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测定食品中蛋白质含量对健康的重要性

2018.11.30

  蛋白质是一类最重要的生物大分子,存在于一切生物体内,是细胞的主要成分,是生命的基础物质,是一种纯天然的营养物质,也是一种天然的表面活性剂。蛋白质的结构受二硫键的影响很大,而蛋白质的结构影响蛋白质的表面活性性能,为了研究蛋白质的结构和性能的关系,特别是蛋白质表面活性性能与结构的关系,所以测定蛋白质二硫键含量尤为重要。

  目前,普遍采用的是Ellman建立的方法,即利用5,5'- 二硫代-2-硝基苯甲酸(DTNB)与游离SH 反应,在波长412nm 处生成有最大吸收峰的黄色物质后,采用分光光度法进一步测定吸光度而得。实验还采用 NTSB 试剂在由亚硫酸钠存在的条件下与二硫键。反应是分两步的,首先是亚硫酸钠先使二硫键裂解,pH 值在 9 以上,反应是可逆的双分子反应,这就要求有过量的亚硫酸钠使二硫键迅速裂解。第二步反应就是巯基的亲核反应,即巯基与NTSB 的反应,生成一种黄色物质 NTB 和硫代磺酸盐。本实验采用这种方法对豆浆蛋白、牛奶蛋白、大豆粉蛋白中的二硫键进行了测定,都得到了较好的结果。

  1 材料与方法

  1.1 材料、试剂与仪器

  大豆粉 安阳漫天雪蛋白有限公司;新鲜豆浆 市售;牛奶 上海光明乳液公司;尿素;EDTA;十二烷基硫酸钠;三(羟甲基)氨基甲烷;无水亚硫酸钠;浓盐酸。以上试剂均为分析纯。

  缓冲液 A:8mol/L 尿素,3mmol/L EDTA,l%SDS 和0.2mol/L Tris-HC1(pH8.0); 缓冲液B:10mmol/LDTNB,0.2mol/L Tris-HC1(pH8.0); 缓冲液 C:8mol/L尿素,3mmol/L EDTA,l% SDS,0.1mol/L Na1.2 方法1.2.1 NTSB 的制备100mg的Ellment试剂溶解到10ml 1mol/L的亚硫酸钠中,在38℃下通入氧气直到亮红色溶液变成淡黄色,就表明 NTSB 已经生成。

  1.2.2 豆浆中二硫键含量的测定方法对豆浆进行热处理:在带塞试管中进行热处理。试管中加入 20ml 豆浆,拧紧塞,置于 95℃的水浴中,处理时间为 90min.处理重复三次。

  取样品4ml(1#)和2ml(2#)各一份,分别加入16ml和18ml 的丙酮,震荡后静置10min,再在 3000 ×g 条件下离心 15min,然后再用 10ml 的丙酮悬浮沉淀,再在3000 × g 条件下离心15min,重复两次。

  用缓冲液A 20ml溶解一份处理过的豆浆(1#),缓冲液D 20ml 溶解另一份处理过的豆浆(2#),震荡并使其全溶。

  取1# 溶液 0.25、0.5、0.75、1、1.25、1.5ml 于纸型管中,不同浓度分别测三次后取平均,在纸型管中分别加入0.1ml 的缓冲液B,震荡30min后加缓冲液A 稀释至3ml 再测吸光度。以加缓冲液B 而不加样品为空白。

  取2# 溶液0.25、0.5、0.75、1、1.25、1.5ml 于纸型管中,不同浓度分别测三次,在纸型管中加入相同量的缓冲液 C 振荡30min 后加缓冲液 D 稀释至3ml 再测吸光度。以加缓冲液 C 而不加样品为空白。

  1.2.3 牛奶中二硫键含量的测定方法直接取样品2ml 两份,分别加入18ml 的丙酮,振荡后静置10min,在 3000 × g 条件下离心 15min,然后再用 10ml 丙酮悬浮沉淀,再在 3000 × g 条件下离心1 5 m i n ,重复两次。其他操作同上。

  1.2.4 大豆粉中二硫键含量的测定方法直接用缓冲液 A 20ml溶解0.1000g大豆粉(1#),缓冲液D 20ml溶解0.1000g大豆粉(2#),振荡并使其全溶。

  其他操作同上。

  1.2.5 巯基和二硫键含量计算公式在 pH8 的情况下,NTB 的摩尔消光系数是 13600/mol/L·cm.

  SH(μmol/g) = (A412nm×D×10-6)/(C×V×13600)式中,A412nm为吸光度;D 为稀释倍数(对游离 SH,D=(3/所取样品溶液体积)×20;对总巯基D=(3/ 所取样品体积)× 20);C 为豆浆固形物含量,25mg/ml;V 为所取豆浆或牛奶的体积 ml;SS(μmol/g)=总巯基含量

  2 结果与分析

  2.1 豆浆中二硫键含量的测定丙酮能将蛋白质沉淀分离,除去豆浆中的脂肪。

  采用丙酮处理后,破坏了蛋白质与脂肪形成的乳化体系,使豆浆的混浊度大大下降,采用丙酮处理豆浆后既可测定豆浆中的游离巯基总量,又可测定蛋白质表面的游离巯基和埋藏在分子内部的巯基,丙酮处理可使蛋白质溶液的混浊度进一步降低,从而有利于巯基含量的测定。

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  在测定巯基时,人们还常常趋向于把蛋白质中游离的巯基(未形成二硫键的巯基)分为两部分:一部分是暴露在蛋白质表面的巯基,一部分是埋藏在分子内部的巯基。一般用标准缓冲溶液直接溶解蛋白质来测定前者,采用加变性剂如SDS、尿素的缓冲溶液溶解蛋白质测定巯基总量。

  对热处理90min后的豆浆进行测定的结果见图。

  2.2 牛奶中二硫键含量的测定牛奶也采用丙酮处理,牛奶和豆浆一样,混浊度都比较高,用分光光度计测定的时候会影响测定的准确性,采用丙酮处理后既可以出去牛奶中的脂肪,也可以降低牛奶蛋白质溶液的混浊度,有利于蛋白质表面的游离巯基和总巯基含量测定的准确性。由图5 可以看出,大豆粉中游离巯基的吸光度与所取样品的体积呈良好的线性关系,且线性回归后可得出y=0.3099x+0.0099,R2=0.9966.

  由图可知,大豆粉中总巯基含量的吸光度与所取样品的体积呈正比的,且线性回归后可得出y=0.5624x-0.0068,R2=0.9988.

  最后测得大豆粉中二硫键的含量为 4.877μmol/g.

  3 结论

  实验结果表明,分光光度法测定以上三种蛋白质中二硫键的含量,得到的巯基含量与吸光度呈良好的线性关系,说明此方法测定蛋白质中二硫键的含量可行,且此方法也比较简单、方便、准确、快速,可用于食品蛋白质中二硫键含量的测定,为测定蛋白质结构和性能的关系提供了参考。


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