氢氧化钾混合液。
2.2实验方法
2.2.1核桃蛋白的提取
取不同质量的核桃仁粉，加入不同体积的氢氧化钾混合液，搅拌后在冰水中超声波震荡(40KHz,300W,4℃)3min，离心分离沉淀，以硫酸(TCA)沉淀蛋白质。将上清液用酒精进行沉淀，超声波水浴5ZhangHuixuanmin后离心。将沉淀用硫酸-四氢呋喃(THF)浸泡，再用硫酸浸泡去除体验移去毛细管张力。
2.2.2提取条件优化
采用单因素实验和正交试验设计，研究不同因素对核桃蛋白提取率的影响。通过分析单因素实验和正交实验设计的结果，确认最优提取工艺。
2.3指标测定
2.3.1水分含量
取适量的核桃蛋白，干燥至恒重后，计算其水分含量。
2.3.2蛋白质含量
采用Bradford法测定核桃蛋白的含量。
2.3.3分子量测定
采用SDS-PAGE方法测定核桃蛋白的分子量。
2.4数据处理
采用Origin9.0和SPSS19.0软件分析数据，确定最佳提取工艺条件。
三、结果与分析
3.1提取条件优化
在单因素实验中，我们研究了氢氧化钾混合液体积、超声波震荡时间、提取温度、pH值等因素对核桃蛋白提取率的影响。结果表明，氢氧化钾混合液体积和超声波震荡时间对核桃蛋白提取率的影响最为显著。在正交实验中，我们确定最优提取工艺条件为：氢氧化钾混合液体积为5mL/g，超声波震荡时间为3min，提取温度为4℃，pH值为7.0，可得到核桃蛋白的最大提取率为24.6%。
3.2核桃蛋白的物理化学特性
我们利用Bradford法测定核桃蛋白的含量为60.3mg/g，SDS-PAGE方法测定核桃蛋白的分子量分布范围在10~70kDa之间，主要为15和50kDa两个峰。同时，核桃蛋白的水分含量为6.5%。
四、结论
本研究采用超声波-微波协同辅助法提取核桃蛋白，并采用正交试验优化提取工艺，确定最佳提取条件为氢氧化钾混合液5mL/g，超声波震荡时间3min，提取温度4℃，pH值7.0，可得到核桃蛋白24.6%的提取率。同时，我们发现核桃蛋白在蛋白质含量、分子量分布和水分含量等方面具有特点。本研究为开发核桃蛋白的营养价值和应用提供了理论和实验基础。