转基因大豆加工适宜性分析

□ 陈俊伸 王琴琴 徐 涛 舒 哲 南京财经大学食品科学与工程学院

大豆是我国重要的油料作物，同时也是大部分食用蛋白和工业原料的重要来源。1988 年，Hinchee首次报道成功获得大豆转基因植株。1994年美国最早获准推广转基因大豆[1]。其后，转基因大豆在全球种植、加工等过程中相比于普通大豆表现出了越来越多的优越性，但其在转入外源基因后蛋白亚基含量如何变化、加工适宜性如何，需要深入研究。我国目前获农业部审批可进口的转基因大豆有八种[2]，本文将对获取的六种来自不同种植地区的转基因大豆进行分析，根据其基础参数结合蛋白电泳图谱做对比，以寻求转基因大豆蛋白的变化和转基因大豆的加工适宜性。

1 材料和方法

1.1 材料和仪器

转基因大豆（来源于4个国家的6个品种）、硫酸铜、浓硫酸、丙烯酰胺、甘氨酸、Tris、2-巯基乙醇、蛋白标样Marker（Solarbio公司）、BCA蛋白浓度测定试剂盒（Solarbio公司）、SDS-PAGE蛋白上样缓冲液（5×）（Beyotime公司）。

索氏提取装置、高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）、电子分析天平（德国赛多利斯公司）、SL16R台式冷冻离心机(美国Thermo Fisher公司)、HH-2数显恒温水浴锅(国华电器有限公司)、冻干机（德国Chriet公司）、垂直电泳装置（美国Bio-rad公司）、Chemi DocTMXRS+.ImageLabTMAnalysisSoftware（美国Bio-rad公司）、酶标仪。

1.2 实验方法

1.2.1 水分含量的测定（参照GB 5009.3-2010）

1.2.2 百粒重的测定（参照国标GB/T GB 5519-2008）

1.2.3 脂肪含量测定（参照国标GB/T 5009.6-1985）

1.2.4 蛋白质含量的测定（参照国标GB 5009.5-2016）

1.2.5 水溶性蛋白质含量的测定（参考国标NY/T 1205-2006）

1.2.6 SPI的制备[3]

1.2.7 电泳

采用不连续SDS- PAGE（十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳）方法，浓缩胶和分离胶中SDS浓度为10%，过硫酸铵浓度为10%，TEMED浓度为≥99%，聚丙烯酰胺浓度为30%，浓缩胶中缓冲液浓度为0.5mol/L Tris-HCl（pH值为6.8），分离胶中缓冲液浓度为1.5mol/L Tris-HCl（pH值为8.8），贮液槽中缓冲液浓度为0.025mol/L Tris- HCl/0.251mol/L甘氨酸（pH值为8.3）。

取适量上述SPI冻干样用超纯水溶解，采用BCA蛋白浓度测定试剂盒的微孔酶标仪法进行蛋白浓度的测定，根据所测定的浓度，将所有样品的蛋白浓度调成2µg/µL。将样品与蛋白上样缓冲液以4∶1调成上样液，超声水浴处理45min，再在沸水中加热5min。

配胶（分离胶浓度为14%，浓缩胶浓度为4%）。上样量为2µL，浓缩胶80V，分离胶120V。电泳结束后进行30min固定（25g三氯乙酸溶于 200mL），20min染 色（0.5g考马斯亮蓝G-250，溶于225mL甲醇、50mL冰醋酸、225mL蒸馏水），过 夜 脱 色（50mL甲 醇、50mL冰醋酸、400mL蒸馏水）。电泳图谱采用Chemi DocTMXRS+扫描后，用ImageLabTM分析软件进行分析处理。

2 结果和分析

2.1 水分含量

大豆作为我国重要的经济作物，其水分含量直接影响大豆的储藏和加工品质。由表1可以看出，选取的六种转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国，GTS：PCaMV35S T-NOS EPSPS I大豆。但美国，DP305423：GM-Hra大豆的水分含量是六种转基因大豆中最低的。印度两种不同的转基因大豆MON87701：cry1c和MON87701：fatb1-A的水分含量也有明显的差距。总体而言，六种转基因大豆的变异系数为8.61%,说明不同品种转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，这可能是由于转基因大豆供销海外，需要长期储藏的缘故。

2.2 百粒重

由表1可以看出，六种转基因大豆的百粒重在15.52～16.99g，变异系数为2.93%，说明转基因大豆的不同转入基因型对大豆的百粒重影响较小。与普通大豆相比，转基因大豆的百粒重普遍小于刘丽娟（2004）测定的普通大豆19.6～21.3g的百粒重，可见转基因大豆的籽粒比普通大豆要小。

表 1 六种转基因大豆品种一览表

2.3 脂肪含量

大豆是重要的油料作物，含脂肪16%～22%，大豆油约占食用、饲用和工业用植物油的30%。由表1可以看出，选取的六种转基因大豆脂肪含量在20.74%～24.67%，含量较高的是阿根廷种植的MON89788、巴西种植的CV127和印度种植的MON87701。总体上来说，这六种转基因大豆的脂肪含量的变异系数为6.94%，说明这六种大豆之间差异性较小。但与闫日红等（2006）测定的全国不同地区普通大豆16.93%～20.65%的脂肪含量相比，呈总体较高趋势，最高脂肪含量与最低脂肪含量均高于普通大豆。从转入的基因对比来看，转基因大豆的抗除草剂和抗虫基因对于大豆的脂肪含量有一定的影响，而品质改良大豆的油脂含量直接呈现出较高数值，符合其转入的基因性状。对比这六种转基因大豆之间的差异，同为抗除草剂大豆的MON89788、CV127、GTS三种转基因大豆尽管种植地区和转入的基因不同，但在脂肪含量上的差异不大。与种植条件等环境因素相比，品种自身的基因对大豆的脂肪含量影响更为显著。

2.4 蛋白质含量

蛋白质是大豆的主要组成成分，表1中可以看出所选取的六种转基因大豆品种蛋白质含量在37.17%～38.25%，水溶性大豆蛋白质含量在18.34%～24.59%。由表1看出蛋白含量的变异系数为1.10%，差距较小；水溶性蛋白含量的变异系数为11.56%，差距较大。印度的转基因大豆虽然蛋白质含量高，但是其水溶性蛋白质含量明显低于其他转基因大豆。

在王芳等人测定的普通大豆蛋白含量表中，可以看到普通大豆的蛋白质含量大部分在40%以上，转基因大豆的蛋白质含量都在40%以下。由此可见，转基因对大豆蛋白质是负影响，转入基因会使蛋白质含量降低。在周新安等人的研究结果表明，蛋白质含量大于 46%的4个品种中，其中3个品种的湿豆腐产量为供试品种中最高，1个为最低；蛋白质含量小于 40%的2 个品种，湿豆腐产量在供试品种中较低；蛋白质含量 40%～46%品种的湿豆腐产量为供试品种中等，蛋白质含量40%以下的品种，湿豆腐产量最低。由此可见，大豆蛋白质含量与湿豆腐产量有一定相关性，蛋白质含量高，湿豆腐产量可能也高。但并不是越高越好，当蛋白含量达到48%时，豆腐的产量最大。转基因大豆的蛋白含量都在40%以下，就蛋白质含量对湿豆腐产量的影响分析，转基因大豆不适宜加工成豆腐。

2.5 蛋白质亚基

不同品种转基因大豆SPI电泳图见图1。通过对SDS- PAGE谱图中每个品种的谱带分别进行Scion Image扫描分析，确定出不同国家进口转基因大豆SPI中各亚基组分所占比例，以及7S/11S的比值。结果见表2。

图 1 SPI电泳图谱

由表2可以看出A1,2,4的变异系数最小，为12.09%；α'和α亚基和B酸性亚基含量的变异系数也相对较小，β亚基和A3亚基的变异系数较大，分别达到了40.94%和54.96%。可见不同转基因大豆品种间的蛋白亚基组成有较大的差异，以β亚基和A3亚基的差异最为显著；美国，GTS：PCaMV35S T-NOS EPSPS I品种转基因大豆7S/11S值比较小，巴西，CV127：csr1-2品种转基因大豆7S/11S值最大。各种转基因大豆品种之间7S/11S的变异系数为14.91%，可见品种差异对7S/11S的影响较大，但没有对具体亚基含量的影响显著。

表2 大豆SPI的各亚基组成及分析

与普通大豆南雄黄豆进行比较，发现转基因大豆的α'和α亚基含量普遍比普通大豆高，而且差异性最大，只有巴西，CV127：csr1-2品种转基因大豆低于样品普通大豆。11S球蛋白的酸性亚基含量也高于普通大豆，7S球蛋白的β亚基含量低于普通大豆，11S球蛋白的碱性亚基含量与普通大豆基本持平。转基因大豆的7S/11S相比于普通大豆较低，只有巴西，CV127：csr1-2品种转基因大豆高于普通大豆。

由此可见，转基因大豆因为转入了外来基因，对大豆蛋白的亚基含量和7S/11S均有影响。研究表明，随着大豆品种及生长环境的变化，蛋白7S与11S部分含量不同。故对于转基因大豆来说，不同国家种植的转基因大豆因为生长环境的不同，加之转入的基因型不同，其对大豆蛋白亚基的含量的影响也各有差异。

3 结论

总体来说，六种转基因大豆的脂肪含量几乎均达到了我国油脂加工所需的脂肪含量21.5%，相比普通大豆，其作为油料作物种植就品质参数来说更具有经济效益。转基因大豆高油低蛋白的组分形式，对于我国传统的豆腐加工有较大影响。与普通大豆相比，六种转基因大豆的11S/7S比值虽高于所选取的普通大豆的值，却普遍低于文献中所记载的传统大豆的11S/7S比值。因为大豆 11S/7S 与豆腐黏聚性呈极显著正相关，故转基因大豆相比于普通大豆其较不适宜加工豆腐，个别品种如美国，GTS：PCaMV35S T-NOS EPSPS I，其11S/7S的比值较大，可以作为加工豆腐的选择。