藻藍蛋白在啤酒中的定性與定量分析

梁 強 王以斌 何碧娟 黃 燦

摘要藻藍蛋白是螺旋藻啤酒中的主要特征成分,采用紫外-可見分光光度法對啤酒中藻藍蛋白含量進行定性與定量分析,并據此建立了定性與定量的分析方法和標準。

關鍵詞螺旋藻;藻藍蛋白;啤酒;定性;定量

中圖分類號O657.3文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)08-0233-01

螺旋藻(Spirulina)是一種原核藻類,屬藍藻門藍藻綱段殖體目顫藻科螺旋藻屬,由于它具有蛋白質含量高,脂肪、維生素、礦物質、葉綠素、β-胡蘿卜素及多糖類物質豐富,繁殖速度快等特點,是人類理想的食物及藥物資源,已有10多個國家對它進行研究和生產,目前已開發出多種螺旋藻新產品,如螺旋藻啤酒等。

螺旋藻中含有藻藍蛋白(藻藍素與蛋白的結合物)特征成分,含量約為1%～3%,為螺旋藻所特有。藻藍蛋白在水溶液中顯天藍色隱含紅色,在620nm波長處具有最大吸收[1]。研究表明,藻藍蛋白具有提高人體免疫力、增強造血功能、抑制某些癌細胞等作用。擬采用紫外-可見分光光度法對啤酒中藻藍蛋白含量進行定性與定量分析,并據此建立定性與定量的分析方法和標準,以期為螺旋藻啤酒的生產提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料

青島啤酒(對照品)和螺旋藻青島啤酒(供試品),均由青島啤酒公司提供;螺旋藻藻藍蛋白提取液,由國家海洋局一所海洋生物活性物質重點實驗室制備提供;藻藍蛋白標準品,購自SIGMA公司;其他試劑均為分析純。主要儀器有TU-1800可見-紫外分光光度計、752可見分光光度計。

1.2方法

根據啤酒中加入藻藍蛋白的含量、特性及定性與定量的要求,采用紫外-可見分光光度法,據此建立定性與定量的分析方法。將10g藻粉在研缽中反復研磨,加50mL丙酮抽提脂溶性色素,3 000rpm離心,反復用丙酮抽提沉淀中的脂溶性色素,直至抽提的丙酮無色為止。將已反復抽提過脂溶性色素的藻粉沉淀,經蒸餾水充分溶漲,加溶菌酶和果膠酶或其他纖維素酶組成復合酶水解,超聲波破碎,3 000 rpm離心得天藍色藻藍蛋白水溶液,柱層析分離純化,收集藻藍蛋白組分。提取的藻藍蛋白用β-湖精包埋處理,得穩定性藻藍蛋白提取液。超純水為空白對照品,對藻藍蛋白提取液、青島啤酒、螺旋藻青島啤酒分別用分光光度計進行紫外-可見吸收光譜掃描分析。

2結果與討論

2.1啤酒中藻藍蛋白存在的定性鑒定及其科學依據

紫外吸收光譜一般都有一些特征值。一種物質在吸收光譜上,可出現幾個吸收峰。不同的物質有不同的吸收峰,同一物質相同濃度的吸收曲線應能相互重疊。因此,吸收光譜曲線的特征以及整個光譜的形狀是定性鑒別的依據之一。藻藍蛋白的紫外可見吸收光譜在620nm附近有特異吸收峰,藻藍蛋白的紅外光譜分別在3 421、2 918、2 849、1 706、1 653、1 541cm-1處有吸收峰,為藻藍蛋白的鑒定提供了更豐富的依據[1,2]。

文獻報道藻藍蛋白的特征吸收峰在620nm和625nm等處,由于所用溶劑的體系不一致,不同文獻報道有所不同[1,2]。藻藍蛋白在啤酒中的特征吸收峰還沒有報道,筆者采用紫外-可見分光光度計在200～800nm波長范圍對青島啤酒、螺旋藻青島啤酒和藻藍蛋白提取液進行掃描,青島啤酒在600～800nm沒有任何吸收峰,而藻藍蛋白提取液和螺旋藻青島啤酒在600～800nm均有1個吸收峰,而且2個峰形狀相同,峰值基本重疊,最大吸收峰都在620±1nm處,螺旋藻中含有藍藻蛋白(藻藍素與蛋白的結合物)特征成分為螺旋藻所特有,其在620nm波長處具有最大吸收,試驗結果可以定性確認啤酒中有藻藍蛋白的存在。在200～600nm區間,青島啤酒和含螺旋藻青島啤酒的吸收光譜完全重疊,說明藻藍蛋白的加入對啤酒的其他生化成分基本沒有影響。

2.2藻藍蛋白的定量分析

根據紫外-可見分光光度法物質含量計算公式:A=ECL,式中,A為吸收度,E為吸收系數(即單位濃度、單位液層厚度的吸收度數值),C為溶液濃度,L為液層厚度。有藻藍蛋白標準品時可推導為:C2=A2C1/A1,式中,A1為藻藍蛋白標準品的吸收度,A2為供試品的吸收度,C1為標準品的濃度,C2為供試品的濃度。據此,可獲得啤酒中藻藍蛋白的含量。

通過標準曲線法建立定量分析方法。該實驗藻藍蛋白標準品的特征吸收峰在620nm處,現就以吸收波長為617nm作標準曲線(圖1),可知Y=-0.018+1.27X(R=0.998 2)。因此,可推導出:藻藍蛋白濃度(mg/mL)=(A617nm+0.018)/1.27。

螺旋藻啤酒在620nm處的光吸收值為0.085,其藻藍蛋白濃度為0.081mg/mL。螺旋藻提取液在620nm處的光吸收值為1.819,則螺旋藻提取液中藻藍蛋白濃度為1.446mg/mL。

2.3啤酒中藻藍蛋白的定量分析圖譜

以青島啤酒為對照品,對藻藍蛋白標準品溶液、螺旋藻(下轉第235頁)

提取液和螺旋藻青島啤酒進行可見紫外光譜掃描,結果如圖2所示。可以看出,三者的峰型相近,在620nm附近都有螺旋藻藻藍蛋白的特征吸收峰。

3結論

藻藍蛋白標準品溶液、螺旋藻提取液和螺旋藻青島啤酒在620nm附近都有螺旋藻藻藍蛋白的特征吸收峰。因此,可以通過可見-紫外分光光度計對啤酒中的藻藍蛋白進行定量分析。這是一種快速、簡便的定性、定量分析方法,可據此建立藻藍蛋白在啤酒中的定性、定量分析方法和標準。

4參考文獻

[1] 王廣策,周百成,曾呈奎.鈍頂螺旋藻C-藻藍蛋白和多管藻R-藻紅蛋白的分離及其摩爾消光系數的測定[J].海洋科學,1996,20(1):52-55.

[2] 童曉濱,宋衛軍,謝妤.螺旋藻藻膽蛋白的提取和純化的初步研究[J].南平師專學報,2006,25(4):25-29.