曾鳳澤*,姚宇澤
1. 烏蘭察布醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校(烏蘭察布 012000);2. 烏蘭察布市獸藥監(jiān)察所(烏蘭察布 012000)
酪蛋白磷酸肽(CPP),又名促鈣吸收因子,是以牛乳或酪蛋白制品為原料,用蛋白酶水解、精制、純化而生產(chǎn)制得的,含有1~6個(gè)磷酸絲氨酸殘基的生物活性肽[1-3],具有促進(jìn)鈣、鐵、鋅等礦物元素吸收、預(yù)防齲齒、提高免疫力、促使惡性細(xì)胞凋亡等作用[4-6],已被國家衛(wèi)計(jì)委批準(zhǔn)作為食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑,食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 14880允許CPP用于調(diào)制乳、風(fēng)味發(fā)酵乳、糧食和糧食制品、飲料等,使用量≤1.6 g/kg。
國內(nèi)外關(guān)于CPP的檢測方法主要有鋇-乙醇沉淀法[7-8]、等電聚焦電泳(IEF)法[9-10]、液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)法[11]、高效液相色譜(HPLC)法[12-16],這些方法均有局限性,其中鋇-乙醇沉淀法專屬性較差,不可用于直接測定食品中CPP含量;IEF操作要求高、兩性電解質(zhì)較貴;LC-MS設(shè)備昂貴,檢測成本高,且CPP無固定分子量,質(zhì)譜對其監(jiān)測難度大;HPLC具有操作方便、檢測成本低、靈敏度高等特點(diǎn),被用于CPP產(chǎn)品的含量測定,而關(guān)于乳及乳制品中CPP含量的測定較少。試驗(yàn)采用等電點(diǎn)沉淀蛋白,固相萃取柱MCX凈化,以乙腈-0.1%乙酸溶液為流動(dòng)相,經(jīng)ZORBAX SB-C18色譜柱梯度洗脫,采用二極管陣列檢測器測定,建立HPLC法測定乳粉及乳制品中CPP含量,為食品中CPP的含量測定提供簡便、高效的檢測方法。
Agilent 1200型高效液相色譜儀,配備二極管陣列檢測器(DAD)(美國Agilent公司);ME204E型電子分析天平(梅特勒托利多公司);KQ-250B超聲清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);Vortex-genie2型渦旋混合器(美國Scientific Industries公司);TTLDC氮吹儀(北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司);PHS-3G型pH酸度計(jì)(梅特勒托利多公司);固相萃取柱MCX(60 mg/3 mL,美國Waters公司);Milli-Q型超純水器(美國Millipore公司)。
酪蛋白磷酸肽(純度98%,廣州綠翠生物科技有限公司);甲醇、乙腈、甲酸(均為色譜純);氨水、鹽酸、乙酸(均為分析純);超純水。
CPP標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1 000 mg/L):準(zhǔn)確稱取250 mg(精度至0.1 mg)CPP(經(jīng)折算后的標(biāo)準(zhǔn)品),用超純水溶解并定容至250 mL棕色容量瓶中,4 ℃貯存。
ZORBAX SB-C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫30 ℃;流動(dòng)相A乙腈,流動(dòng)相B 0.1%乙酸溶液,梯度洗脫;流速1.0 mL/min;進(jìn)樣量10 μL;檢測波長280 nm;梯度洗脫程序見表1。
1.3.1 提取
準(zhǔn)確稱取2.0 g(精度至0.1 mg)粉碎均勻的樣品置于100 mL燒杯中,加入20 mL超純水(40~50 ℃)溶解,超聲10 min,用1.0 mol/L鹽酸調(diào)節(jié)溶液酸度pH 4.5±0.1,定容于50 mL容量瓶中,混勻后待凈化。
表1 流動(dòng)相梯度洗脫程序
1.3.2 凈化
固相萃取柱MCX依次用3 mL甲醇和3 mL超純水活化后,取10 mL待凈化液過柱(控制流速1滴/3~4 s),依次用超純水和甲醇各3 mL淋洗,用5 mL 5%氨化甲醇溶液洗脫,收集洗脫液,40 ℃氮吹濃縮近干,用1 mL超純水溶解殘?jiān)?,過0.45 μm微孔濾膜,濾液供HPLC分析。
分別準(zhǔn)確吸取適量CPP標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1 000 mg/L),用超純水定容依次配制質(zhì)量濃度5.0,10.0,50.0,100.0和200.0 μg/mL CPP標(biāo)準(zhǔn)工作液,采用高效液相色譜儀測定,以CPP質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),色譜峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
為使被測CPP波峰明顯,有較好的靈敏度,對CPP標(biāo)準(zhǔn)儲備液在190~400 nm進(jìn)行紫外吸收峰掃描,結(jié)果顯示:CPP在220 nm和280 nm均有較強(qiáng)吸收,但選擇220 nm作為檢測波長時(shí),容易受到乳粉及乳制品或流動(dòng)相等基質(zhì)的干擾;選擇280 nm作為檢測波長時(shí),CPP色譜峰峰型對稱、峰面積較高、保留時(shí)間適中,且可有效提高乳粉及乳制品等復(fù)雜基質(zhì)樣品中共提取干擾物與CPP在色譜柱中分離度和檢測特異性。因此選擇280 nm作為檢測波長。
以色譜柱中CPP的峰面積、保留時(shí)間、分離度為評估指標(biāo),考察Zorbax SB C18、Agilent Eclipse C18、Diamonsil C18、Shim-pack VP ODS C18、Acclaim 120 C18等色譜柱對乳粉及乳制品中CPP的分離效果(表2)。結(jié)果顯示,在相同條件下采用ZORBAX SB-C18色譜柱時(shí),CPP色譜峰峰型對稱、保留時(shí)間適中,CPP可與雜質(zhì)干擾峰有效分離,且雜質(zhì)干擾峰較少,可有效提高乳粉類基質(zhì)復(fù)雜樣品中共提取干擾物與CPP在C18柱中的分離度,提高CPP檢測準(zhǔn)確性。因此選擇ZORBAX SB-C18作為分析柱。
為了達(dá)到CPP與雜峰分離的目的,縮短分析時(shí)間,分析甲醇/乙腈-水、甲醇/乙腈-乙酸銨、甲醇/乙腈-乙酸、甲醇/乙腈-十二烷基硫酸鈉等流動(dòng)相對乳粉及乳制品中CPP的分離效果。結(jié)果表明,以乙腈-0.1%乙酸溶液為流動(dòng)相時(shí),CPP可與雜質(zhì)干擾峰有效分離,且目標(biāo)峰峰型尖銳對稱;從圖1~圖3中可知,CPP目標(biāo)峰與樣品中雜峰分離度較大。因此選擇乙腈-0.1%乙酸溶液為流動(dòng)相。
表2 不同色譜柱對CPP的分離效果
圖1 CPP標(biāo)準(zhǔn)溶液的液相色譜圖
圖2 實(shí)際樣品的液相色譜圖
圖3 加標(biāo)樣品的液相色譜圖
乳粉基質(zhì)相對比較復(fù)雜,尤其是蛋白質(zhì)含量較高,需將蛋白質(zhì)去除以降低干擾組分。通過采用1.0 mol/L鹽酸溶液、0.1%乙酸水和10 g/L三氯乙酸溶液調(diào)節(jié)pH,考察等電點(diǎn)沉淀蛋白方式對乳粉及乳制品中CPP的凈化提取效果。結(jié)果表明,通過0.1%乙酸和10 g/L三氯乙酸調(diào)節(jié)溶液pH方式獲得的雜峰比1.0 mol/L鹽酸多,且雜峰會干擾CPP目標(biāo)峰。因此選擇1.0 mol/L鹽酸作為蛋白沉淀劑。
由于乳粉及乳制品中含有豐富的蛋白、脂肪和磷脂(包括卵磷脂、腦磷脂和神經(jīng)磷脂),為減少樣品基質(zhì)對色譜柱的污染,延長色譜柱壽命,分析C18、C8、MCX、SCX、HLB、WCX等不同填料固相萃取柱對乳粉及乳制品中CPP的凈化回收率效果(圖4)。結(jié)果表明,HLB、C18和C8柱凈化效率和靈敏度較高,但易洗脫出較多雜質(zhì)干擾峰,降低檢測特異性;SCX柱凈化回收效率低,凈化效果不甚理想;MCX和WCX柱對CPP的保留能力較強(qiáng),凈化回收率較高,尤其是MCX柱的凈化回收率高達(dá)98.6%,且洗脫后雜質(zhì)峰較少,凈化效果更佳。因此選擇MCX作為固相萃取柱。
圖4 不同固相萃取柱對CPP凈化回收率的影響
按建立的HPLC法,對CPP標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測定,以CPP質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo),色譜峰面積(y)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,建立線性回歸方程。結(jié)果表明,CPP在5.0~200.0 μg/mL范圍內(nèi),CPP質(zhì)量濃度與其峰面積之間具有良好線性關(guān)系,其回歸方程為y=421.3x-318.2,相關(guān)系數(shù)(r)=0.999 7。對添加低濃度CPP標(biāo)準(zhǔn)溶液的空白試樣進(jìn)行HPLC測定,以3倍信噪比和10倍信噪比分別為檢出限(LOD)和定量限(LOQ),結(jié)果表明,稱樣量2 g時(shí),乳粉及乳制品中CPP的LOD和LOQ分別為1.5和5.0 mg/kg。
選擇具有代表性的牛奶粉、羊奶粉、奶鈣片及液體奶4種樣品,每種樣品中分別加入質(zhì)量濃度5.0,100.0和200.0 mg/kg的CPP標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按試驗(yàn)建立的HPLC法重復(fù)測定6次,計(jì)算加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。從表3可知,CPP在5.0~200.0 mg/kg加標(biāo)濃度范圍內(nèi),加標(biāo)回收率在86.9%~98.4%之間,RSD為1.2%~5.6%,表明方法準(zhǔn)確度高、精密度好。
采集國內(nèi)市場銷售乳粉及乳制品,各15份,按建立的HPLC法測定實(shí)際樣品中CPP含量。結(jié)果顯示,15份乳粉均檢出含有CPP成分,含量在21.4~126.3 mg/kg之間,若以CPP含量作為評價(jià)乳粉質(zhì)量指標(biāo),該批乳粉質(zhì)量較高,可促進(jìn)人體對鈣、鐵、鋅等礦物元素吸收,具有預(yù)防齲齒、提高免疫力等功效;15份乳制品中,7份乳制品中未檢出CPP成分,這可能是由于乳制品在生產(chǎn)加工過程中添加的原料乳粉含量較少或未添加乳粉,從而引起乳制品中未檢出CPP含量。因此,為保障消費(fèi)者合法權(quán)益,應(yīng)加強(qiáng)乳粉及乳制品中CPP含量的檢驗(yàn)檢測。
表3 回收率和精密度(n=6)
試驗(yàn)采用等電點(diǎn)沉淀蛋白,MCX固相萃取柱凈化,以乙腈-0.1%乙酸溶液為流動(dòng)相,經(jīng)ZORBAX SBC18色譜柱梯度洗脫,二極管陣列檢測器測定,建立高效液相色譜測定乳粉及乳制品中CPP含量的檢測方法。結(jié)果顯示,在5.0~200.0 μg/mL范圍內(nèi),CPP質(zhì)量濃度與其峰面積之間具有良好線性關(guān)系,r=0.999 7;LOD為1.5 mg/kg,LOQ為5.0 mg/kg;加標(biāo)回收率在86.9%~98.4%之間,RSD為1.2%~5.6%。方法具有準(zhǔn)確度高、精密度好、檢出限低、操作簡便等特點(diǎn),可為乳粉及乳制品中CPP含量的測定提供測定方法。