党琳燕

(河南财政金融学院，郑州 450046)

沙棘属于沙棘属胡颓子科，枝条上常有刺，叶子多为单叶互生或者三叶互生，果子颜色包括有红色、橘色、黄色或者橘黄色；地下根系发达且长有根瘤[1]。

沙棘主要分布于寒带、热带和亚热带，我国是沙棘资源最为丰富的国家之一，根据我国沙棘资源普查可知，我国沙棘属植物面积超过了100万公顷，包括天然林和人工林，主要分布于我国的山西、四川、青海和甘肃一带[2-3]。

沙棘中富含有丰富的多糖、维生素、脂肪酸、黄酮、有机酸、多酚、甾醇、三萜、蛋白质和超氧化物歧化酶等多种天然的成分和营养物质，食药兼用[4]。我国药典中明确记录沙棘具有止咳祛痰和活血散瘀等生物活性功能，在民间也被称为“长寿果”，并伴随有很多神奇传说[5]。

蛋白质是人体组织和细胞的重要组成部分，在人体的生理机能调节、免疫系统、遗传物质和生命活动都具有重要的作用[6-7]。沙棘作为一种高蛋白油料作物，蛋白质含量大约为15%～25%，富含18种氨基酸，包括人类必需的8种氨基酸，与花生和大豆蛋白质相比较，氨基酸种类齐全[8]。

本试验主要针对沙棘籽提炼油料后的废弃物沙棘籽粕蛋白质提取工艺进行优化研究，同时对沙棘籽粕中提取的蛋白质进行抗疲劳活性研究，为沙棘产业的发展提供了理论基础[9]。

1 材料与方法

1.1 试验材料试剂

沙棘籽粕、大豆分蛋白酶、无水乙醇、40，60，80，100，120目的筛子。

1.2 试验设备

电子天平、恒温水浴锅、离心机、搅拌器、干燥箱、恒温箱。

1.3 试验方法

1.3.1 蛋白质测定

采用凯式定氮法，参照GB/T 5009.5-2003。

1.3.2 粉碎度对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

选取乙醇浓度为60%、料液比例为1∶8、提取温度为35 ℃、提取时间为1.5 h，研究粉碎度40，60，80，100，120目对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响[10]。

1.3.3 乙醇浓度对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

选取粉碎度为80目、料液比例为1∶8、提取温度为35 ℃、提取时间为1.5 h，研究乙醇浓度40%、50%、60%、70%、80%对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响[11]。

1.3.4 料液比例对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

选取乙醇浓度为60%、粉碎度为80目、提取温度为35 ℃、提取时间为1.5 h，研究料液比例1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响。

1.3.5 提取温度对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

选取乙醇浓度为60%、料液比例为1∶8、粉碎度为80目、提取时间为1.5 h，研究提取温度35，40，45，50，55 ℃对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响。

1.3.6 提取时间对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

选取乙醇浓度为60%、料液比例为1∶8、提取温度为35 ℃、粉碎度为80目，研究不同提取时间0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 h对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响。

1.3.7 正交试验

根据单因素试验，选取乙醇浓度、料液比例、提取时间和提取温度4个因素进行正交试验，以沙棘籽粕蛋白质提取量作为参考指标[12-13]，进行四因素三水平正交试验，选取最佳的沙棘籽粕蛋白质提取工艺。

表1 四因素三水平正交试验表Table 1 Four factors and three levels of orthogonal test

1.3.8 沙棘籽粕蛋白质抗疲劳活性研究

设置空白对照、饲喂小鼠西洋参和沙棘籽蛋白质，对比小鼠负重游泳时间的长短，从而研究沙棘籽粕蛋白质的抗疲劳活性。

2 结果与分析

2.1 沙棘籽粕蛋白质提取工艺单因素试验

2.1.1 粉碎度对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

图1 粉碎度对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响Fig.1 Effect of crushing degree on protein extraction from sea buckthorn seed meal

粉碎破坏沙棘籽的细胞壁，使得细胞中的成分能够充分被溶剂提取。由图1可知，随着沙棘籽粉碎度的增加，溶剂中的蛋白质的含量都有明显的增加。当粉碎度大于80目时，溶剂中的蛋白质增长速度缓慢。由于粉碎度的增加会增加成本，且沙棘中的蛋白质提取并没有明显的效果。所以，本试验选取粉碎度80目为试验最佳条件。

2.1.2 乙醇浓度对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

图2 乙醇浓度对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响Fig.2 Effect of ethanol concentration on protein extraction from sea buckthorn seed meal

由图2可知，随着乙醇浓度的增加，蛋白质的含量先增加后降低，当乙醇的浓度小于60%时，蛋白质的含量随着乙醇的浓度增加而增加；当乙醇的浓度大于60%时，蛋白质的含量随着乙醇浓度的增加而降低。过高的乙醇浓度会导致蛋白质变性，从而影响沙棘籽粕蛋白质的提取效果。因此，选择乙醇浓度60%作为单因素试验的最佳提取条件。

2.1.3 料液比例对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

由图3可知，当料液比例为1∶2～1∶6时，溶液中的蛋白质含量随着料液比例的增加而增加；当料液比例为1∶6～1∶10时，溶液中的蛋白质含量随着料液比例的增加而减少。当料液比例小于1∶6时，沙棘籽中的蛋白质迅速融入乙醇中，蛋白质的含量增加；当料液比例大于1∶6时，沙棘籽在溶剂中的浓度下降，反而不利于沙棘籽中蛋白质的溶出，本试验选取1∶6为单因素最佳料液比例。

图3 料液比例对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响Fig.3 Effect of solid-to-liquid ratio on protein extraction from sea buckthorn seed meal

2.1.4 提取温度对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

图4 提取温度对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响Fig.4 Effect of extraction temperature on protein extraction from sea buckthorn seed meal

由图4可知，沙棘籽的蛋白质含量随着提取温度的改变而改变，当温度小于45 ℃时，随着温度的升高，溶液蛋白质的溶解度逐渐增加，且到45 ℃时，溶液中的蛋白质溶解度达到最高，为50%，当温度超过45 ℃时，溶液中的蛋白质含量逐渐降低，由于温度的升高，导致溶液中蛋白质变性，从而导致了溶液中蛋白质含量的降低。

2.1.5 提取时间对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响

图5 提取时间对沙棘籽粕蛋白质提取效果的影响Fig.5 Effect of extraction time on protein extraction from sea buckthorn seed meal

由图5可知，随着沙棘籽粕蛋白质提取时间的增加，沙棘籽溶液中提取的蛋白质先增加后降低，当提取时间小于1.5 h时，溶液中的蛋白质随着时间的增加而增加；当提取时间超过1.5 h时，溶液中蛋白质的含量逐渐降低。主要是因为随着提取时间的增加，沙棘籽中更多的物质溶解于溶剂中，从而导致了溶剂中蛋白质的含量降低，所以本试验选取1.5 h为单因素试验中最佳的沙棘籽粕蛋白质提取时间。

2.2 正交试验

根据单因素试验，该试验选取料液比例、乙醇浓度、提取温度和提取时间4个因素进行正交试验，以蛋白质含量作为指标，进行四因素三水平正交试验，以获取最佳的沙棘籽蛋白质提取工艺条件。

表2 沙棘籽蛋白质正交试验方案及结果Table 2 The orthogonal experiment scheme and results of sea buckthorn seed protein

由表2可知，各个因素对沙棘籽蛋白质提取效果的影响顺序为乙醇浓度>料液比例>提取时间>提取温度，最佳的组合为A2B1C1D1，即乙醇浓度为70%、料液比例为1∶6、提取温度为45 ℃和提取时间为1.5 h。

2.3 沙棘籽粕蛋白质抗疲劳活性研究

疲劳的表现为运动能力下降，本试验采用小鼠负重游泳试验来检测沙棘籽蛋白质抗疲劳活性，通过比较空白对照组、饲喂沙棘籽蛋白质和西洋参，比较小鼠游泳时间，从而反映不同的物质抗疲劳程度。

表3 沙棘籽蛋白质抗疲劳活性研究对比Table 3 Comparison of research on anti-fatigue activity of sea buckthorn seed protein

由表3可知，空白对照组小鼠游泳时间为12.6 min，饲喂沙棘籽蛋白质，小鼠的游泳时间为18.9 min，饲喂小鼠西洋参，小鼠的游泳时间为25.8 min。不同的饲喂物小鼠的抗疲劳活性不一致，试验结果表明沙棘籽粕蛋白质具有一定的抗疲劳特性，但其效果明显小于西洋参。

3 小结

我国沙棘资源丰富，但目前国内沙棘加工企业规模小、产品单一、技术落后，严重制约了沙棘产业的发展[14]。本研究基于此，对沙棘籽榨油后的沙棘籽粕蛋白质加工工艺进行优化，单因素试验研究结果表明，最佳提取工艺为沙棘籽粕粉碎度80目、乙醇浓度60%、料液比例1∶6、提取温度45 ℃、提取时间1.5 h; 正交试验结果表明，最佳沙棘籽蛋白质提取工艺为乙醇浓度70%、料液比例1∶6、提取温度45 ℃和提取时间1.5 h。沙棘籽粕蛋白质抗疲劳结果表明，沙棘籽粕蛋白质具有一定的抗疲劳活性，但其效果明显小于西洋参。