张士康陆 晨朱科学王 彬朱跃进张海华周惠明

(1.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院，浙江杭州 310016；2.江南大学食品学院，江苏无锡 214122）

茶渣蛋白理化特性研究

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(1.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院，浙江杭州 310016；2.江南大学食品学院，江苏无锡 214122）

对碱提制备的茶渣蛋白的氨基酸构成、分子量分布和蛋白体外消化性进行了研究，结果表明：茶渣蛋白中氨基酸种类丰富，其中必需氨基酸含量均高于FAO/WHO/UNU1985年的推荐值；茶渣蛋白SDSPAGE分子量分布呈现四条主要条带，对应分子量分别为40.54kDa、30.77kDa、24.09kDa和20.04kDa；茶渣蛋白的体外消化性比大豆蛋白低20%。

茶渣蛋白 氨基酸组成 SDS-PAGE 分子量 体外消化性

我国茶产业发展迅速，2011年茶叶年总产量达到162万吨[1]，比上一年增产9.9%，为世界第一产茶大国；2000年至2011年间，茶叶产量从71.93万吨增长至162万吨，占世界总产量的三分之一，年均增长率接近8%。随着我国茶叶产量的增加和深加工的开展，每年产生大量的低档茶、茶梗以及数万吨的茶渣等[2]，这些茶资源都被当做废物扔掉，不仅会污染环境，而且也造成巨大浪费。

茶叶是由 3.5%～7.0%的无机物和 93%～96.5%的有机物组成的，有机化合物主要有蛋白质、脂类、碳水化合物、氨基酸、生物碱、茶多酚、色素、皂苷、甾醇等[3]。其中蛋白质约占茶叶干重的20%～30%，主要是难溶的谷蛋白（82.05%）和醇溶蛋白（13.61%）；此外，还含有少量可溶的白蛋白（3.47%）和球蛋白（0.87%）[4]。茶渣蛋白主要是由难溶的谷蛋白和醇溶蛋白构成，国内外对于茶渣蛋白的研究多集中在提取制备上[5-7]，对于茶渣蛋白的理化性质等深层次的信息还缺少研究和认识。

茶渣是茶叶深加工的主要伴随物，产量巨大，弃之可惜，如何利用茶渣是当前茶产业面临的一大难题。茶渣蛋白占茶渣干物质总量的20%～30%，是茶渣的重要组成成分，开展茶渣蛋白的研究工作是解决茶渣高效再利用问题的一条重要途径之一。因此，基于我国茶叶产业发展现状，结合前人的茶叶化学成分分析结果，本文拟对茶渣蛋白的理化性质进行研究，一方面拓宽对茶渣蛋白的认识，另一方面为解决茶渣蛋白尤其是茶渣的利用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 实验材料与试剂

茶渣，采自浙江塔塔科技有限公司大生产样品；标准分子量蛋白，中国上海Sigma公司。

考马斯亮蓝、溴酚蓝、丙烯酰胺、Tris、双丙烯酰胺、β-巯基乙醇、N,N,N',N'-四甲基乙二胺，北京索莱宝试剂有限公司；其他试剂均为分析纯，购自国药集团。

1.1.2 实验仪器与设备

1100型氨基酸自动分析仪，美国安捷伦公司；HD-3紫外线检测仪，上海沪西分析仪器厂；DHL-A电脑恒流泵，上海沪西分析仪器厂；DYY-Ⅲ23A型电泳槽，北京市六一仪器厂；ECP300三恒多用电泳仪，北京市六一仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 茶渣蛋白提取工艺

采用响应面优化的超声波辅助提取茶渣蛋白[8]的方法对茶渣蛋白进行制备。

1.2.2 茶渣蛋白氨基酸组成测定分析与评价方法

将准确称取的茶渣蛋白样品装于10mL安培水解管中，立即加入5mL左右的6mol/L的盐酸溶液对茶渣蛋白进行充分的酸水解，然后冲氮气封管，在110℃条件下水解24h以上，切开封管，水解液洗涤定容并抽干后，用邻苯二甲醛OPA柱前自动衍生，在Agilent1100液相色谱仪上进行氨基酸组成分析测定。

色氨酸测定采用6mol/L氢氧化钠水解的方法，110℃水解20h后，进行洗涤定容、中和、抽干后采用邻苯二甲醛OPA进行柱前自动衍生，上Agilent1100液相色谱仪进行分析测定。

1.2.3 SDS-PAGE凝胶电泳分析茶渣蛋白分子量分布

采用Leammli系统进行茶渣蛋白分子量分布的测定。

储存液配置：

A：称取29.2g丙烯酰胺和0.8g甲叉丙烯酰胺，用水溶解并定容至100mL，过滤后在4℃保存。

B：1.5mol/L Tris-HCl，pH8.8，称取18.15gTris，用60mL蒸馏水溶解，再用1mol/L盐酸调节至pH8.8，然后定容至100mL，4℃保存。

C：0.5mol/L Tris-HCl，pH6.8，称取6g Tris，用60mL重蒸水溶解，再用1mol/L的盐酸调节至pH6.8，然后定容到100mL，4℃保存。

D：10%SDS，将10g SDS溶解于80mL重蒸水中，轻轻搅拌溶解，定容至100mL，室温存放。

E：样品缓冲液：分别量取重蒸水4mL，0.5mol/L Tris-HCl，pH6.8缓冲溶液 1.0mL，甘油0.8mL，10%的SDS1.6mL，巯基乙醇0.4mL，0.1%的溴酚蓝0.2mL，总体积为8mL，加样之前将样品与缓冲液以1:4的比例混合后在沸水浴中加热4min。

F：浓缩电泳缓冲溶液：称取15g Tris，72g甘氨酸，5g SDS，用水溶解至1000mL，用时稀释5倍。

分离胶浓度10%，浓缩胶浓度4%，稳压稳流，浓缩胶阶段采用10mA电流，分离胶阶段采用20mA电流，电泳结束后，采用考马斯亮蓝R-250染色。 同时采用 Lysozyme(14.4kDa)、Trypsin inhibitor(20.1kDa)、Carbonic Anhydrase(31kDa)、Actin (43kDa)、BSA (66.2kDa)、Phosphorylase B (97.4kDa)作为标准蛋白，采用溴酚蓝为指示剂，定义其迁移率为1.0，计算茶渣蛋白各条带的相对迁移率，根据茶渣蛋白各组分的迁移率在标准曲线上求得其对应的相对分子质量分布。

1.2.4 茶渣蛋白质的体外消化性测定

准确称取经过初步纯化的茶渣蛋白样品0.5g，用20mL pH1.0的HCl溶液溶解，置于恒温水浴中保温，37℃时，加入 20mg胃蛋白酶（1: 3000），准确反应3h后，加入等体积的20%的三氯乙酸溶液终止反应，静置10min，3000r/min离心分离20min，同时做空白对照。上清液中氮含量扣除空白对照中的氮含量后占样品总氮含量的百分比即为体外消化率。

2 结果与分析

2.1 茶渣蛋白氨基酸组成分析

表1为茶渣蛋白的氨基酸组成分析结果。由表1可以看出，茶渣蛋白中氨基酸组成齐全，八种必需氨基酸均含有；谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸的含量最高，分别达到了12.27g/100g、9.24g/100g和10.22g/100g；苯丙氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、组氨酸等含量都明显高于FAO/WHO/ UNU1985年的推荐值[9]。

表1 茶渣蛋白的氨基酸组成（单位：g/100g蛋白质）Table1 The amino acids composition of tea residue protein(g/100g protein)

2.2 茶渣蛋白分子量测定

由图1可以看出，茶渣蛋白的SDS-PAGE凝胶电泳图谱中，共有四条谱带，根据蛋白质分子量与迁移率的关系，这四条区带的蛋白质的分子量从大到小分别是：40.54kDa、30.77kDa、24.09kDa和20.04kDa。

图1 茶渣蛋白的SDS-PAGE电泳图Fig.1 SDS-PAGE of tea residue protein

2.3 茶渣蛋白体外消化性

可消化性是衡量一种蛋白质营养价值的重要指标之一，本实验利用体外法测定茶渣蛋白的消化率的高低，并与大豆浓缩蛋白相比较，结果图2所示。

图2 茶渣蛋白与大豆浓缩蛋白体外消化率比较Fig.2 The in vitro digestion of tea residue protein and soybean protein

由图2可知，茶渣蛋白体外消化率虽在60%以上，但与大豆浓缩蛋白相比，仍然低于大豆浓缩蛋白的体外消化率，这是否茶渣蛋白结合了较多的茶多酚等机理有待进一步研究。

3 结论

茶渣蛋白是一种氨基酸构成优质的蛋白，其分子量在SDS-PAGE中呈四条主要条带分布，体外消化性略低于大豆蛋白。综合来看，茶渣蛋白若作开发为营养食品可能会受到其消化性的限制，对于茶渣蛋白的成功利用还需开展大量深度研究工作。

[1] 中华人民共和国国家统计局.中华人民共和国2011年国民经济和社会发展统计公报[R/OL].(2012-02-22)[2012-05-15]. http://www.stats.gov.cn/tjgb/ndtjgb/qgndtjgb/t20120222_ 402786440.htm.

[2] 罗红玉,黎星辉,郁军.茶渣回收利用研究现状[J].福建茶叶, 2010,32(7):8-12.

[3] 顾谦,陆锦时,叶宝存.茶叶化学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2002.

[4] 胡晓倩,杨代群.茶叶蛋白的研究现状分析及发展对策[J].资源开发与市场,2010,26(1):4-6.

[5] 陆晨,张士康,朱科学,等.碱提酸沉法提取茶叶蛋白质的研究[J].现代食品科技,2011,27(6):673-677.

[6] 张晓辉,章克昌,活泼,等.非水溶性茶蛋白的提取工艺研究[J].食品研究与开发,2005,26(3):64-67.

[7] 李鹃,活泼,杨海燕.茶叶中非水溶性蛋白质提取工艺及功能性质的研究[J].浙江农业科学,2006,2:150-153.

[8] 陆晨,邹雨虹,张士康,等.响应面法优化超声辅助提取茶渣蛋白的工艺条件[J].食品与生物技术学报,2012,31(3):319-325.

[9] FAO/WHO/UNU.Energy and protein requirements:Report of a jointFAO/WHO/UNU expertconsultation (World Health Organization technicalreportseries724)[R].Geneva:World Health Organization,1985:121-123.

Physiochemical Properties of Tea Residue Protein

ZHANG Shi-kang1,LU Chen2,ZHU Ke-xue2,WANG Bin,ZHU Yue-jin1,ZHANG Hai-hua1, ZHOU Hui-ming2
(1.Hangzhou Tea Research Institute,CHINA COOP,Hangzhou 310016,China;2.School of Food Science and Technology, Jiangnan Univerity,Wuxi 214122,China)

Amino acid composition of tea residue protein produced by alkali extraction was analyzed,and the result shows that amino acids varieties are various in tea residue protein and the essential amino acid contents are higher than the value of FAO/WHO/UNU1985 Recommendation.The SDS-PAGE result indicates that there are four main bands with molecular weights of 40.54kDa、30.77kDa、24.09kD and 20.04kDa,respectively.The in vitro digestion results demonstrates that the tea residue protein has lower digestibility than soybean protein by 20%。

Tea residue protein,Amino acid composition,SDS-PAGE,Molecular weight,in vitro digestion

中国茶叶加工 2012，（2）38～40

2012-05-19

浙江省公益性技术应用研究计划项目（2010C32053）

张士康（1965-），男，江苏南京人，工学博士，高级工程师，硕士研究生导师，主要从事茶资源跨界综合利用研究。