食品分析与检验 专题三:蛋白质分析

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SP 3.1 蛋白质测定的意义

  1. 生物活性测定
  2. 功能性质调查
  3. 营养标签

SP 3.2 蛋白质测定的方法

  1. 凯氏定氮法
  2. 双缩脲法
  3. 福林酚法 Lowry
  4. BCA法
  5. 280 nm紫外吸收法
  6. 染色法
    • 阴离子染色法
    • 布兰德福特法 Bradford
  7. 茚三酮法
  8. 比浊法
  9. 杜马斯燃烧法
  10. 红外光谱法

SP 3.2.1 凯氏定氮法

原理:在催化剂的催化和加热条件下,蛋白质中的氮和硫酸反应生成不挥发的硫酸铵;加入含碱的硫代硫酸钠中和硫酸,氨气挥发,被含有次甲基蓝和甲基红混合指示剂的硼酸溶液吸收,用标准HCl滴定硼酸即测得样品氮含量

  • 优点
    1. 可用于所有食品的蛋白质分析中
    2. 操作相对简单
    3. 实验费用较低
    4. 结果准确
    5. 用改进方法可测定样品中微量蛋白质
  • 缺点
    1. 最终测定的是总有机氮,而不只是蛋白质氮
    2. 实验时间太长
    3. 精度差,低于双缩尿法
    4. 所用试剂由腐蚀性
  • 换算系数:6.25

SP 3.2.2 双缩脲法

原理:在碱性条件下,铜离子和多肽生成的复合物呈紫红色,吸收波长为540 nm,比色法测得的吸光度值和样品中蛋白质的含量成正比

  • 优点
    1. 该方法比凯氏定氮法费用低,速度快
    2. 比福林酚法、紫外吸收法、比浊法更少发生颜色偏离
    3. 几乎没有物质干扰食品中蛋白质的双缩脲反应
    4. 不需要测定非多肽或非蛋白来源的氮
  • 缺点
    1. 不如福林酚法灵敏
    2. 如果存在胆汁素,则吸光度会虚假增加
    3. 高浓度的铵盐会干扰反应
    4. 不同蛋白质最终反应产物的颜色不同
    5. 如果有高浓度的脂或碳水化合物存在时,最终的反应溶液中可能会呈乳白色
    6. 此方法不是一个测量绝对值的方法,必须用已知浓度的蛋白质(如牛血清白蛋白BSA)标曲或经凯氏定氮法校正

SP 3.2.3 福林酚法 Lowry

原理:蛋白质与福林酚试剂反应,生成蓝色复合物。其中肽键与碱性铜离子进行双缩脲反应,同时蛋白质中存在的Tyr和Trp同磷钼酸-磷钨酸试剂反应产生颜色,通过测量吸光度定量

  • 优点
    1. 非常灵敏
    2. 测定结果较少受到样品浑浊度的影响
    3. 特异性高
    4. 操作相对简单

SP 3.2.4 BCA法

原理:碱性条件下蛋白质将铜离子还原为亚铜离子,亚铜离子-蛋白质复合物和苹果绿的BCA试剂反应产生浅紫色

SP 3.2.5 280 nm紫外吸收法

原理:由于蛋白质中有Tyr和Trp残基存在,蛋白质在UV280 nm处有强烈吸收

SP 3.2.6 染色法

  1. 阴离子染色法

    • 染色剂不与不可利用的Lys结合,因此可用于测定鼓舞产品在加工过程可利用Lys的含量
  2. 布兰德福特法 Bradford

    原理:考马斯亮蓝G-250与蛋白质结合时,染色剂会从红色变成蓝色,最大吸收波长从465 nm变化至595 nm

    • 优点:
      1. 快速
      2. 重现性好
      3. 灵敏度高
      4. 不受阳离子干扰
      5. 不受硫酸铵干扰
      6. 不受多酚和碳水化合物干扰
      7. 可测定分子质量>= 4000u的蛋白质
    • 蛋白质-染色剂的复合物可与石英比色皿结合,因此必须用玻璃或塑料比色皿

SP 3.2.7 茚三酮法

原理:在pH = 5.5缓冲液中,双缩脲和二氢化茚酮与蛋白质中的氨基酸、氨和伯胺形成紫色

SP 3.2.8 比浊法

SP 3.2.9 杜马斯燃烧法

SP 3.2.10 红外光谱法

SP 3.3 各种蛋白质测定方法的比较

  • 杜马斯燃烧法和凯氏定氮法直接测定食品中有机氮元素的总量
  • 双缩脲法和福林酚法利用铜-肽键的反应来分析
  • 紫外280 nm比色法、染色法、茚三酮法、福林酚法涉及氨基酸的性质
  • BCA法利用蛋白质在碱性溶液中的还原性
  • 红外光谱法基于多肽对红外波长光辐射的吸收性质
  • 凯氏定氮法、杜马斯燃烧法、双缩脲法、阴离子染色法灵敏度较低
  • 红外光谱法最快
  • 要测定蛋白氮,样品通常先要在碱性条件下萃取蛋白质,然后用三氯醋酸或水杨酸沉淀