◎ 王澤琪,唐 輝,劉 洋,李金龍
(飛鶴(甘南)乳品有限公司,黑龍江 齊齊哈爾 162100)
酪蛋白磷酸肽(Casein Phosphopeptides,CPP)是以牛乳酪蛋白為原料,通過(guò)生物技術(shù)制得的具有生物活性的多肽,CPP分子由二十到三十幾個(gè)氨基酸殘基組成,其中包括4~7個(gè)成簇存在的磷酸絲氨酸殘基。大量試驗(yàn)證明,CPP能有效促進(jìn)人體對(duì)鈣、鐵、鋅等二價(jià)礦物營(yíng)養(yǎng)素的吸收和利用[1]。我國(guó)居民膳食組成以植物性食物為主,其中植酸、草酸、纖維素等物質(zhì)會(huì)對(duì)鈣、鐵、鋅吸收產(chǎn)生極大的影響,目前,酪蛋白磷酸肽作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑應(yīng)用在嬰幼兒食品中[2]。
目前,對(duì)于CPP的檢測(cè)主要有電泳法、鋇鹽沉淀法、高效液相色譜法、高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法等[3]。高效液相色譜法檢測(cè)CPP操作相對(duì)簡(jiǎn)單快捷,但由于嬰幼兒配方乳粉樣品基質(zhì)復(fù)雜,在CPP特征峰附近常有干擾峰存在,影響CPP的定量準(zhǔn)確性[4]。有文獻(xiàn)報(bào)道,利用離子交換固相萃取柱對(duì)樣品進(jìn)行了凈化處理,減少了樣液中的雜質(zhì),但經(jīng)過(guò)后續(xù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)凈化效果未能有效適用于所實(shí)驗(yàn)用的嬰幼兒配方奶粉;在對(duì)照配料表后,使用RP柱對(duì)樣品進(jìn)行凈化處理,有效去除了對(duì)樣品中CPP干擾較大的水解蛋白類原料,該方法可以使樣品中CPP含量的定量更為精準(zhǔn)[5]。
嬰兒配方乳粉、幼兒配方乳粉及對(duì)應(yīng)CPP原料。
實(shí)驗(yàn)室用水為GB/T 6682—2008所規(guī)定一級(jí)水;乙腈(色譜純,默克公司);乙酸(優(yōu)級(jí)純,天津科密歐公司);0.1%乙酸溶液,10%乙酸溶液。
0.22 μm水系濾膜;cleanert IC-RP固相萃取柱,2.5 mL;PCX陽(yáng)離子交換柱;Waters2695型高效液相色譜儀,配備紫外檢測(cè)器(2489),Waters公司;電子天平、pH計(jì)(梅特勒-托利多公司);數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);渦旋混合器(其林貝爾儀器制造有限公司)。
1.3.1 樣品前處理
(1)溶解。稱取配方乳粉1 g(精確至0.000 1 g)于100 mL燒杯中,試樣用15 mL約40 ℃的熱水溶解,超聲 10 min。
(2)沉淀及過(guò)濾。使用10%乙酸溶液調(diào)節(jié)樣液pH至4.60±0.05,轉(zhuǎn)移至25 mL具塞比色管中,用一級(jí)水定容,混勻,過(guò)濾待凈化。
(3)樣液的凈化。IC-RP柱依次用10 mL甲醇和10 mL水活化(流速2~4 mL·min-1),將樣液用0.22 μm濾膜過(guò)濾,之后過(guò)活化后的IC-RP柱,棄去前8 mL樣液(流速2~4 mL·min-1),收集3 mL樣液(流速2~4 mL·min-1),渦旋混勻后等待上機(jī)測(cè)定。
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的制備
稱取酪蛋白磷酸肽原料0.05 g(精確至0.000 01 g)于100 mL燒杯中,用25 mL約40 ℃的熱水溶解,超聲10 min后,用10%乙酸溶液調(diào)節(jié)pH至4.60±0.05,轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中,用一級(jí)水定容至刻度線。
1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)工作液的制備
分別吸取1 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL和10 mL酪蛋白磷酸肽標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至50 mL容量瓶中,用一級(jí)水定容至50 mL后,配制成濃度為20 μg·mL-1、40 μg·mL-1、80 μg·mL-1、120 μg·mL-1、160 μg·mL-1和200 μg·mL-1的酪蛋白磷酸肽標(biāo)準(zhǔn)工作液,標(biāo)準(zhǔn)工作液按照1.3.1中(3)進(jìn)行凈化后等待上機(jī)測(cè)定。
色譜柱:Diamonsil C1(8250 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫:30 ℃;流動(dòng)相:A:0.1%乙酸溶液,B:乙腈;檢測(cè)波長(zhǎng):280 nm;流速:0.8 mL·min-1;進(jìn)樣量:20 μL,梯度洗脫參數(shù)如表1所示。
表1 梯度洗脫參數(shù)表
對(duì)酪蛋白磷酸肽(CPP)原料理論添加量相同的嬰兒配方乳粉和幼兒配方乳粉Ⅱ的CPP含量進(jìn)行檢測(cè),色譜圖如圖1、圖2所示。結(jié)果表明,嬰兒配方乳粉中CPP含量較幼兒配方乳粉中CPP含量低30%。由于嬰幼兒配方乳粉樣品基質(zhì)復(fù)雜,在CPP特征峰附近常有干擾峰存在,影響CPP的定量準(zhǔn)確性,根據(jù)嬰兒配方奶粉CPP色譜峰(圖1)和幼兒配方奶粉CPP色譜峰(圖2)峰后干擾峰峰面積的差異,選擇根據(jù)配料表的差異來(lái)測(cè)試是何種原料帶來(lái)的后方干擾峰。
根據(jù)二者后干擾峰峰面積不同選擇二者配料表中存在差異原料對(duì)原料進(jìn)行篩查,選擇對(duì)脫鹽乳清粉D90、脫鹽乳清粉D70、乳白蛋白粉、濃縮乳清蛋白粉這幾種原料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比,同時(shí)也對(duì)在嬰兒配方奶粉和幼兒奶粉中添加量差異較大的乳清蛋白粉(水解工藝)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比,通過(guò)保留時(shí)間定性,探究CPP特征峰后的干擾峰是何種原料帶來(lái)的影響,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)干擾峰來(lái)自于乳清蛋白粉(水解工藝)原料。根據(jù)配料表中原料乳清蛋白粉(水解工藝)的添加量模擬該原料在嬰兒配方奶粉中添加量和幼兒奶粉添加量,得到與樣品后干擾峰峰型一致的峰型,如圖3所示。選擇可以對(duì)有機(jī)大分子產(chǎn)生過(guò)濾效果的IC-RP柱進(jìn)行過(guò)濾,過(guò)柱后該原料所帶來(lái)的干擾峰被有效凈化,如圖4所示,使用嬰兒配方奶粉進(jìn)行驗(yàn)證,過(guò)柱前后CPP特征峰處凈化效果良好,如圖5所示。
2.2.1 前處理方法優(yōu)化
稱取配方乳粉1 g(精確至0.000 1 g),放入100 mL燒杯中,試樣用15 mL約40 ℃的熱水溶解,超聲10 min;使用10%乙酸溶液調(diào)節(jié)樣液pH至4.60±0.05,轉(zhuǎn)移至25 mL具塞比色管中,用一級(jí)水定容,混勻,過(guò)濾待凈化;IC-RP柱依次用甲醇10 mL和10 mL水活化(流速2~4 mL·min-1),樣液分別過(guò)0.22 μm濾膜和活化后的RP柱,棄去前8 mL樣液(流速2~4 mL·min-1),收集3 mL樣液(流速2~4 mL·min-1),渦旋混勻后等待上機(jī)測(cè)定,過(guò)柱凈化后樣品濃度得到有效提升,如表2所示。
表2 樣品過(guò)柱前后數(shù)值對(duì)比表
2.2.2 線性結(jié)果
采用優(yōu)化方案,對(duì)系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(1.3.3)進(jìn)行色譜分析,結(jié)果如圖6所示。以峰面積為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,20~200 μg·mL-1線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)r2=0.999 723。
2.2.3 重復(fù)性
選取嬰兒配方奶粉,采用優(yōu)化方案對(duì)其進(jìn)行7次平行測(cè)定,所得重復(fù)性結(jié)果見(jiàn)表3,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(Relative Standard Deviation,RSD)為4.06%,精密度良好。
表3 方法精密度表
2.2.4 定量限
如圖7所示,采用優(yōu)化方案后在稱樣量為1 g定容25 mL時(shí),信噪比為8.7,檢出限為4 mg/100 g,定量限為12 mg/100 g。
2.2.5 加標(biāo)回收結(jié)果
采用優(yōu)化方案進(jìn)行6次加標(biāo)回收試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表4,回收率為95.6%~100%(RSD<2.31%),說(shuō)明方法重復(fù)性良好,回收率穩(wěn)定。
表4 加標(biāo)回收率結(jié)果表
本實(shí)驗(yàn)探究了影響CPP特征峰定量的原料,且通過(guò)對(duì)前處理步驟中沉淀去除蛋白質(zhì)雜質(zhì)的方法進(jìn)行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)采用乙酸調(diào)節(jié)pH后,過(guò)IC-RP柱凈化,能夠有效去除水解蛋白對(duì)CPP檢測(cè)的干擾;經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的前處理方法準(zhǔn)確度高,精密度好,在20~200 μg·mL-1線性關(guān)系良好,平均回收率為97.1%;優(yōu)化后的方法去除了由水解蛋白引起的定量誤差,準(zhǔn)確度更高。