蛋白質(zhì)化學檢測方法在食品安全評估與檢測中的應用

汪 寧

(黑龍江工業(yè)學院，黑龍江 雞西 158100)

食品安全評估與檢測的準確度和精密度要求不斷提高，現(xiàn)代食品安全檢測技術也飛速發(fā)展。根據(jù)蛋白質(zhì)的理化特性和蛋白質(zhì)化學檢測原理，可以利用凱氏定氮法及高效液相色譜法對食品中的蛋白質(zhì)進行檢測，通過分析其在食品安全評估與檢測中的應用，為食品中蛋白質(zhì)化學檢測方法的選擇及改進提供理論依據(jù)。

1 蛋白質(zhì)化學檢測原理

蛋白質(zhì)主要是氨基酸脫水形成的大分子化合物，主要化學組成元素如圖1所示。蛋白質(zhì)具有氨基酸的一些理化特性，再加上蛋白質(zhì)的高分子性質(zhì)、水合作用、顯色反應等多種理化特性，為其分析檢測提供了可行途徑。其主要測定方法有凱氏定氮法和高效液相色譜法，對這兩種蛋白質(zhì)化學檢測法的原理進行了分析[1]。

1.1 凱氏定氮法的檢測原理

1.2 高效液相色譜法檢測原理

高效液相色譜法簡稱HPLC，是在經(jīng)典液相色譜法的基礎上發(fā)展而來的一種色譜法，具有靈敏度高、準確度高、分離速率高、應用范圍廣等優(yōu)點，特別是在檢測高沸點和揮發(fā)性化合物方面具有優(yōu)勢，已被廣泛應用于食品檢測、環(huán)境監(jiān)測等領域[3-4]。

其主要原理是利用液體作為流動相，利用高壓輸液系統(tǒng)及不同物質(zhì)的溶解度、蒸汽壓等物化性質(zhì)的區(qū)別，使不同物質(zhì)在流動相及裝有固定相的色譜柱之間的分配系數(shù)不同，使各組分分離。液相色譜柱的分離效率用以下公式表示：

(1)

公式中，k表示分布系數(shù)，即固定相中樣品量與流動相中樣品量的比值。a表示分離因子，即兩個組分的分配系數(shù)之比。凱氏定氮法與高效液相色譜法在食品安全評估與檢測中的優(yōu)點及局限性如表2所示。

表1 凱氏定氮法檢測原理中的化學反應式Tab.1 Chemical reaction formula of the principle of Kjeldahl method for nitrogen detection

表2 蛋白質(zhì)檢測法原理及其優(yōu)點與局限性Tab.2 Principle, advantages and limitations of protein detection methods

2 蛋白質(zhì)化學檢測方法在食品安全評估與檢測中的應用

2.1 利用凱氏定氮法對食品中蛋白質(zhì)進行質(zhì)量檢測

通過凱氏定氮法測定總氮是測定乳制品蛋白質(zhì)含量的參考方法，可用于校準和驗證其他測定蛋白質(zhì)的方法。如果參考值存在較大不確定性，則無法對替代方法進行準確評估。使用凱氏定氮法建立參考值時，必須驗證凱氏定氮法的性能并在既定的期望范圍內(nèi)。但凱氏定氮法的檢測步驟煩瑣復雜，測量時間長(約10 h)，不適用于快速測定。基于以上問題，Wang等人[5]將凱氏消化和離子色譜與抑制電導率檢測相結合，將消解時間減少到1 h以下，并消除了凱氏定氮法的蒸餾和滴定步驟，從而顯著縮短了分析時間，提高了精密度和準確度。凱氏定氮法可以檢測食品中牛奶的生乳蛋白是否摻假。為此，Gao等人[6]提出了非蛋白質(zhì)氮(NPN)指數(shù)概念，使用凱氏定氮法和三氯乙酸沉淀法(TCA)測定了一系列牛奶樣品中的NPN和CPN。結果表明，只有三聚氰胺的含量低于0.2 mg·kg-1時，所有摻假牛奶的NPN指數(shù)才可落在可辨別范圍0.808 4～1.498 7，該NPN指數(shù)可用于準確檢測富含氮的物質(zhì)對牛奶的摻假，并提供監(jiān)測牛奶質(zhì)量的有效方法。

2.2 采用高效液相色譜法快速分離及檢測食品中蛋白質(zhì)的含量

高效液相色譜法是在色譜分離過程中應用液態(tài)流動相，適用于色譜過程中可能發(fā)生遷移的極性轉(zhuǎn)變及根據(jù)所測試物質(zhì)的特性對流動相進行所有其他修改的情況，具有很大優(yōu)勢。可連接到特定且靈敏的檢測器系統(tǒng)、光譜熒光計、二極管檢測器、電化學檢測器，及其他封閉系統(tǒng)HPLC-MS和HPLC-NMR。Planque M等人[7]將超高效液相色譜與串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用，能夠以非常高的靈敏度和特異性同時檢測不同熱加工食品中的痕量牛奶(酪蛋白、乳清蛋白)、雞蛋(蛋黃、蛋清)、大豆和花生過敏原等主要食物過敏原的含量。Ma等人[8]還成功開發(fā)了一種快速RP-HPLC法測定奶牛主要乳蛋白的方法，可以在30 min的分析時間內(nèi)分離和定量主要牛奶蛋白，適用于測定乳制品的乳蛋白含量。

3 結語

準確、快速檢測和分析食品中蛋白質(zhì)含量、追蹤食品來源、研究食品生產(chǎn)最佳條件對于提升食品安全至關重要。采用凱氏定氮法和高效液相色譜法對食品中蛋白質(zhì)含量進行檢測，不僅具有速度快、靈敏度高的優(yōu)點，操作起來也更加簡單方便。未來，蛋白質(zhì)檢測技術可以與其他技術相結合，以提高靈敏度，使食品蛋白質(zhì)檢測法在快速檢測領域具有更加廣闊的應用。