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目前檢測蛋白質(zhì)的國家標(biāo)準(zhǔn)方法是凱氏定氮法，其結(jié)果只是氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而不是真正意義上的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。這種缺陷造成某些不法分子對牛奶進(jìn)行摻假，添加硫酸銨、三聚氰胺、水解植物或動物蛋白等含氮物質(zhì)。要杜絕這類問題，必須建立真蛋白質(zhì)的檢測方法。那么，現(xiàn)在蛋白質(zhì)的檢測方法有哪些呢？今天我們一起盤點一下。
通過測定總氮含量而計算得到的蛋白質(zhì)含量稱為粗蛋白(crude protein， CP)，目前國家標(biāo)準(zhǔn)方法中測定的即為粗蛋白含量。乳中的氮含量包括蛋白態(tài)氮(proteinnitrogen，PN)和非蛋白態(tài)氮(non protein nitrogen，NPN) ，其中前者占95%，后者約占5%。蛋白質(zhì)是乳中的主要含氮物質(zhì)，含量約2.8%～3.8%。乳蛋白包括酪蛋白、乳清蛋白及少量脂肪球膜蛋白。乳清蛋白中有對熱不穩(wěn)定的乳白蛋白和乳球蛋白，上述蛋白構(gòu)成了乳中的“真蛋白”。
蛋白質(zhì)是牛奶的主要成分，且牛奶中的蛋白質(zhì)是完全的蛋白質(zhì)，由于含有人體必需的氨基酸，所以營養(yǎng)價值很高，牛奶中的蛋白質(zhì)消化率可以達(dá)到90%～100%。乳中其他含氮物主要來源于乳中的氨、尿素、肌酸、肌酸酐、尿酸、乳清酸、多肽、馬尿酸、氨基酸和其他成分，這些成分構(gòu)成了非蛋白質(zhì)氮。
真蛋白(true protein，TP)即真正的蛋白質(zhì),在測定方面可定義為除了非蛋白質(zhì)氮以外的蛋白態(tài)氮所計算得到的蛋白，正常情況下，天然乳中真蛋白的含量少于粗蛋白。酪蛋白是乳品真蛋白中最重要的蛋白質(zhì)，主要以膠束狀態(tài)存在于乳中，它是以含磷蛋白質(zhì)為主體的幾種蛋白質(zhì)的復(fù)合體，主要分為αs12酪蛋白、αs22酪蛋白、β2酪蛋白和κ2酪蛋白4種。一般情況下，乳品真蛋白中約有80%為酪蛋白，但其含量因個體差異、牧場管理、乳牛品種的不同而變化。
真蛋白(true protein，TP)即真正的蛋白質(zhì),在測定方面可定義為除了非蛋白質(zhì)氮以外的蛋白態(tài)氮所計算得到的蛋白，正常情況下，天然乳中真蛋白的含量少于粗蛋白。酪蛋白是乳品真蛋白中最重要的蛋白質(zhì)，主要以膠束狀態(tài)存在于乳中，它是以含磷蛋白質(zhì)為主體的幾種蛋白質(zhì)的復(fù)合體，主要分為αs12酪蛋白、αs22酪蛋白、β2酪蛋白和κ2酪蛋白4種。一般情況下，乳品真蛋白中約有80%為酪蛋白，但其含量因個體差異、牧場管理、乳牛品種的不同而變化。
牛奶及乳制品中含有豐富的蛋白質(zhì)，但在牛奶收購、生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，質(zhì)量摻假事件時有發(fā)生，尤以“劣質(zhì)假奶粉”事件和“三聚氰胺奶粉”事件為甚。目前，乳制品的消費量很大，根據(jù)FAO統(tǒng)計，世界人均年消費乳制品46kg，是日常飲食結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它的安全性直接影響到人們的身體健康，所以一旦出現(xiàn)質(zhì)量或安全問題，它暴露的受害人群和風(fēng)險就會高一些。尤其牛奶對嬰幼兒有代母乳的作用，在嬰兒成長的特定階段，成為其全部營養(yǎng)來源，因而，乳制品的安全至關(guān)重要，世界各國都對乳制品的質(zhì)量控制制定了相當(dāng)嚴(yán)密的標(biāo)準(zhǔn)體系。
乳品中真蛋白的測定方法
1、電位滴定法
基本原理為：蛋白質(zhì)的兩端有游離的具有酸性的羧基（－COOH）和堿性的氨基（－NH2），當(dāng)加入甲醛溶液時，氨基上的兩個氫原子被次甲基所取代，于是便失去了氨基的堿性特性，從而使其呈酸性的羧基釋放出來，使溶液的電化學(xué)特性發(fā)生變化。再用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定游離的羧基（－COOH），從而用經(jīng)驗公式計算其蛋白質(zhì)含量。
與凱式定氮法相比，該法可以排除三聚氰胺、尿素對牛乳中蛋白質(zhì)測定的干擾，其次該方法所需檢測儀器及試劑常規(guī)，操作簡便，而且大大縮短了測定時間，提高了工作效率，具有一定的推廣使用價值。
但從其原理中不難得出此法不能排除銨態(tài)氮（氯化銨、硫酸銨、碳酸銨等）的干擾，有一定的局限性。針對這一漏洞唐英偉等人在2009年提出了改進(jìn)方法即：在測定前在試樣中加入濃堿液加熱檢查有無氨氣放出，驗證有無銨態(tài)氮。若有，則先將銨態(tài)氮分離出去，再用電位滴定法測定；若沒有，則可直接用電位滴定法測定。
2、三氯乙酸-雙縮脲比色法
該方法的基本原理為：采用150g/L的三氯乙酸溶液(在混合物中的最終濃度約為120g/L )沉淀乳中的蛋白質(zhì)，用過濾法分離沉淀和溶液，沉淀部分含蛋白態(tài)氮，非沉淀部分(溶液)含非蛋白態(tài)氮。將濾渣收集起來，再用雙縮脲法進(jìn)行定氮。即可得出樣品中的真蛋白含量。三氯乙酸-雙縮脲比色法可以較好地檢測出乳中的真蛋白。
該方法是對凱式定氮法的改進(jìn)，在樣品檢測前先將其中的蛋白質(zhì)沉淀，可以很好的排除三聚氰胺、尿素等非蛋白氮的干擾。后期采用雙縮脲法對濾渣進(jìn)行蛋白質(zhì)含量測定，且操作簡便迅速，可提高工作效率，但靈敏度比較低,測定范圍為1～20mg蛋白質(zhì),適用于精度要求不高的蛋白質(zhì)含量測定。
3、紫外分光光度法
紫外分光光度法的基本原理為：蛋白質(zhì)中含帶共軛雙鍵的酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸殘基，使蛋白質(zhì)具有吸收紫外光的性質(zhì)，其吸收峰在280 nm 處，吸光度與蛋白質(zhì)含量成線性關(guān)系，因此，通過測蛋白質(zhì)溶液的吸光度，即可測得樣品中蛋白質(zhì)的含量。該方法測得蛋白質(zhì)量濃度的回收率在94.0%～106.7%之間，通過精密度實驗，得到相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.06%。結(jié)果表明，紫外分光光度法檢測真蛋白質(zhì)量濃度與其他3種檢測方法差異不顯著；且檢測結(jié)果不受人為添加非蛋白類含氮物質(zhì)的影響。
紫外分光光度法檢測生鮮牛乳真蛋白質(zhì)量濃度，方法快速、可行，非蛋白態(tài)氮不能計入蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，可以有效防止不法分子以含氮有機物冒充蛋白質(zhì)的違法行徑。
4、考馬斯亮藍(lán)G-250法
考馬斯亮藍(lán)法是由考馬斯亮藍(lán)G-250染料與蛋白質(zhì)通過范德華引力結(jié)合，使蛋白質(zhì)染色，通過比色測定蛋白質(zhì)含量的方法。該方法精密度高，RSD為1.70%，結(jié)果準(zhǔn)確, 相對誤差較小，回收率98.2%～100.3%。
考馬斯亮藍(lán)G-250 與蛋白質(zhì)結(jié)合的反應(yīng)十分迅速且穩(wěn)定，這一方法具有靈敏度高、干擾物質(zhì)少、測定快速、簡便等優(yōu)點，不受酚類、游離氨基酸和緩沖劑、絡(luò)合劑的影響，適合大量樣品的測定，可推廣到其他乳制品及保健食品、植物蛋白飲料等中的蛋白質(zhì)測定。但由于各種蛋白質(zhì)中的精氨酸和芳香族氨基酸的含量不同，因此用于不同蛋白質(zhì)測定時有較大的偏差。
5、凝膠柱層析——考馬斯亮藍(lán)染色法
考馬斯亮藍(lán)染色測定蛋白質(zhì)是一種經(jīng)典的方法，但按傳統(tǒng)方法配成的顯色劑卻存在著溶解不完全、比色池上極易沉積等問題，實際操作時對測定的準(zhǔn)確性干擾較大。為此2010年張弘等人對考馬斯亮藍(lán)顯色劑中進(jìn)行了改良，加入了大分子的醇類和酚類物質(zhì)，新研制的顯色劑溶液溶解度好，比色池上沉積很少，且穩(wěn)定，存放一年不影響測定。
此外還研發(fā)出了牛奶蛋白質(zhì)快速檢測儀，該儀器體積小、操作簡便、檢測速度快、靈敏度高，且能有效消除添加的三聚氰胺、尿素、硫酸銨等無機氮，及水解植物和動物蛋白等小分子多肽氮對牛奶中蛋白質(zhì)檢測的干擾，從而能從根本上杜絕牛奶中摻假蛋白檢測題，可用于現(xiàn)場牛奶真蛋白質(zhì)快速檢測。結(jié)果表明，牛奶中蛋白質(zhì)分子量絕大部分集中分布在1×104～7×104u以上和1×104u以下分子量的蛋白質(zhì)所占的比例很小。綜合應(yīng)用牛奶中蛋白質(zhì)的分子量分布特征和考馬斯亮藍(lán)染色法的特性研發(fā)出。
該法通過對考馬斯亮藍(lán)進(jìn)行改良，基于馬斯亮藍(lán)染色法的特性和牛奶中蛋白質(zhì)分子量的分布特征研制出牛奶蛋白質(zhì)快速檢測儀。分子量約1 ku以上含氮物中的肽鏈和考馬斯亮藍(lán)結(jié)合，在波長595nm處達(dá)到最大吸收值。牛奶中的蛋白質(zhì)主要是酪蛋白和清蛋白兩大類，它們的分子量大多在1×104～3×104u；
蛋白質(zhì)分離檢測儀檢測的結(jié)果表明：牛奶中的蛋白質(zhì)分子量集中分布在1×104～7×104u，和考馬斯亮藍(lán)的顯色作用非常明顯，因此靈敏度很高。牛奶中的其他物質(zhì)，如脂肪、多糖、維生素等均不與考馬斯亮藍(lán)作用，摻假物質(zhì)，如三聚氰胺、尿素和硫酸銨等基本也不顯色，因此能有效識別；
而水解植物和動物蛋白中，大部分是小分子肽，只有很少一部分的大分子蛋白質(zhì)才能顯色，但如果要達(dá)到和牛奶相同的顯色值，含氮量要達(dá)到牛奶的20倍左右才能做到，因此，用牛奶蛋白質(zhì)快速檢測儀測定蛋白質(zhì)，可有效地防止牛奶中摻假蛋白質(zhì)的干擾，從而能從根本上杜絕牛奶中摻假蛋白的檢測問題，可用于現(xiàn)場牛奶真蛋白質(zhì)的快速檢測。
6、毛細(xì)管電泳法
電泳是指在電場作用下，帶電粒子向著與其所帶電荷電性相反的電極移動的現(xiàn)象。電泳法，就是指帶電荷的供試品(如蛋白質(zhì)、核苷酸等) 在惰性支持介質(zhì)(如濾紙、醋酸纖維素、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠等) 中，在電場的作用下，向其對應(yīng)的電極方向按各自的速度進(jìn)行泳動，由于各組分之間的移動速度不同，各組分分離成狹窄的區(qū)帶，并用適宜的檢測方法記錄其電泳區(qū)帶圖譜或計算其百分含量的方法。
毛細(xì)管電泳法也稱高效毛細(xì)管電泳法，它是近十幾年發(fā)展起來的一項新的分析方法，結(jié)合了電泳和色譜兩大技術(shù)。
7、紅外光譜分析法
近紅外光譜是介于可見光(VIS)和中紅外光(MIR 或IR)之間的電磁波，美國材料檢測協(xié)會(ASTM)將近紅外光譜區(qū)定義為波長780～2526nm的光譜區(qū)。通過分子振動、轉(zhuǎn)動的狀態(tài)變化在不同能級間產(chǎn)生躍遷，當(dāng)其能量與近紅外光譜區(qū)內(nèi)某一波長處光子的能量相當(dāng)時，可產(chǎn)生近紅外光譜吸收。食品中蛋白質(zhì)和多肽在這個波段的特征吸收可以用來測定蛋白質(zhì)的含量。
近紅外光譜技術(shù)的主要特點有：分析速度快、分析效率高、適用的樣品范圍廣，對樣品無損傷等。已廣泛應(yīng)用于谷物、乳類、肉類、烘焙類、豆類蛋白質(zhì)的分析測定中，但儀器價格昂貴，靈敏度相對較低。
8、 數(shù)字圖像法
該方法是基于雙縮脲反應(yīng)原理，通過一次性采集標(biāo)樣和試樣乳粉處理液的圖像信息，得出試樣乳粉的蛋白質(zhì)含量。
王旭等人利用凱氏定氮法和數(shù)字圖像法測定添加了不同NPN的乳粉蛋白質(zhì)含量，分析非蛋白態(tài)氮對凱氏定氮法和數(shù)字圖像法測定乳粉蛋白質(zhì)含量的影響。結(jié)果表明，對于沒有人為添加非蛋白態(tài)氮的乳粉來說，用凱氏定氮法和數(shù)字圖像法測定結(jié)果具有較好的一致性。當(dāng)乳粉中含有大量NPN時，凱氏定氮法測得的粗蛋白含量無法體現(xiàn)蛋白質(zhì)的真實情況。一旦乳粉中惡意添加大量非蛋白態(tài)氮，采用數(shù)字圖像法測定蛋白質(zhì)含量，其結(jié)果不受干擾。
數(shù)字圖像法大體上可以看作針對真蛋白質(zhì)特有的反應(yīng)，非蛋白態(tài)含氮物質(zhì)對測定結(jié)果沒有影響，測定乳粉中的真蛋白含量具有較高的準(zhǔn)確性。
9、直讀法
蛋白質(zhì)分子凝聚從溶液中析出的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)沉淀(precipitation)，變性蛋白質(zhì)一般易于沉淀，但也可不變性而使蛋白質(zhì)沉淀。引起蛋白質(zhì)沉淀的主要方法有鹽析、重金屬鹽沉淀、生物堿試劑以及某些酸類沉淀、有機溶劑沉淀、加熱凝固等。
吳敏等人通過對生鮮牛乳進(jìn)行脫脂和水浴加熱后，加入蛋白質(zhì)沉淀劑、離心分離得到蛋白質(zhì)沉淀，直接根據(jù)沉淀體積讀取出牛乳中蛋白質(zhì)含量。結(jié)果表明，在置信度大于90%時，置信區(qū)間為(8.72±0.43)，RSD為4.75%，此方法作為一種快速測量牛乳中蛋白質(zhì)的方法，可廣泛用于各個奶站和奶廠收奶，也可用于質(zhì)檢部門進(jìn)行快速檢測，結(jié)果快速，比較準(zhǔn)確，費時較短且成本低廉，不失為一種優(yōu)良的快速檢測方法。
10、Udy染料染色法
Udy染料染色法采用蛋白與一定pH的橙酸12染料結(jié)合的原理測定乳中的氨基酸，如精氮酸、組氨酸和賴氨酸，其中蛋白質(zhì)的多肽長度須在5個氨基酸以上。其紅色的色澤隨蛋白的含量增加，即結(jié)合的越多而減退，即色澤的強弱與蛋白的濃度呈反比，因此只要在一定的波長下測定其色澤的程度，即可計算得到真蛋白的濃度。用Udy染色法測定牛奶樣品中的真蛋白含量只需不到1min的時間，1967年，該法得到AOAC認(rèn)可。
由于中國國家標(biāo)準(zhǔn)中乳品蛋白質(zhì)檢測方法的缺陷，出現(xiàn)摻加尿素、銨肥甚至三聚氰胺等氮含量高的有機物來提高“蛋白質(zhì)含量”的違法操作，嚴(yán)重制約了我國乳制品的質(zhì)量提升，影響了消費者的身體健康。近幾年來，關(guān)于乳品中真蛋白的檢測方法的研究也比較多，其中不乏有許多操作簡便、對設(shè)備要求不高、檢測時間短，靈敏度較高的方法，如直讀法、數(shù)字圖像法、紫外分光光度法、三氯乙酸——雙縮脲法等。這些方法的研究對規(guī)范我國乳品中關(guān)于真蛋白的檢測具有推動作用，為進(jìn)一步提升乳品質(zhì)量做出了貢獻(xiàn)。
