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牛奶中活性蛋白的分析

2020-08-03 23:12默克生命科学

  摘要:乳制品中主要含有哪些活性乳蛋白?如何分析这些乳蛋白?默克分析化学专家约稿火热开启。

  引言:

  乳及乳制品已是我们补充优质蛋白的重要来源,也是饮食中不可或缺的部分。选择乳制品时,蛋白质的含量是关键指标。乳制品中主要含有哪些活性乳蛋白?如何分析这些乳蛋白?本文分享了一种有效测定牛奶中乳白、乳球和乳铁蛋白的分析方法,可为液态奶的工艺优化提供数据支撑。

  文/王象欣

  牛奶蛋白质总量中大约20%[1]是乳清蛋白。乳清蛋白主要包括β-乳球蛋白(β-Lg,占乳清蛋白50%)、α-乳白蛋白(α-Lac,占乳清蛋白25%)[2],其中β-Lg包含β-Lg A和β-Lg B两种遗传变异体。常乳中乳铁蛋白(Lf)的含量受奶牛品种和季节性的影响很大。[3] [4]

  乳铁蛋白(Lf)是一种能够与铁结合的糖蛋白,可以促进肠道对铁元素的吸收,提高机体铁含量[11];Lf还被称作免疫因子,具有抗菌[12]、抗病毒[13]、抗氧化[14]和调节机体免疫力[15]等作用。GB 14880-2012《食品营养强化剂使用标准》将乳铁蛋白列为了新型营养强化剂,并规定了其在相关乳制品中的含量标准。

  本研究采用超高效液相色谱法(UPLC),测定牛奶样品中乳铁蛋白(Lf),α-乳白蛋白(α-Lac)和β-乳球蛋白(β-Lg)的含量。α-乳白蛋白(α-Lac)、β-乳球蛋白(β-Lg)和乳铁蛋白(Lf)的检测方法参照GB/T 27417-2017《合格评定 化学分析方法确认和验证指南》对方法进行了确认,满足标准各项要求。

  一、材料与方法

  1试剂与耗材

  本实验所用试剂乙腈(CH3CN)和三氟乙酸(CF3COOH)为色谱纯级别;

  氯化钠(NaCl),磷酸二氢钠(NaH2PO4),磷酸氢二钠(Na2HPO4),冰醋酸为分析纯;

  所用水由Milli-Q超纯水仪(默克公司)提供的符合GB/T 6682规定的一级水。

  肝素亲和柱(4℃冰箱内储存),规格为1.5mg,3mL;0.22μm聚醚砜水相滤膜。

  2仪器与设备

  超高效液相色谱仪,配有紫外检测器;十万分之一分析天平;高速冷冻离心机;Milli-Q超纯水仪;涡旋振荡器。

  3 标准物质

  本实验所用标准物质为CRM级别,均来自于默克Supelco®品牌 Cerilliant®,其中乳铁蛋白(Lf)的标准品编号为 L-047;α-乳白蛋白(α-Lac)的标准品编号为L-045;β-乳球蛋白(β-Lg)的标准品编号为L-046。

  4 分析方法

  4.1 乳铁蛋白的测定

  称取10g(精确至0.01 g)牛奶样品于100mL三角瓶中,先加入30mL结合缓冲液(84mmol/L Na2HPO4,16 mmol/L NaH2PO4),涡旋振荡混匀1min,将样品全部转移至容量瓶,再加入结合缓冲液定容至50mL后混匀;

  将样本转移至离心管于4℃条件下以12000 r/min转速离心10 min,离心后轻轻取出中间层,上层有脂质,下面有沉淀,用大量程的移液器将中间液体部分吸出,注意不要吸取上层脂质和下层沉淀。取其中的10mL作为样品提取液。

  肝素亲和柱先加入5 mL结合缓冲溶液(84mmol/L Na2HPO4,16 mmol/L NaH2PO4)平衡,处理完毕后加入样品提取液,待样液完全流出后,再用10 mL淋洗液(42mmol/L Na2HPO4,8 mmol/L NaH2PO4,100 mmol/L NaCl)淋洗,弃去全部流出液。

  最后用2.5 mL洗脱液(42mmol/L Na2HPO4,8 mmol/L NaH2PO4,1mol/L NaCl)洗脱,收集全部流出液,定容至3.5 mL。将收集溶液过滤膜,供液相色谱检测分析用。通过C4色谱柱(100 mm×2.1mm,1.7μm,300Å)进行分离。

  梯度洗脱,流动相A为含有0.1%三氟乙酸的水溶液;流动相B为含有0.08%三氟乙酸的乙腈;梯度条件见表1所示,流速为0.3mL/min,柱温为45 ℃,进样量为10μL;通过紫外检测器280 nm下进行检测,样品色谱图见图1所示。

  表1:乳铁蛋白梯度洗脱条件

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图1 牛奶样品中Lf的色谱图

  4.2 α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的测定

  取5 g(精确至0.01 g)牛奶样品至50mL离心管中,加入15.0mL水混匀,加入冰醋酸(约30μL)调节pH为4.6±0.1左右,涡旋震荡1min,室温静置至少20min后,在10000转,4℃条件下离心10min。

  取1mL上清液稀释10倍后,过0.22μm滤膜,上机检测。通过C4色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm,300Å)进行分离。梯度洗脱,流动相A为含有0.1%三氟乙酸的水溶液;流动相B为含有0.08%三氟乙酸的乙腈;

  梯度条件见表2所示,流速为0.3mL/min ,柱温为45 ℃,进样量为10μL;通过紫外检测器280 nm下进行检测,样品色谱图见图2所示。

  表2:α-乳白蛋白和β-乳球蛋白梯度洗脱条件

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图2 牛奶样品中α-Lac和β-Lg 的色谱图

  二、实际样品的测定数据

  牛奶样品来自11个省份、自治区、直辖市的大型超市,并结合网络,抽取试验所用样品。其中20种保质期为常温12个月的纯牛奶,20种保质期为常温6个月的纯牛奶,10种ESL牛奶,15种巴氏杀菌牛奶,每种10个批次。对上述样品按照2.4所述方法进行分析,结果如表3所示。

  表3:市售样品中未变性α-Lac、β-Lg、Lf的含量

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  三、结论

  经方法学验证,3种活性蛋白其线性范围内线性关系良好,方法回收率、精密度符合GB/T 27404-2008中的相关要求,该方法快速、灵敏、准确,适合牛奶样品的检测,也可为液态奶的工艺优化提供数据支撑。

  参考文献:

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