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        轉(zhuǎn)基因大豆加工適宜性分析

        2018-08-27 12:36:08陳俊伸王琴琴南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院
        食品安全導(dǎo)刊 2018年21期
        關(guān)鍵詞:亞基豆腐轉(zhuǎn)基因

        □ 陳俊伸 王琴琴 徐 濤 舒 哲 南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院

        大豆是我國重要的油料作物,同時(shí)也是大部分食用蛋白和工業(yè)原料的重要來源。1988 年,Hinchee首次報(bào)道成功獲得大豆轉(zhuǎn)基因植株。1994年美國最早獲準(zhǔn)推廣轉(zhuǎn)基因大豆[1]。其后,轉(zhuǎn)基因大豆在全球種植、加工等過程中相比于普通大豆表現(xiàn)出了越來越多的優(yōu)越性,但其在轉(zhuǎn)入外源基因后蛋白亞基含量如何變化、加工適宜性如何,需要深入研究。我國目前獲農(nóng)業(yè)部審批可進(jìn)口的轉(zhuǎn)基因大豆有八種[2],本文將對(duì)獲取的六種來自不同種植地區(qū)的轉(zhuǎn)基因大豆進(jìn)行分析,根據(jù)其基礎(chǔ)參數(shù)結(jié)合蛋白電泳圖譜做對(duì)比,以尋求轉(zhuǎn)基因大豆蛋白的變化和轉(zhuǎn)基因大豆的加工適宜性。

        1 材料和方法

        1.1 材料和儀器

        轉(zhuǎn)基因大豆(來源于4個(gè)國家的6個(gè)品種)、硫酸銅、濃硫酸、丙烯酰胺、甘氨酸、Tris、2-巰基乙醇、蛋白標(biāo)樣Marker(Solarbio公司)、BCA蛋白濃度測(cè)定試劑盒(Solarbio公司)、SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液(5×)(Beyotime公司)。

        索氏提取裝置、高速萬能粉碎機(jī)(天津市泰斯特儀器有限公司)、電子分析天平(德國賽多利斯公司)、SL16R臺(tái)式冷凍離心機(jī)(美國Thermo Fisher公司)、HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋(國華電器有限公司)、凍干機(jī)(德國Chriet公司)、垂直電泳裝置(美國Bio-rad公司)、Chemi DocTMXRS+.ImageLabTMAnalysisSoftware(美國Bio-rad公司)、酶標(biāo)儀。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        1.2.1 水分含量的測(cè)定(參照GB 5009.3-2010)

        1.2.2 百粒重的測(cè)定(參照國標(biāo)GB/T GB 5519-2008)

        1.2.3 脂肪含量測(cè)定(參照國標(biāo)GB/T 5009.6-1985)

        1.2.4 蛋白質(zhì)含量的測(cè)定(參照國標(biāo)GB 5009.5-2016)

        1.2.5 水溶性蛋白質(zhì)含量的測(cè)定(參考國標(biāo)NY/T 1205-2006)

        1.2.6 SPI的制備[3]

        1.2.7 電泳

        采用不連續(xù)SDS- PAGE(十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳)方法,濃縮膠和分離膠中SDS濃度為10%,過硫酸銨濃度為10%,TEMED濃度為≥99%,聚丙烯酰胺濃度為30%,濃縮膠中緩沖液濃度為0.5mol/L Tris-HCl(pH值為6.8),分離膠中緩沖液濃度為1.5mol/L Tris-HCl(pH值為8.8),貯液槽中緩沖液濃度為0.025mol/L Tris- HCl/0.251mol/L甘氨酸(pH值為8.3)。

        取適量上述SPI凍干樣用超純水溶解,采用BCA蛋白濃度測(cè)定試劑盒的微孔酶標(biāo)儀法進(jìn)行蛋白濃度的測(cè)定,根據(jù)所測(cè)定的濃度,將所有樣品的蛋白濃度調(diào)成2μg/μL。將樣品與蛋白上樣緩沖液以4∶1調(diào)成上樣液,超聲水浴處理45min,再在沸水中加熱5min。

        配膠(分離膠濃度為14%,濃縮膠濃度為4%)。上樣量為2μL,濃縮膠80V,分離膠120V。電泳結(jié)束后進(jìn)行30min固定(25g三氯乙酸溶于 200mL),20min染 色(0.5g考馬斯亮藍(lán)G-250,溶于225mL甲醇、50mL冰醋酸、225mL蒸餾水),過 夜 脫 色(50mL甲 醇、50mL冰醋酸、400mL蒸餾水)。電泳圖譜采用Chemi DocTMXRS+掃描后,用ImageLabTM分析軟件進(jìn)行分析處理。

        2 結(jié)果和分析

        2.1 水分含量

        大豆作為我國重要的經(jīng)濟(jì)作物,其水分含量直接影響大豆的儲(chǔ)藏和加工品質(zhì)。由表1可以看出,選取的六種轉(zhuǎn)基因大豆的水分含量在8.00%~10.47%,其中水分含量最高的是美國,GTS:PCaMV35S T-NOS EPSPS I大豆。但美國,DP305423:GM-Hra大豆的水分含量是六種轉(zhuǎn)基因大豆中最低的。印度兩種不同的轉(zhuǎn)基因大豆MON87701:cry1c和MON87701:fatb1-A的水分含量也有明顯的差距。總體而言,六種轉(zhuǎn)基因大豆的變異系數(shù)為8.61%,說明不同品種轉(zhuǎn)基因大豆的水分含量相差不大,且比普通大豆13%自然含水率低,這可能是由于轉(zhuǎn)基因大豆供銷海外,需要長(zhǎng)期儲(chǔ)藏的緣故。

        2.2 百粒重

        由表1可以看出,六種轉(zhuǎn)基因大豆的百粒重在15.52~16.99g,變異系數(shù)為2.93%,說明轉(zhuǎn)基因大豆的不同轉(zhuǎn)入基因型對(duì)大豆的百粒重影響較小。與普通大豆相比,轉(zhuǎn)基因大豆的百粒重普遍小于劉麗娟(2004)測(cè)定的普通大豆19.6~21.3g的百粒重,可見轉(zhuǎn)基因大豆的籽粒比普通大豆要小。

        表 1 六種轉(zhuǎn)基因大豆品種一覽表

        2.3 脂肪含量

        大豆是重要的油料作物,含脂肪16%~22%,大豆油約占食用、飼用和工業(yè)用植物油的30%。由表1可以看出,選取的六種轉(zhuǎn)基因大豆脂肪含量在20.74%~24.67%,含量較高的是阿根廷種植的MON89788、巴西種植的CV127和印度種植的MON87701。總體上來說,這六種轉(zhuǎn)基因大豆的脂肪含量的變異系數(shù)為6.94%,說明這六種大豆之間差異性較小。但與閆日紅等(2006)測(cè)定的全國不同地區(qū)普通大豆16.93%~20.65%的脂肪含量相比,呈總體較高趨勢(shì),最高脂肪含量與最低脂肪含量均高于普通大豆。從轉(zhuǎn)入的基因?qū)Ρ葋砜矗D(zhuǎn)基因大豆的抗除草劑和抗蟲基因?qū)τ诖蠖沟闹竞坑幸欢ǖ挠绊?,而品質(zhì)改良大豆的油脂含量直接呈現(xiàn)出較高數(shù)值,符合其轉(zhuǎn)入的基因性狀。對(duì)比這六種轉(zhuǎn)基因大豆之間的差異,同為抗除草劑大豆的MON89788、CV127、GTS三種轉(zhuǎn)基因大豆盡管種植地區(qū)和轉(zhuǎn)入的基因不同,但在脂肪含量上的差異不大。與種植條件等環(huán)境因素相比,品種自身的基因?qū)Υ蠖沟闹竞坑绊懜鼮轱@著。

        2.4 蛋白質(zhì)含量

        蛋白質(zhì)是大豆的主要組成成分,表1中可以看出所選取的六種轉(zhuǎn)基因大豆品種蛋白質(zhì)含量在37.17%~38.25%,水溶性大豆蛋白質(zhì)含量在18.34%~24.59%。由表1看出蛋白含量的變異系數(shù)為1.10%,差距較??;水溶性蛋白含量的變異系數(shù)為11.56%,差距較大。印度的轉(zhuǎn)基因大豆雖然蛋白質(zhì)含量高,但是其水溶性蛋白質(zhì)含量明顯低于其他轉(zhuǎn)基因大豆。

        在王芳等人測(cè)定的普通大豆蛋白含量表中,可以看到普通大豆的蛋白質(zhì)含量大部分在40%以上,轉(zhuǎn)基因大豆的蛋白質(zhì)含量都在40%以下。由此可見,轉(zhuǎn)基因?qū)Υ蠖沟鞍踪|(zhì)是負(fù)影響,轉(zhuǎn)入基因會(huì)使蛋白質(zhì)含量降低。在周新安等人的研究結(jié)果表明,蛋白質(zhì)含量大于 46%的4個(gè)品種中,其中3個(gè)品種的濕豆腐產(chǎn)量為供試品種中最高,1個(gè)為最低;蛋白質(zhì)含量小于 40%的2 個(gè)品種,濕豆腐產(chǎn)量在供試品種中較低;蛋白質(zhì)含量 40%~46%品種的濕豆腐產(chǎn)量為供試品種中等,蛋白質(zhì)含量40%以下的品種,濕豆腐產(chǎn)量最低。由此可見,大豆蛋白質(zhì)含量與濕豆腐產(chǎn)量有一定相關(guān)性,蛋白質(zhì)含量高,濕豆腐產(chǎn)量可能也高。但并不是越高越好,當(dāng)?shù)鞍缀窟_(dá)到48%時(shí),豆腐的產(chǎn)量最大。轉(zhuǎn)基因大豆的蛋白含量都在40%以下,就蛋白質(zhì)含量對(duì)濕豆腐產(chǎn)量的影響分析,轉(zhuǎn)基因大豆不適宜加工成豆腐。

        2.5 蛋白質(zhì)亞基

        不同品種轉(zhuǎn)基因大豆SPI電泳圖見圖1。通過對(duì)SDS- PAGE譜圖中每個(gè)品種的譜帶分別進(jìn)行Scion Image掃描分析,確定出不同國家進(jìn)口轉(zhuǎn)基因大豆SPI中各亞基組分所占比例,以及7S/11S的比值。結(jié)果見表2。

        圖 1 SPI電泳圖譜

        由表2可以看出A1,2,4的變異系數(shù)最小,為12.09%;α'和α亞基和B酸性亞基含量的變異系數(shù)也相對(duì)較小,β亞基和A3亞基的變異系數(shù)較大,分別達(dá)到了40.94%和54.96%??梢姴煌D(zhuǎn)基因大豆品種間的蛋白亞基組成有較大的差異,以β亞基和A3亞基的差異最為顯著;美國,GTS:PCaMV35S T-NOS EPSPS I品種轉(zhuǎn)基因大豆7S/11S值比較小,巴西,CV127:csr1-2品種轉(zhuǎn)基因大豆7S/11S值最大。各種轉(zhuǎn)基因大豆品種之間7S/11S的變異系數(shù)為14.91%,可見品種差異對(duì)7S/11S的影響較大,但沒有對(duì)具體亞基含量的影響顯著。

        表2 大豆SPI的各亞基組成及分析

        與普通大豆南雄黃豆進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因大豆的α'和α亞基含量普遍比普通大豆高,而且差異性最大,只有巴西,CV127:csr1-2品種轉(zhuǎn)基因大豆低于樣品普通大豆。11S球蛋白的酸性亞基含量也高于普通大豆,7S球蛋白的β亞基含量低于普通大豆,11S球蛋白的堿性亞基含量與普通大豆基本持平。轉(zhuǎn)基因大豆的7S/11S相比于普通大豆較低,只有巴西,CV127:csr1-2品種轉(zhuǎn)基因大豆高于普通大豆。

        由此可見,轉(zhuǎn)基因大豆因?yàn)檗D(zhuǎn)入了外來基因,對(duì)大豆蛋白的亞基含量和7S/11S均有影響。研究表明,隨著大豆品種及生長(zhǎng)環(huán)境的變化,蛋白7S與11S部分含量不同。故對(duì)于轉(zhuǎn)基因大豆來說,不同國家種植的轉(zhuǎn)基因大豆因?yàn)樯L(zhǎng)環(huán)境的不同,加之轉(zhuǎn)入的基因型不同,其對(duì)大豆蛋白亞基的含量的影響也各有差異。

        3 結(jié)論

        總體來說,六種轉(zhuǎn)基因大豆的脂肪含量幾乎均達(dá)到了我國油脂加工所需的脂肪含量21.5%,相比普通大豆,其作為油料作物種植就品質(zhì)參數(shù)來說更具有經(jīng)濟(jì)效益。轉(zhuǎn)基因大豆高油低蛋白的組分形式,對(duì)于我國傳統(tǒng)的豆腐加工有較大影響。與普通大豆相比,六種轉(zhuǎn)基因大豆的11S/7S比值雖高于所選取的普通大豆的值,卻普遍低于文獻(xiàn)中所記載的傳統(tǒng)大豆的11S/7S比值。因?yàn)榇蠖?11S/7S 與豆腐黏聚性呈極顯著正相關(guān),故轉(zhuǎn)基因大豆相比于普通大豆其較不適宜加工豆腐,個(gè)別品種如美國,GTS:PCaMV35S T-NOS EPSPS I,其11S/7S的比值較大,可以作為加工豆腐的選擇。

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