肖奕昕,趙善倉,董燕婕,李增梅,李曉雪,鄧立剛,李霞,丁蕊艷,張樹秋,李大鵬
(1.山東農業大學食品學院山東省高校食品加工技術與質量控制重點實驗室,山東泰安271018;2.山東省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所/山東省食品質量與安全檢測技術重點實驗室,濟南250100)
乳鐵蛋白(Lactoferrin,簡稱LF)是一種非血紅素鐵結合糖蛋白,其分子量約為80 ku[1]。1939年,Sorensen M等首次從牛乳中分離出來[2];1960年,Johansson等首次從人乳中分離出來[3];1961年,Blanche等從人乳中分離并命名為乳鐵蛋白[4]。許多其他哺乳動物分泌物中也含有乳鐵蛋白[5]。乳鐵蛋白具有廣譜抗菌性,調節體內鐵平衡,抑制腫瘤細胞生長等[6]生物活性,在《食品營養強化劑使用標準》中,被列為一種新型營養強化劑。目前,乳鐵蛋白主要檢測方法有高效液相色譜法[7]、高效液相色譜串聯質譜法[8]、聚丙烯酰胺凝膠電泳法[9]、分光光度法[10]、酶聯免疫吸附法[11]等,但其檢測方法依然是限制研究深入的主要技術瓶頸。本文綜述了乳鐵蛋白的功能及其檢測方法的優缺點,并對該領域發展趨勢予以展望。
乳鐵蛋白是一種鐵結合型糖蛋白,大約由700個氨基酸組成,其分子量為80 ku。人、鼠、牛、馬、豬、山羊、綿羊、水牛和駱駝乳,這9種哺乳動物的乳鐵蛋白具有高度的同源性,其中有兩個顯著的共同特征:(1)內部序列的兩倍重疊;(2)高pH的堿性特征[12]。
乳鐵蛋白僅包含一條多肽鏈,折疊成兩個基本對稱且高度同源的球狀葉結構,呈現“二枚銀杏葉型”結構。兩個葉片的同源性可達33%~41%,一端是氨基末端(N-葉),一端是羧基末端葉(C-葉),1–332號氨基酸組成N-葉,344-703號氨基酸組成C-葉,在人類乳鐵蛋白中,兩個葉之間由鉸鏈區相連接,鉸鏈區為由乳鐵蛋白的333號氨基酸到343號氨基酸所組成,以α-螺旋的形式存在,在乳鐵蛋白的構想變化中起到紐帶作用。每個葉包含一個鐵結合位點,都能高親和性地可逆的與鐵結合。一個鐵離子可與乳鐵蛋白的4個氨基酸殘基相連:2個酪氨酸、1個天冬氨酸、1個組氨酸相連。乳鐵蛋白與鐵離子結合之前,球狀結構可隨意伸展,鐵離子結合到乳鐵蛋白后會引起后者的構象變化,即使乳鐵蛋白的分子結構更加緊密。鐵進入每葉敞開的縫隙內部,然后此區域再相應閉合[13]。乳鐵蛋白有α、β、γ三種異構形式,三者具有相同的理化性質及抗原性質[14]。許多研究表明,乳鐵蛋白具有增強機體抗菌抗病毒能力[15],體內鐵的代謝[16],調節機體免疫[17],抗癌及抗氧化的功能[18]。
大量的體內、體外實驗證明,乳鐵蛋白具有廣譜的抗菌性,抗革蘭氏陰性菌、抗革蘭氏陽性菌以及耐酸耐乙醇菌如結核桿菌等[13]。乳鐵蛋白在酸性條件環境下通過胃蛋白酶的作用,釋放出抗菌肽,牛乳鐵蛋白肽B(Lacto ferricin B)f18-36和乳鐵蛋白肽(Lacto ferram pin)f268-284,具有廣譜抗菌性,對熱和pH穩定,其抗菌的方式為殺菌。乳鐵蛋白及其衍生物的抗菌特性主要是由于3個作用機制:(1)高度的鐵結合能力,乳鐵蛋白通過螯合鐵離子以及靜電結合鐵離子與細菌競爭結合鐵,從而抑制微生物的生長;(2)乳鐵蛋白直接結合到微生物膜上,尤其是結合到革蘭氏陰性菌的脂多糖上,造成外膜結構損傷和抑制病毒的復制;(3)阻止微生物附著在上皮細胞或腸上皮細胞上。同時,Suzanne[19]等發現,在有IgA和溶菌酶存在的情況下,乳鐵蛋白的抗微生物感染能力會增強。
乳鐵蛋白能夠抵抗許多病毒的感染,對感染人類和動物的RNA和DNA病毒具有廣譜抗性,具有對呼吸道合胞病毒(RSV)、人類免疫缺陷病毒(HIV)、巨細胞病毒(HCM V)、漢坦病毒抗性作用。乳鐵蛋白濃度低于人乳乳鐵蛋白濃度10倍時,能有效抑制人類呼吸道合胞病毒(RSV),還能有效抑制無包膜的病毒如腺病毒和腸道病毒[20]。人類免疫缺陷病毒(HIV)仍然是一個重大的醫學挑戰,因為目前對其癥狀的治療并不完全有效。體外研究表明,在人血漿和乳中,乳鐵蛋白抑制病毒在宿主細胞中的復制從而抑制HIV的活性[21]。Wang[22]等發現乳鐵蛋白能顯著抑制人類免疫缺陷病毒1型逆轉錄酶(HIV-1RT)的活性,其半抑制濃度(IC 50)為6μmol/L。Andersen[23]等研究表明,不同乳鐵蛋白和N端多肽(Lactoferricin)可以抑制抗巨細胞病毒(HCM V)早期和晚期抗原表達,同時抑制HCM V產生感染性病毒子代。Murphy[24]等在病毒感染前用400μg/m L乳鐵蛋白在37℃處理細胞1小時,將與處理后的細胞共培養48小時,乳鐵蛋白處理過的細胞中漢坦病毒的病毒灶僅有對照的15%,研究表明乳鐵蛋白具有抑制漢坦病毒的作用。Shin[25]等人,通過給被流感病毒感染的小鼠個體口服0.06 g乳鐵蛋白,發現緩解了其炎癥癥狀。乳鐵蛋白抗病毒作用的發生機制主要包括:(1)通過直接與病毒或病毒粒子結合,抑制病毒吸附和入侵靶細胞。(2)乳鐵蛋白與靶細胞表面的病毒受體結合,阻斷病毒和靶細胞結合,阻止病毒對宿主細胞的感染。(3)乳鐵蛋白通過抑制部分病毒,如輪狀病毒和脊髓灰質炎病毒感染細胞后的病毒復制,發揮抗病毒作用。(4)通過調節病毒等病原體引起的炎癥反應和上調機體免疫系統,通過增強自然殺傷細胞和淋巴因子激活的殺傷細胞(LAK cell)的細胞毒作用提高機體抗病毒反應,間接達到抗病毒目的。
乳鐵蛋白在維持細胞的鐵離子水平起到至關重要的作用。來自血清的運鐵蛋白(T f)與乳鐵蛋白(Lf)晶體結構、鐵結合位點很相似。在生理pH下,乳鐵蛋白與鐵生成復合物的生成常數是運鐵蛋白的260倍,而從LF-Fe復合物中去除鐵的速度比T f-Fe慢100倍,在酸性條件下,T f幾乎喪失了鐵結合能力。Kaw akam i[26]等研究發現人、兔、豬等小腸黏膜細胞表面有特殊的乳鐵蛋白受體(乳鐵蛋白-R),當乳鐵蛋白到達腸道后,立即與該受體起反應,然后乳鐵蛋白-R進入細胞內部,釋放出Fe+3,這種特殊的乳鐵蛋白受體可以提離鐵的吸收率。貧血性疾病患者通常是體內缺少鐵元素而導致貧血癥狀的產生,普通的口服補鐵劑對粘膜會產生一定刺激,對腸胃系統存在較大副作用,且補鐵效率較低,乳鐵蛋白能夠降低有效鐵的使用量,可提高腸細胞對鐵的生物可用性,同時也可以降低鐵攝入過多的影響[27]。
乳鐵蛋白是一種天然的有機體免疫調節劑,LF對先天及獲得性免疫系統均有調節作用。LF存在于中性粒細胞的繼發性顆粒中,是宿主防御第一道防線的主要組成部分。Wa kabayashi等[28]應用定量反轉錄聚合酶鏈反應(RT-PCR)檢測小鼠腸道20個免疫相關基因,在乳鐵蛋白濃度為2.5 g/kg時,對這些基因的表達產生特異性和非特異性的影響。LF的正電荷使其可與免疫系統中表面帶負電荷的細胞結合,激活信號通路,引起細胞反應[29]。通過抑制促炎性細胞因子(如γ-干擾素,α-腫瘤壞死因子,白介素-1β、2、6),發揮抗炎活性;促進自然殺傷細胞增生,增加血液中多形核細胞的數量,誘導吞噬作用;還可調節腸細胞及腸道相關淋巴組織(GALT)產生細胞因子,并促使細胞因子進入體循環作用于白細胞[17]。
乳鐵蛋白能促進正常細胞增殖,但對癌細胞卻是起阻止而非刺激作用。研究表明,乳鐵蛋白具有阻礙體外培養的癌細胞由G1向S期轉化,達到抑制腫瘤細胞增殖的作用,主要是因為乳鐵蛋白能誘導改變細胞周期中一些重要調節蛋白的表達水平或活性,其他一些體內研究認為,乳鐵蛋白抗腫瘤作用也可能通過激活腫瘤細胞中FAS信號途徑,或利用一些乳鐵蛋白異構體所具有的DNA酶、RNA酶及ATP酶活性等,產生細胞毒性和誘導腫瘤細胞發生細胞凋亡。乳鐵蛋白具有刺激抗腫瘤免疫的功能,可通過誘導細胞因子的產生、增加免疫細胞的數量以及增強免疫細胞的活性而提高宿主防御腫瘤的能力[30]。Jeffrey[31]等研究發現,人乳鐵蛋白通過阻斷細胞從G 0到G 1期的轉化從而抑制腫瘤細胞增殖。另外乳鐵蛋白可直接抑制內皮細胞的功能而發揮抗血管生成的作用[32]。
乳鐵蛋白主要通過螯合Fe3+,減少羥自由基和DPPH自由基的產生,具有抗氧化作用[33]。另外乳鐵蛋白可以抑制硫代巴比妥酸(TBA)和丙二醛(M DA)的生成[34]。非飽和乳鐵蛋白可以隔離自由鐵,保護糖蛋白不被氧化劑氧化。乳鐵蛋白的抗氧化活性與磷脂體系、緩沖條件、金屬離子的存在等具有一定關系。另外,乳鐵蛋白具有的核糖核酸酶活性,能通過降解酵母tRNA抑制超氧離子形成,從而降低人體內自由基對動脈血管壁彈性蛋白的破壞,達到預防和治療動脈粥樣硬化和冠心病的目的。
乳鐵蛋白作為一種蛋白質,各種蛋白含量的常規分析方法都適用于其分析定量。目前來說,檢測乳鐵蛋白的分析方法主要分為理化分析法、免疫分析法、生物電化學法和表面等離子共振技術(SPR)等。
2.1.1 反相高效液相色譜法
高效液相色譜法(HPLC)的原理是在色譜柱中,各組分依照分配系數、吸附力大小等差異而被分離,并被檢測器檢出[35]。反相高效液相色譜(RP-HPLC)是HPLC中應用最為廣泛的一種液相色譜法。RP-HPLC是由非極性固定相和極性流動相所組成的液相色譜體系。
王德偉[7]等用pH 4.6的醋酸鹽緩沖液溶解分離乳粉中乳鐵蛋白,用C 18色譜柱快速分離,在10~500m g/L之間呈現良好的線性(R2=0.9999),平均回收率為98.0%。夏明[35]等用無水乙醇使乳鐵蛋白等沉淀,再用醋酸鹽溶液除去酪蛋白,使用三氟乙酸及甲醇作為流動相,乳鐵蛋白檢測的線性范圍是0.4~2m g/m L(R2=0.9980),平均回收率95.4%。E.Tsakali[36]等使用乙腈水三氟乙酸作為流動相,乳鐵蛋白檢出線性范圍為50~1 200μg/m L(R2=0.99)。
反相高效液相色譜法測定的結果準確,檢測速度快易操作,實驗再現性良好。但該方法對樣品的純度要求較高,當檢測樣品純度較低時,由于乳鐵蛋白與其他蛋白分子量相接近,使得在色譜柱上保留時間相近,各組分不易分離開,從而影響定量結果,因此適用于高純度的樣品測定。另外高效液相色譜所使用的流動相為乙腈,對環境產生一定的影響。樣品前處理依然是限制液相色譜法檢測乳鐵蛋白的關鍵因素。利用液相色譜法檢測目前常用的前處理方法是利用肝素親和柱進行前處理的方法[37],采用肝素親和柱對樣品進行前處理能夠較好的分離和純化生鮮牛乳中的乳鐵蛋白,但是肝素親和柱不適用于生鮮羊乳等其他特色乳中乳鐵蛋白的分離純化,仍含有其他種類的蛋白干擾檢測。同時肝素親和柱價格昂貴,且重復利用次數較少。
2.1.2 高效液相色譜串聯質譜法
質譜儀是能夠測量真空中離子的質核比(m/z)的一種儀器。根據質核比可以準確的確定待測物質的分子質量,從而確定其分子組成。蛋白質組中分析樣品通常是某蛋白樣品經胰蛋白酶或類似消化產生肽段的混合物,可以通過確定某蛋白的特異性肽段來定量該蛋白。
Zhang[8]等用堿性胰蛋白酶將牛乳鐵蛋白酶切為肽段,確定乳鐵蛋白的特異性肽段,用穩定同位素肽段作為內標,將蛋白質組學的酶解技術與高效液相色譜串聯質譜相結合,檢測各種乳與乳制品中乳鐵蛋白含量。該方法最低定量限為1.5 m g/kg,回收率在93.2%~107.3%間。
高效液相色譜串聯質譜法具有良好的回收率和重復性,準確度高,能夠滿足不同樣品中的乳鐵蛋白檢測要求,可以同時對變性和非變性乳鐵蛋白進行定量檢測。前處理方法較為簡便,基質效應會干擾質譜定量檢測的準確度,可以通過使用內標的方法,降低基質效應對檢測結果造成的影響。但是該方法所需要儀器較為昂貴,對特異性肽段的篩選也較為復雜,另外篩選出的特異性肽段,需要通過生物合成該特異性肽段作為標準品,合成過程較為復雜,操作難度大,需要操作人員具有較高的專業知識。
2.1.3 高效毛細管電泳分析法
高效毛細管電泳分析法(HPCE)[38]有很強大的分離能力,毛細管的分離柱效會隨著分離樣品分子的擴散系數減小而上升,蛋白質、肽類等生物大分子具有擴散系數小的特點,因此采用該法可以較好地分離及檢測乳鐵蛋白。陳永艷[39]等采用醋酸沉淀干擾蛋白質,離心后取上清液稀釋十倍,以57 cm×50μm i.d.毛細管分離檢測樣品中乳鐵蛋白,乳鐵蛋白濃度在50-800 mg/L范圍內與峰面積呈較為良好線性關系,檢出限和定量限分別為15 m g/L和50 m g/L。許寧[40]采用67 cm×50μm i.d.毛細管,HPCE的毛細管區帶電泳模式分離測定牛乳鐵蛋白,乳鐵蛋白進樣濃度在100.0~600.0 mg/L范圍內線性關系良好(r2=0.9995),其最低檢測限為25 mg/L。劉宇[41]等采用80cm×50μm i.d.未涂層石英毛細管柱,用各濃度為三羥甲基氨基甲烷200 mm o l/L,戊二胺60 mm o l/L,十六烷基溴化銨120 mm ol/L,聚乙二醇80 mm ol/L作動態涂層,分離檢測乳鐵蛋白,其線性范圍為0.625~10 g/L,線性關系良好(r2=0.9996)。
高效毛細管電泳法測定乳鐵蛋白含量具有前處理簡單、分離效率高、分析速度快、操作簡便、操作成本低等優點,但該方法僅適用于嬰幼兒配方奶粉、保健食品中乳鐵蛋白的測定,但該方法對于生乳中的乳鐵蛋白測定效果不佳,其前處理無法除去生乳中其他雜質對于乳鐵蛋白測定的干擾。
2.1.4 聚丙烯酰胺凝膠電泳法
聚丙烯酰胺凝膠電泳法(SDS-PAGE電泳)是蛋白質分析中常用方法之一。SDS-PAGE是根據不同蛋白質分子所帶電荷的差異以及分子質量大小不同,產生不同的遷移率,從而將蛋白質分離成若干條區帶。該方法對于乳鐵蛋白的分離效果較好。李珊珊[9]等采用凝膠電泳法檢測定乳及乳制品中乳鐵蛋白含量,結果表明用該分離方法檢測的不同乳及乳制品中的乳鐵蛋白含量的相對標準偏差小于10%,且測得的含量均高于其檢出限和定量限。邢志恩[42]等通過SDS-PAGE電泳分離乳清蛋白,薄層掃描法定量不同來源乳中乳鐵蛋白含量,乳鐵蛋白加標回收率分別為104.53%、108.37%,同板精密度RSD值為3.10%和1.82%,在100~2 000μg/m L范圍內呈線性關系,相關系數分別為0.9988和0.9990。
SDS-PAGE電泳法測定乳鐵蛋白含量其實驗結果準確度、重復性較好,不需復雜的前處理,靈敏度高,無需大量使用溶劑,但該方法每次檢測的樣品數量有限,配制凝膠、電泳以及染色脫色所需要的時間較長,前處理提純乳鐵蛋白較為粗糙,未除去的蛋白等會對結果造成一定影響。另外,配制凝膠時使用的聚丙烯酰胺等物質對人體產生有害影響,可作為初步定量乳及乳制品中乳鐵蛋白的方法。
2.1.5 分光光度法
分光光度法(Spectrophotometry)是指通過檢測特定波長或波長區間內被測物質的吸光度或發光強度,對該物質進行分析的方法[10]。
盧蓉蓉等[43]采用純度為90%的乳鐵蛋白溶液,在400-700 nm波長下進行掃描,發現乳鐵蛋白在475 nm處有特征吸收峰,通過475nm處吸光度的不同來計算乳鐵蛋白的含量。夏明[44]等通過對原分光光度法的改進,對嬰幼兒奶粉中的乳鐵蛋白進行檢測,首先加入二價鐵離子使乳鐵蛋白中的鐵達到飽和以獲得穩定的鐵含量,然后對蛋白反復醇沉和水溶以除去游離鐵,再用原子吸收分光光度計測定鐵含量,依據鐵與蛋白含量的相互關系計算出乳鐵蛋白含量。其加樣回收率超過96%,檢測范圍為3.5~100m g/g。
分光光度法具有快速、簡便、經濟等優點,可以快速的測定出乳鐵蛋白的含量,對儀器設備的要求不高,操作簡便,適合于工廠中乳鐵蛋白分離純化過程中的快速檢測,由于其檢測的準確度不高,不適用于生鮮乳、嬰兒配方乳粉等乳及乳制品中乳鐵蛋白含量的精確測定。
2.2.1 放射免疫擴散法
放射免疫擴散法(Radial Immunodiffusion)是利用同位素標記的與未標記的抗原,同抗體發生競爭性抑制反應的方法,研究機體對抗原物質反應的發生、發展和轉化規律。
龔廣宇[45]等將乳鐵蛋白抗原混入瓊脂糖中,傾入平板中,待瓊脂糖凝結后打孔,接入乳鐵蛋白樣品,乳鐵蛋白抗原呈放射形擴散,在以小孔為中心的環狀區域形成抗原—抗體反應沉淀帶,該沉淀帶被R ID染色液染色,沉淀帶環的直徑與抗體乳鐵蛋白的濃度成正比,通過標準曲線可以計算出乳鐵蛋白含量,適用于嬰兒配方奶粉的測定。
該方法雖操作較為簡便,但是時間耗費較長,影響因素較多且復雜,檢測范圍有限,檢測準確度不高,容易產生較大的誤差,該方法的適用范圍比較窄,僅適用于嬰兒配方奶粉的測定,在實際操作中基本不采用該方法測定乳鐵蛋白含量。
2.2.2 酶聯免疫吸附法
酶聯免疫吸附法(ELISA)是將抗原、抗體的特異性反應和酶的高效催化作用有機結合起來的一種新型、快速、準確的免疫學分析技術。
張英華[11]等應用酶聯免疫法測定牛乳鐵蛋白的含量,其檢測的線性范圍為0.8~100 ng/m L,最低檢出量為0.5 ng/m L。盧蓉蓉等[43]應用酶聯免疫法測定初乳中乳鐵蛋白的含量,線性范圍為3.1~200 ng/m L,最低檢測限為1.5 ng/m L,回收率在91.82%~115.56%之間,變異系數在6.20%~9.18%之間。
酶聯免疫法能夠快速檢測出乳鐵蛋白含量,操作較為簡便,而且能夠同時對幾十個甚至幾百個試樣進行檢測,是一種較為理想的檢測乳鐵蛋白的方法,但是該方法在使用時,對待測樣品應進行逐級稀釋,較為繁瑣,容易帶來誤差,另外所采用的試劑盒價錢較為昂貴。
2.2.3 膠體金標記法
膠體金是利用氯金酸在還原劑作用下,聚合成一定大小的金顆粒,形成帶負電的疏水膠溶液,在靜電作用下形成穩定的膠體狀態,故稱膠體金。膠體金標記就是蛋白質等高分子被吸附到膠體金顆粒表面的包被過程。把抗乳鐵蛋白抗體標記在膠體金顆粒表面,形成金探針,金探針與乳鐵蛋白進行特異性結合,特異性結合產物可用分光光度計進行檢測。
李巖[46]等采用膠體金標記法檢測乳鐵蛋白,得出最佳檢測條件即檢測波長為630 nm;金探針最佳濃度為1∶2;最佳pH值為7.4;稀釋液中BSA的濃度為15 ug/m L;最佳檢測溫度為25℃;作用時間段為0-20 m in。結果表明:該法敏感性高,檢測范圍10-2 500 ng/m L,回收率95.89%,批內變異系數CV%=3.57%,批間CV%=4.74%。
膠體金法使用較少的標記物和樣本,實驗一步完成,很大程度上縮短分析時間,但實驗容易受外界因素影響較大,會影響其靈敏度及檢測限。
循環伏安法(cyclic vo ltamm etry,CV)也稱為線性變位循環伏安法,是一種最常用的動態電化學技術。通過記錄電流隨電位變化的曲線就可得到循環伏安圖像。交流阻抗法(Electrochem ical Im pedance Spectroscopic)是一種以小振幅的正弦波電位(或電流)為信號擾動電解池,通過計算電極的電化學參數而進行檢測的電化學測量方法。
曹杰[47]等通過循環伏安法和交流阻抗法對電極的每一步修飾進行了表征,其所構建的電化學檢測技術的檢測范圍在10 pg/m L~1 g/m L之間,電極還原峰電流與乳鐵蛋白濃度之間呈現良好的線性關系,檢測限可低至3.3 pg/m L。
循環伏安法檢測限低,檢測靈敏,準確度高,但很容易受外界環境因素影響其實驗結果,需要專業人士操作。
當入射光線以臨界角入射到兩種不同折射率的金屬介質界面時,可以引起金屬產生自由的電子共振,使得反射光在一定角度內減弱,其中能夠使反射光在一定角度內完全小時的入射角我們稱為SPR角。可以通過SPR角的變化,得到不同生物分子的特異性信號[48]。
Indyk[49]等通過表面等離子共振技術測定乳鐵蛋白,其檢測的濃度范圍在0~1×10-3mg/m L,最低檢測限達到0.0199m g/m L。
該方法樣品消耗較少、檢測準確度高、可實現自動分析,但是該方法在運用中其試驗溫度對測定結果影響較大,儀器設備造價也較為昂貴。
乳鐵蛋白具有多種生物學功能,是一種優質的天然蛋白質,乳鐵蛋白的抗氧化能力機理還有待進一步研究。抗氧化對于人體具有重要的意義,目前人工合成的抗氧化劑雖然具有清除自由基等作用,但研究表明,人工合成的抗氧化劑對人體具有致癌、導致肝部疾病等副作用,需要尋找一種天然的抗氧化劑,因此對乳鐵蛋白抗氧化功能的研究具有重要意義。另外乳鐵蛋白對鐵的轉運效率極高,是一種優質的補鐵劑,人工合成的無機補鐵劑通常對腸道會造成刺激,且補鐵效率低,目前,缺鐵是引起貧血癥狀的主要原因之一,通過對乳鐵蛋白補鐵機理的特性研究,嘗試研發出一種更為天然、安全、高效的補鐵劑。乳鐵蛋白具有的抗菌、抗病毒、調節機體免疫、抗癌等生物學功能的機理以及如何更好的利用乳鐵蛋白的功能性質造福人類健康是未來的研究方向。
隨著人們對乳鐵蛋白的研究不斷加深,乳鐵蛋白的檢測技術也會隨著不斷發展。其不同檢測技術主要存在以下問題:從乳鐵蛋白檢測方法的適用范圍來看,現有的檢測方法通常只針對于基質較為簡單的乳粉、乳鐵蛋白純化分離物、牛乳等,并沒有一種方法可以很好地適用于大多數乳制品或其他特色生鮮乳如牦牛乳、駱駝乳、山羊乳等。從乳鐵蛋白的前處理方法來看,對檢測乳鐵蛋白進行的前處理主要是去除酪蛋白的影響,但除酪蛋白外還存在其它蛋白或核酸等,會對檢測結果產生影響。另外從其實驗結果準確度及可操作性、普適性來看,現有的乳鐵蛋白檢測技術在結果準確度上還有待提高,液相色譜法、液相色譜串聯質譜法、毛細管電泳法、聚丙烯酰胺凝膠電泳法等需要經過專業實驗室以及專業人員操作,前處理復雜,需要的儀器設備價格昂貴;分光光度法其檢測結果準確度有待提高;放射免疫擴散法、酶聯免疫吸附法及生物電化學法等受環境等外界因素影響較大。如何檢測多種乳產品的乳鐵蛋白以及如何更快捷、簡便的測定乳鐵蛋白是今后乳鐵蛋白檢測技術的發展方向。
相信隨著今后檢測技術的不斷發展,建立一種準確、快捷、經濟、操作簡便的乳及乳制品中乳鐵蛋白檢測方法,彌補我國乳鐵蛋白檢測國家標準的空白,推進對乳鐵蛋白的更深入的研究,推動相關產業的健康發展。
參考文獻:
[1]GONZALEZ-CHAVEZ SA,AREVALO-GALLEGOSS,RASCONCRUZ Q.Lactoferrin:structure,function and applications.Int JAntim icrob Agents.2009,33(4):301-308.
[2]SORENSEN M,SORENSEN SP L.The proteinsin whey.Compte-Rendu Des Travaux Du Laboratoire De Carlsberg Ser Chim,1939,23:55-99.
[3]JOHANSON B.Isolation of an iron-containing red protein from m ilk.1960,14(2):510-512.
[4]BLANC B,ISLIKER H.Isolation and characterization of the red siderophilic protein from maternalmilk:lactotransferrin.Bull Soc Chim Biol(Paris),1961,43(3):929.
[5]OLMO A D,CALZADA J,MANUEL N.Effect of lactoferrin and its derivativesagainst gram-positive bacteria in vitro and,combined w ith high pressure,in chicken breast fillets[J].M eat Science,2012,(90):71-76.
[6]曲練達,樸范澤,侯喜林,等.乳鐵蛋白的國內外研究進展[J].黑龍江八一農墾大學學報,2005,17(6):50-54.
[7]王德偉,游景水,黃遠英.反相高效液相色譜法快速測定乳鐵蛋白含量[J].食品安全質量檢測學報,2015,6(8):3088-3092.
[8]ZHANG J,LAIS,CAIZ,et al.Determination of bovine lactoferrin in dairy products by ultra-high-performance liquid chromatography–tandem massspectrometry based on tryptic signature peptides employing an isotope-labeled winged peptide as internal standard[J].Analytica Chimica Acta,2014(829):33-39.
[9]李珊珊,王加啟,魏宏陽,等.凝膠成像系統SDS-PAGE法測定乳及乳制品中乳鐵蛋白[J].農業工程學報,2008,(增刊2):283-288.
[10]劉晶,韓清波.紫外分光光度法鑒別復原奶和保鮮奶[J].中國乳品工業,2005,12:44-46.
[11]張華英,遲玉杰,懂平.酶聯免疫法測定牛初乳中乳鐵蛋白含量[J].中國乳品工業,1999,27(6):19-21.
[12]METZ-BOUTIGUE M H,JOLLES J,MAZURIER J,Human lactotransferrin:amino acid sequence and structural comparisons with other transferrins,Eur.J Biochem,1984,145(3):659-676.
[13]GONZALEZ-CHAVEZ SA,AREVALO-GALLEGOSS,RASCON-CRUZ Q.Lactoferrin:structure,function and applications.Int J Antimicrob Agents.2009,33(4):301-308.
[14]HWA NG P M.Three-dimensional solution structure of lactoferrin B,an antimicrobial peptide derived from bovine lactoferrin,Biochemistry,1998,37:4288-4298.
[15]安美忱,劉寧.牛乳鐵蛋白素抗菌活性及抗菌活性位點[J].微生物學通報,2009,36(10):1526-1531.
[16]高樹新,韓玉國,蘇道,等.乳鐵蛋白及其生理機能的研究進展[J].中國牛業科學,2008,34(2):48-51.
[17]程德勇,孫建華.乳鐵蛋白對機體免疫功能的影響[J].臨床兒科雜志,2009,27(2):88-90.
[18]陸蘇丹.乳鐵蛋白的功能與用途[J].乳業科學與技術,2000,23(4):25-26.
[19]SUZANNE JF,NEALED R,DAVID W H.Modulation of ceramide metabolism in T-leukemia cell lines potentiates apoptosis induced by the cationic antimicrobial peptide bovine lactoferricin[J].International Journal of Oncology,2008,32:537-544.
[20]SEGANTI L,DIBIASE A M,MARCGETTIM,PIETRANTON I A,TINARIA,SUPERTIF,Antiviral activity of lactoferrin towards naked viruses.Biometals,2004,17(3):295-299.
[21]VIANIR M,GUTTEBERG T J,LATHEY JL,SPECTOR SA.Lactoferrin inhibits HIV-1 replication in vitro and exhibits synergy when combined with zidovudine.Aids,1999,13(10):1773-1774.
[22]WA NG H,YE,X,NG T B.First demonstration of an inhibitory activity ofm ilk proteins against human immunodeficiency virus-1 reverse transcriptase and the effect of succinylation[J].Life Sciences,2000.67:2475-2752.
[23]ANDERSEN JH,OSBAKK SA,VORLAND L H,et al.Lactoferrin and cyclic lactoferricin inhibit the entry of human cytomegalovi-rusinto human fibroblasts[J].Antiviral Res,2001,51(2):141-149.
[24]MURPHY M E,KARIWA H,M IZUTANIT,et al.Characterization of in vitro and in vivo antiviral activity of lactoferrin and ribavirin upon hantavirus[J].J Vet Med Sci,2001,63(6):527-645.
[25]SHIN K,WA KABAYASHIH,YAMAUCHIK,et al.Effects of orally administered bovine lactoferrin and lactoperoxidase on influenza virus infection in mice.Journal of Medical Microbioligy,2005.54:717-723.
[26]KAWA KAM IH.Effect of iron-saturated lactoferrin on iron absorption.Agric Biol Chem,1988,52(2):903-908.
[27]倪丹,王彩云,云戰友.乳鐵蛋白的功能特性研究及應用進展[J].農產品加工,2011,6:87-90.
[28]WA KABAYASHIH,TAKAKURA N,YAMAUCHIK,et al.Modulation of immunity-related gene expression in small intestines of mice by oral ad ministration of lactoferrin.Clinical&Vaccine Immunology,2006,13(2):239.
[29]BAKER E N,BAKER H M.Lactoferrin Molecular structure,binding properties and dynamics of lactoferr in.Cellular&Molecular Life Sciences Cm ls,2005,62(22):2531-2539.
[30]GOLLH S,CROSSM L.Anticancer properties of bovinemilk,British Journal of Bovine Milk,2000,84:161-165.
[31]JEFFREY SW,GUOYAN L,ATUL V,et al.O ral lactoferrin results in Tc ell dependent tumor inhibition of head and neck squamous cell carcinoma in vivo[J].Clin Cancer Res,2007,13(5):1601-1610.
[32]SHIMAMURA M,YAMAMOTO Y,ASH INO H,et al.Bovine lactoferrin inhibits tumor-induced angiogenes is[J].Int Jcancer,2004,111(1):111-116.
[33]胡源媛,張守文.乳鐵蛋白的功能特性及其國內外的應用情況[J].中國乳品工業,2005,33(12):31-34.
[34]凌雪萍,龐廣昌.乳鐵蛋白的最新研究進展[J].食品科學,2003,24(1):160-163.
[35]夏明,應鐵進.高效液相色譜法檢測乳制品中的乳鐵蛋白含量[J].食品科學,2010,31(2):165-167.
[36]TSAKALIE,PETROTOSK,CHATZILAZAROU A,et al.Short communication:Determination of lactoferrin in Feta cheese whey with reversed-phase high-performance liquid chromatography[J].Journal of Dairy Science,2014,97(8):4832-4837.
[37]章寅,高磊,鄭雋,等.乳制品中乳鐵蛋白的測定[J].現代農業科技,2013,16:292-291.
[38]SALVATORE ST,ANNA M D A,BRUNO M,et al.Purification ofa 76-kDa iron-binding protein from human seminal plasma by affinity chromatography specific for ribonuclease:structural and functional identity w ith m ilk lactoferrin[J].Biochimica et Biophysica Acta,1999,1430:104.
[39]陳永艷.高效毛細管電泳分析乳鐵蛋白的方法研究[D].河北農業大學,2008:1-78.
[40]許寧.高效毛細管電泳法測定牛乳鐵蛋白的含量[J].中國醫院藥學雜志,2005,25(4):296-297.
[41]劉宇,陳偉,史玉東,等.高效毛細管電泳法快速測定乳鐵蛋白原料的純度[J].中國乳品工業,2015,44(2):43-46.
[42]邢志恩,王軍,戴蘊青,等.SDS-PAGE-薄層掃描聯用法測定3種不同來源的乳鐵蛋白[J].食品科學,2011,32(16):274-278.
[43]盧蓉蓉,許時嬰,王璋.乳鐵蛋白測定方法的比較.中國乳品工業,2002,150(5):123-125.
[44]夏明,應鐵進.原子吸收分光光度法間接測定奶粉中的乳鐵蛋白含量[J].藥物分析雜志,2011,31(1):173-175.
[45]龔廣予,巫慶華,吳正鈞,等.一種檢測乳鐵蛋白的方法----放射免疫擴散法[J].中國乳品工業,2000,29(3):27-29.
[46]李巖.乳中乳鐵蛋白檢測方法的建立[D].河南農業大學,2008:1-66.
[47]曹杰.利用電化學技術研究乳鐵蛋白的殺菌機理及其檢測新方法的構建[D].上海大學,2014:1-61
[48]孟慶石,勞文燕,潘映紅.表面等離子共振生物傳感器技術及在生命研究中的應用[J].生命科學儀器,2009,7(1):10-13.
[49]INDYK H E,FILONZIE L.Determination of lactoferrin in bovine milk,Colostrum and infant formulas by optical biosensor analysis[J].International dairy journal,2005,15:429-438.