藻蓝蛋白在啤酒中的定性与定量分析

梁 强 王以斌 何碧娟 黄 灿

摘要藻蓝蛋白是螺旋藻啤酒中的主要特征成分,采用紫外-可见分光光度法对啤酒中藻蓝蛋白含量进行定性与定量分析,并据此建立了定性与定量的分析方法和标准。

关键词螺旋藻;藻蓝蛋白;啤酒;定性;定量

中图分类号O657.3文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)08-0233-01

螺旋藻(Spirulina)是一种原核藻类,属蓝藻门蓝藻纲段殖体目颤藻科螺旋藻属,由于它具有蛋白质含量高,脂肪、维生素、矿物质、叶绿素、β-胡萝卜素及多糖类物质丰富,繁殖速度快等特点,是人类理想的食物及药物资源,已有10多个国家对它进行研究和生产,目前已开发出多种螺旋藻新产品,如螺旋藻啤酒等。

螺旋藻中含有藻蓝蛋白(藻蓝素与蛋白的结合物)特征成分,含量约为1%～3%,为螺旋藻所特有。藻蓝蛋白在水溶液中显天蓝色隐含红色,在620nm波长处具有最大吸收[1]。研究表明,藻蓝蛋白具有提高人体免疫力、增强造血功能、抑制某些癌细胞等作用。拟采用紫外-可见分光光度法对啤酒中藻蓝蛋白含量进行定性与定量分析,并据此建立定性与定量的分析方法和标准,以期为螺旋藻啤酒的生产提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

青岛啤酒(对照品)和螺旋藻青岛啤酒(供试品),均由青岛啤酒公司提供;螺旋藻藻蓝蛋白提取液,由国家海洋局一所海洋生物活性物质重点实验室制备提供;藻蓝蛋白标准品,购自SIGMA公司;其他试剂均为分析纯。主要仪器有TU-1800可见-紫外分光光度计、752可见分光光度计。

1.2方法

根据啤酒中加入藻蓝蛋白的含量、特性及定性与定量的要求,采用紫外-可见分光光度法,据此建立定性与定量的分析方法。将10g藻粉在研钵中反复研磨,加50mL丙酮抽提脂溶性色素,3 000rpm离心,反复用丙酮抽提沉淀中的脂溶性色素,直至抽提的丙酮无色为止。将已反复抽提过脂溶性色素的藻粉沉淀,经蒸馏水充分溶涨,加溶菌酶和果胶酶或其他纤维素酶组成复合酶水解,超声波破碎,3 000 rpm离心得天蓝色藻蓝蛋白水溶液,柱层析分离纯化,收集藻蓝蛋白组分。提取的藻蓝蛋白用β-湖精包埋处理,得稳定性藻蓝蛋白提取液。超纯水为空白对照品,对藻蓝蛋白提取液、青岛啤酒、螺旋藻青岛啤酒分别用分光光度计进行紫外-可见吸收光谱扫描分析。

2结果与讨论

2.1啤酒中藻蓝蛋白存在的定性鉴定及其科学依据

紫外吸收光谱一般都有一些特征值。一种物质在吸收光谱上,可出现几个吸收峰。不同的物质有不同的吸收峰,同一物质相同浓度的吸收曲线应能相互重叠。因此,吸收光谱曲线的特征以及整个光谱的形状是定性鉴别的依据之一。藻蓝蛋白的紫外可见吸收光谱在620nm附近有特异吸收峰,藻蓝蛋白的红外光谱分别在3 421、2 918、2 849、1 706、1 653、1 541cm-1处有吸收峰,为藻蓝蛋白的鉴定提供了更丰富的依据[1,2]。

文献报道藻蓝蛋白的特征吸收峰在620nm和625nm等处,由于所用溶剂的体系不一致,不同文献报道有所不同[1,2]。藻蓝蛋白在啤酒中的特征吸收峰还没有报道,笔者采用紫外-可见分光光度计在200～800nm波长范围对青岛啤酒、螺旋藻青岛啤酒和藻蓝蛋白提取液进行扫描,青岛啤酒在600～800nm没有任何吸收峰,而藻蓝蛋白提取液和螺旋藻青岛啤酒在600～800nm均有1个吸收峰,而且2个峰形状相同,峰值基本重叠,最大吸收峰都在620±1nm处,螺旋藻中含有蓝藻蛋白(藻蓝素与蛋白的结合物)特征成分为螺旋藻所特有,其在620nm波长处具有最大吸收,试验结果可以定性确认啤酒中有藻蓝蛋白的存在。在200～600nm区间,青岛啤酒和含螺旋藻青岛啤酒的吸收光谱完全重叠,说明藻蓝蛋白的加入对啤酒的其他生化成分基本没有影响。

2.2藻蓝蛋白的定量分析

根据紫外-可见分光光度法物质含量计算公式:A=ECL,式中,A为吸收度,E为吸收系数(即单位浓度、单位液层厚度的吸收度数值),C为溶液浓度,L为液层厚度。有藻蓝蛋白标准品时可推导为:C2=A2C1/A1,式中,A1为藻蓝蛋白标准品的吸收度,A2为供试品的吸收度,C1为标准品的浓度,C2为供试品的浓度。据此,可获得啤酒中藻蓝蛋白的含量。

通过标准曲线法建立定量分析方法。该实验藻蓝蛋白标准品的特征吸收峰在620nm处,现就以吸收波长为617nm作标准曲线(图1),可知Y=-0.018+1.27X(R=0.998 2)。因此,可推导出:藻蓝蛋白浓度(mg/mL)=(A617nm+0.018)/1.27。

螺旋藻啤酒在620nm处的光吸收值为0.085,其藻蓝蛋白浓度为0.081mg/mL。螺旋藻提取液在620nm处的光吸收值为1.819,则螺旋藻提取液中藻蓝蛋白浓度为1.446mg/mL。

2.3啤酒中藻蓝蛋白的定量分析图谱

以青岛啤酒为对照品,对藻蓝蛋白标准品溶液、螺旋藻(下转第235页)

提取液和螺旋藻青岛啤酒进行可见紫外光谱扫描,结果如图2所示。可以看出,三者的峰型相近,在620nm附近都有螺旋藻藻蓝蛋白的特征吸收峰。

3结论

藻蓝蛋白标准品溶液、螺旋藻提取液和螺旋藻青岛啤酒在620nm附近都有螺旋藻藻蓝蛋白的特征吸收峰。因此,可以通过可见-紫外分光光度计对啤酒中的藻蓝蛋白进行定量分析。这是一种快速、简便的定性、定量分析方法,可据此建立藻蓝蛋白在啤酒中的定性、定量分析方法和标准。

4参考文献

[1] 王广策,周百成,曾呈奎.钝顶螺旋藻C-藻蓝蛋白和多管藻R-藻红蛋白的分离及其摩尔消光系数的测定[J].海洋科学,1996,20(1):52-55.

[2] 童晓滨,宋卫军,谢妤.螺旋藻藻胆蛋白的提取和纯化的初步研究[J].南平师专学报,2006,25(4):25-29.