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牛乳含有丰富的蛋白质,深受人们的青睐,尤其对婴幼儿和老年人来说,是日常生活中主要的营养物质来源。但同时,牛乳又是主要的过敏食物之一。调查表明,牛乳过敏在人群中的发病率为0.3-7.5%,其中一岁以下婴幼儿中的发病率达到2-3%。牛乳中α-乳白蛋白属于溶菌酶家族,是导致牛乳过敏的主要过敏原蛋白之一,据不完全统计,超过51%的牛乳过敏是由α-乳白蛋白引起的。牛乳中α-乳白蛋白与人乳中α-乳白蛋白的同源性约为74%,另有6%的氨基酸残基化学性质相似,营养价值高、但致敏性强。牛乳常作为原料用于各种食品,最近几年,牛奶与果汁搭配的果汁奶凭借其口感好、风味独特、营养价值高等优点而越来越风靡,然而我国对于果汁饮料中的α-乳白蛋白检测基本处于空白阶段,所以开展针对果汁中α-乳白蛋白的检测具有重要的理论和现实意义。 目前对于过敏原牛α-乳白蛋白检测的方法主要有免疫分析法,PCR法以及仪器分析法,在仪器分析法中高效液相色谱-串联质谱法(LC/MS/MS)具有抗背景干扰和检测能力强、灵敏、准确、检测信息丰富等优点越来越广泛的被运用于α-乳白蛋白的检测。本课题重点开展果汁饮料中牛α-乳白蛋白检测方法的研究。目前国内外文献集中于奶粉、乳清蛋白粉中过敏原牛α-乳白蛋白的检测研究,对果汁饮料中牛α-乳白蛋白的研究较少,且前处理较为繁琐,牛α-乳白蛋白回收率不尽理想。本课题建立了基于肽水平的LC/MS/MS法检测分析果汁饮料中过敏原牛α-乳白蛋白的方法,取得了一下的研究成果: 1、筛选得到了牛α-乳白蛋白标签肽段 利用牛胰蛋白酶的特异性酶切将牛α-乳白蛋白分解成许多小肽段,根据肽段的全扫描图谱与理论肽谱进行匹配挑选出了两条肽段,对这两段肽段进行灵敏度比较后再进行特异性考证。最后,对应牛α-乳白蛋白99-108氨基酸的肽段VGINYWLAHK因其在质谱MRM监测模式分析中具有较高灵敏度,并且是α-乳白蛋白的保守序列具有较强的特异性可以作为牛α-乳白蛋白的标签肽段。 2、设计合成了检测牛α-乳白蛋白标签肽段的内标肽段 在牛α-乳白蛋白标签肽的基础上取代或者增加一个氨基酸设计合成了两段肽段VGINWWLAHK和VGINNYWLΑHK。将合成的两种肽段和牛α-乳白蛋白标签肽的色谱行为和质谱行为进行了比较,发现肽段VGINWWLAHK与牛α-乳白蛋白标签肽的色谱行为和质谱行为都比较接近,说明肽段VGINWWLAHK与牛α-乳白蛋白标签肽具有相似的性质,可以作为本方法的内标肽。 3、获得了牛α-乳白蛋白标签肽的检测条件: 考察了不同的色谱柱、柱温、流速等色谱参数和质谱参数,最终得到的检测条件为:使用Αgilent mRP-C18柱(50×4.6mm,5μm)为分析柱分离目标物质,以含0.1%甲酸的乙腈水溶液(98:2,v/v)为流动相作梯度洗脱,流速0.6mL/min,柱温40℃,进样量:10μL,分析物在电喷雾正离子条件下,采用多离子监测模式,用内标法定量。 4、设计合成了检测牛α-乳白蛋白标签肽段的内标物 设计合成了与牛α-乳白蛋白有相同酶切位点的内标物肽段KILDKVGINWWLΑHKΑLCSE使其具有与牛α-乳白蛋白相似的酶解效率,可以作为本研究的内标物对整个方法处理过程进行跟踪考察以消除酶解效率和基质效应等因素引起的误差。 5、建立了果汁饮料中过敏原牛α-乳白蛋白的检测方法 确立了方法的标准曲线、回收率、检出限和精密度等方法学参数。方法在0.01~10μM范围内线性关系良好,相关系数大于0.999,在0.05,0.1,0.2g/100mL三个添加水平时,果汁的平均回收率在97.2%~103.4%之间,RSD在4.1%~6.4%之间。日内、日间精密度都低于4.6%。本方法的检出限和定量限可达到0.2mg/100m L、0.6mg/100mL,能够满足果汁样品中低含量的牛α-乳白蛋白的检测需求。本文建立的果汁饮料中过敏原牛α-乳白蛋白的检测方法,定性定量准确、快捷、抗干扰能力强、灵敏度较高,方法准确性和重现好。与传统的液相色谱法相比,本研究不需要牛α-乳白蛋白的纯化等繁杂步骤,操作简单,检测效率大大提高,为完善我国食品安全标准体系提供了技术支撑。