培安有限公司
奶酪的微波輔助氨基酸水解
檢測(cè)樣品:奶酪 奶制品
檢測(cè)項(xiàng)目:蛋白質(zhì) 氨基酸
方案概述:Discover2.0系統(tǒng)可以作為更快速,更安全的監(jiān)控替代方案貫穿奶酪的生產(chǎn)過程;提供更加深入的熟化,風(fēng)味概況的監(jiān)控。
奶酪的成熟涉及多種生化變化,例如脂肪水解、乳糖發(fā)酵和蛋白質(zhì)降解。這些過程極大地影響了奶酪的質(zhì)地、味道和香氣。更具體地說,氨基酸的含量和特性會(huì)影響整個(gè)老化過程的奶酪風(fēng)味。食物中的氨基酸既是游離的未結(jié)合分子,也是通過肽鍵結(jié)合在一起的氨基酸殘基,從而產(chǎn)生乳制品中存在的各種蛋白質(zhì)。為了全面評(píng)估奶酪在整個(gè)成熟過程中的氨基酸含量,需要對(duì)氨基酸組成進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。為此,必須水解蛋白質(zhì),有效地釋放氨基酸殘基,然后可以在水解產(chǎn)物中對(duì)其進(jìn)行定量檢測(cè)。
傳統(tǒng)上,蛋白質(zhì)在酸性或堿性條件下分別用 6 N HCl 或 4 N NaOH 在密封容器中 110 °C 處理18至24小時(shí)進(jìn)行化學(xué)水解,時(shí)間、溫度和試劑等因素會(huì)影響水解反應(yīng)的準(zhǔn)確性和精密度,從而影響氨基酸定量??傊?strong>氨基酸分析是一項(xiàng)昂貴、棘手且耗時(shí)的實(shí)驗(yàn)室程序。通常,水解反應(yīng)代表著這個(gè)過程的反應(yīng)速度受到限制;減少有機(jī)反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間,另一種方法是用微波能代替常規(guī)加熱。與傳統(tǒng)的加熱方法相比,微波可以在更高的溫度和更短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)成功地促進(jìn)蛋白質(zhì)水解反應(yīng)。CEM 的 Discover® 2.0 微 波反應(yīng)器可以為實(shí)驗(yàn)室提供工具,以高效、可重復(fù)和安全的方式。
材料與方法
試劑與樣品
所有試劑均購自商業(yè)供應(yīng)商,水解溶液在使用前新鮮制備。從當(dāng)?shù)氐纳痰晔占汤覙悠?,在食品加工機(jī)中均質(zhì)化,并在 4°C 下儲(chǔ)存直至分析。使用分析天平等分每個(gè)樣品的 300mg 部分,用于其扌旨定的水解反應(yīng)。水解產(chǎn)物的氨基酸含量通過柱前衍生化,然后進(jìn)行 UPLC 進(jìn)樣和 260nm處的 PDA 檢測(cè)來確定。Waters AccQ-Tag™ Ultra Derivatization 試劑盒用于水解產(chǎn)物的 LC- PDA 分析。所有樣品一式三份進(jìn)行分析。
傳統(tǒng)的氨基酸水解方法
在玻璃小瓶中加入 300mg 樣品,然后加入 2.5mL 含 3% (w/v) 苯酚溶液的 6 N HCl。然后用 N 2 吹掃反應(yīng)瓶并迅速密封。重復(fù)此過程,直到所有樣品都準(zhǔn)備好放入 110°C 烘箱中20小時(shí)。完成后,將樣品從烘箱中取出并在衍生前冷卻至室溫。
Discover 2.0 水解方法
反應(yīng)設(shè)置:將 300mg 樣品部分添加到配備有攪拌棒的 35-mL Pyrex 容器中。然后向每個(gè)微波反應(yīng)容器中加入體積為 5mL 的 6 N HCl w/3% 苯酚。
容器用 N2 吹掃5分鐘,用 Teflon® 內(nèi)襯硅膠蓋快速密封,然后放置在自動(dòng)進(jìn)樣器架中,以便自動(dòng)放置在 Discover 2.0 腔中。
方法編程:一步動(dòng)態(tài)法,在 Discover2.0 系統(tǒng)中為奶酪的氨基酸水解編程。
使用以下的方法參數(shù):
酸水解
容器類型:Pyrex
控制方式: Dynamic動(dòng)態(tài)
溫度: 165 °C
時(shí)間:20-min
壓力: 300 PSI
功率: 300 W
攪拌: 高
分析樣品準(zhǔn)備
所有水解產(chǎn)物溶液通過 0.2µm PTFE 過濾器并用 6 M NaOH 中和,為 AccQ-Tag 衍生化做準(zhǔn)備。將來自 Waters AccQ-Tag Ultra Derivatization 試劑盒的 70µL 硼酸鹽緩沖液添加到新的回收瓶中。加入 10µL 中和樣品,將小瓶蓋上蓋子并渦旋。然后,將 20µL 從 試劑盒中制備的衍生化試劑添加到每個(gè)樣品反應(yīng)中。將反應(yīng)混合物渦旋10秒,然后在 55 °C 下加熱10分鐘,然后進(jìn)行分析。
分析
將 5µL 體積的每個(gè)衍生反應(yīng)注入與 Waters PDA 檢測(cè) 器相連的Waters Acquity H-Class UPLC。使用 Waters AccQ-Tag Ultra C18 色譜柱(1.7µm,2.1 x 100mm)以 0.25mL/min 的流速進(jìn)行分離。柱溫為 45°C。洗脫梯度如表1所示。流動(dòng)相為A:在 MilliQ 水中稀釋10倍的 Waters AccQ-Tag Eluent A 和 B:Waters AccQ-Tag Eluent B。為了確定每種氨基酸的氨基酸濃度,Waters Amino 酸標(biāo)準(zhǔn)(沃特世公司,部件號(hào) WAT088122)是在 5、10、25、50 和 100pmol/µL 的濃度下衍生。
結(jié)果與討論
Discover 2.0 經(jīng)評(píng)估可促進(jìn)奶酪的酸輔助氨基酸水解。將結(jié)果與對(duì)相同樣品進(jìn)行的傳統(tǒng)烘箱水解方法進(jìn)行了比 較。表2重點(diǎn)介紹了在傳統(tǒng)水解烘箱條件以及 Discover 2.0 酸水解反應(yīng)條件下切達(dá)干酪和科爾比干酪樣品的氨基酸回收率。所有 Discover 2.0 輔助水解反應(yīng)在回收率方面都與傳統(tǒng)水解反應(yīng)的對(duì)應(yīng)物相比很好。
微波加熱提供快速、高效和可靠的整體加熱。這種介電加熱機(jī)制允許以均勻和瞬時(shí)的方式將熱量傳遞給反應(yīng)內(nèi)容物。傳統(tǒng)的加熱方法,例如烤箱和加熱罩,依賴于通過容器壁傳遞熱量,熱量然后再通過反應(yīng)組分,這導(dǎo)致緩慢和低效的加熱以及不希望的溫度梯度和副反應(yīng)。此外,在 Discover 2.0 水解反應(yīng)過程中添加攪拌可提高反應(yīng)均勻性。后,壓縮空氣可將微波輔助反應(yīng)快速冷卻至安全處理溫度,從而縮短樣品分析時(shí)間。Discover 2.0 提供了一種氨基酸水解的替代途徑,具有關(guān)鍵優(yōu)勢(shì),包括更短的反應(yīng)時(shí)間、更清潔的水解產(chǎn)物和更快的分析時(shí)間。
對(duì)兩種不同的奶酪樣品進(jìn)行酸水解,然后對(duì)所得氨基酸進(jìn)行衍生和表征,以確定完整的氨基酸譜。傳統(tǒng)加熱法與快速微波法的比較表明,在大多數(shù)情況下,微波氨基酸的回收率更高,反應(yīng)時(shí)間更少。這些結(jié)果表明,Discover2.0 系統(tǒng)可以作為更快速,更安全的監(jiān)控替代方案貫穿奶酪的生產(chǎn)過程;提供更加深入的熟化,風(fēng)味概況的監(jiān)控。
參考文獻(xiàn)
AccQ-Tag™ is a trademark of Waters Corporation. Teflon®isa registered trademark and a brand name owned by Chemours (formally DuPont).
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Margolis, S. A.; Jassie, L.; Kingston, H. M. J. Automat. Chem. 1991, 13, 93-95.
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