不同时期牛乳中酶活性的比较及最佳条件的研究

© 2014 Mei Yang，Xiqing Yue，Xin Xu，Yongxia Wang，Junrui Wu，Ri-naWu.出版社：ElsevierB.V. Food and Nutritional Sciences可在www.sciencedirect.com在线获取ScienceDirectIERI Procedia 8（2014）46 - 512014年农业与生物系统工程不同泌乳期乳酶活性的比较Mei Yang1，a，Xiqing Yue1a，*，Xin Xu1，b，Yongxia Wang2，Junrui Wu1，Ri-na Wu1b，†沈阳农业大学食品科学学院，辽宁摘要本研究主要测定了不同时期牛乳中碱性磷酸酶和淀粉酶的活性，并寻求在不同pH、不同温度下分别测定酶活性的最佳条件。结果表明，牛初乳中淀粉酶活性高于成熟乳和终乳。在温度40°C和pH 6下检测到最高的淀粉酶活性，103.28 U/dL。牛初乳的碱性磷酸酶活性高于成熟乳和终末乳。碱性磷酸酶的活性最高温度为40°C，pH为10，约为96.38 U/mL。© 2014由Elsevier B.V.发布 这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/）。信息工程研究院负责评选和同行评议关键词：牛初乳;淀粉酶;碱性磷酸酶;酶活力; pH;温度1. 介绍按泌乳期乳可分为：初乳、成熟乳和终末乳，不同时期的成分也存在一定差异。牛奶含有人体所需的全部营养素，作为营养丰富又易于消化吸收的“白血* 通讯作者。联系电话：电话：024 -18802419977邮箱：yxqsyau@126.com* 通讯作者。联系电话：电话：86-24-88487161电子邮箱：wrn6956@163.com。2212-6678 © 2014由Elsevier B. V.发布 这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/）。信息工程研究所负责的选择和同行评审Mei Yang等/ IERI Procedia 8（2014）4647食物乳汁中的酶种类很多，它们主要由血液、乳腺上皮细胞分泌，乳腺自身合成和侵入性细菌作用。酶是由细胞产生的一类具有生物催化作用的蛋白质，在机体代谢过程中起着重要作用。在泌乳过程中，乳中的酶起着重要的调节作用，还具有抗氧化和先天免疫功能。乳中的碱性磷酸酶（ALP）是一种天然磷酸酶，参与代谢，尤其是钙和磷的代谢（Xia Liu et al.，1997年）。ALP是乳中的内源酶之一，主要存在于乳脂球（A. L. Kelly等人，2006年）。碱性磷酸酶是奶牛细胞代谢产物，在葡萄糖代谢中起重要作用，是消化代谢的关键酶，参与脂肪代谢。牛奶中ALP的生化作用是将牛奶中的一种有机磷酸化合物如带有磷酸丝氨酸基团的酪蛋白和磷脂等消化成磷酸并与原有的有机单体结合，其活性受多种因素的影响。原奶中ALP耐热性强于无芽孢的病原微生物;ALP也可作为牛奶巴氏杀菌的指示剂（Fangdong Fan et al.，2003; Junshi Shen等人，2009年）。淀粉酶（AMS）主要来源于唾液腺和胰腺组织，其作用一般被认为是完成食物淀粉消化过程中淀粉的水解。淀粉酶是消化碳水化合物的主要酶，宝宝自身的唾液淀粉酶和胰腺淀粉酶尚未发育完全，体内淀粉酶的活性极低（Newton ER，2004）。淀粉酶能消化牛奶中不存在的多糖，并通过水解β-1，4糖苷键分解淀粉和糖原。出生时尚未接触淀粉类食物补充剂，初乳中高活性AMS对于出生时纯母乳喂养的作用仍知之甚少。有报道指出，它可以相对专一地分解细菌细胞壁，起到抗菌作用（LonnerdalB，2003）。目前，在母乳中分离出60多种固有酶（Tanker IA et al.，2001年）。酶活性受多种因素的影响，因此研究不同泌乳期乳中酶活性的变化，可为乳制品的加工和保存条件、开发新的婴儿食品提供重要的理论依据。本试验通过比较不同泌乳期乳中淀粉酶和碱性磷酸酶在不同pH、温度、酶活条件下的变化，确定了乳中两种酶活性的最适pH和温度。2. 材料方法2.1. 材料和仪器2.1.1. 奶样品从沈阳市3个奶牛场共采集30份牛奶样品。每次泌乳采集10份样品，每份样品20 ml。2.1.2. 仪器数字恒温水浴锅HH-6国华电器有限公司有限公司;紫外-可见分光光度计UV-2000上海贵高实业有限公司沈阳龙电子衡器有限公司有限公司;上海固宁仪器有限公司有限公司;2.2. 方法2.2.1. 牛奶样本采集和处理乳样在4°C、10000 r/min条件下离心20 min，除去奶油制成脱脂乳，制成乳清后用等电点法除去酪蛋白，在-20 ° C下冷冻保存。为了使实验更具代表性，取20 ml初乳样品混合，制备混合乳48Mei Yang等/ IERI Procedia 8（2014）46实验前、成熟乳和后期乳。2.2.2. AMS活性测定采用碘-淀粉比色法（王继贵，1996）。2.2.3. APL活性测定采用磷酸苯二钠法（王继贵，1996）。3. 结果和讨论3.1. AMS活性测定3.1.1 不同pH当温度为37 °C，pH为4、5、6、7、8、9时，测定乳的AMS活性值，如图1所示。表1.表1.不同pH牛奶样品酶活性（U/dL3pH=4 pH=5 pH=6 pH=7 pH=8pH=9初乳10.30 63.18 101.06 58.728.09成熟乳7.62 49.58 77.112.25终乳5.39 35.88 49.011.66表1中列出了当温度为37 °C时，三种泌乳：初乳、成熟乳和终末乳样品在pH为4、5、6、7、8和9时测定淀粉酶活性值。通过比较不同泌乳期乳中淀粉酶活性的大小顺序为：初乳、成熟乳和终末乳。在pH值为6左右时，牛乳中淀粉酶活性最高。初乳酶活性在pH=6时最大，约为101.06 U/dL。由此可见，牛初乳中淀粉酶的含量和活性均较高;不同pH值下牛乳中的酶活性曲线如图1所示。3.1.2. 不同温度下AMS活性测定当pH=6，温度10 °C、20 °C和30 °C、40 °C、50 °C、60 °C测定时的淀粉酶活性值如表2所示。表2.不同温度牛奶样品酶活性（U/dL310°C 20°C30°C 40°C50°C60°C初乳14.11 37.23103.28美元42.799.59成熟乳11.19 23.0745.66 88.7037.026.45终乳7.64 16.8629.07 56.5528.322.24表2列出了三个泌乳期：初乳、成熟乳和终末乳中的温度样品十个？、20 °C和30 °C、40 °C、50 °C、60 °C测定淀粉酶活性值。通过比较不同泌乳期乳中淀粉酶活性的大小顺序为：初乳、成熟乳和终末乳。在40°C左右可以获得乳中淀粉酶活性的最佳温度。在40°C的温度下，初乳酶活性最大值约为103.28 U/dL。由此可见，牛初乳中淀粉酶的含量和活性均较高，不同温度下的乳酶活性曲线如图2所示。Mei Yang等/ IERI Procedia 8（2014）46494作者姓名/ IERI Procedia 00（2014）000-000图1.不同pH下AMS酶活图2.不同温度结果表明，初乳中淀粉酶活性最高。当pH值为6，温度为40 °C左右时，淀粉酶活力最高，为103.28U/dL。AMS作为一种蛋白抗体保护剂，能提高新生儿抗感染能力，并能帮助新生儿消化淀粉，具有抗菌作用（Zengqiang Chen et al.，2003），因此，人们应该认识和提高牛初乳的利用价值。3.2. ALP活性测定3.2.1. 不同pH条件根据碱性磷酸酶在510 nm处测得的吸光度值，建立标准曲线，可得到回归方程如下：y= 0。0277x+0.0227（R2=0.99883（1）y为本式中的吸光度值，x为乳汁样品中碱性磷酸酶活性（U/mL），线性关系良好（张戈，2013）。当温度为37 °C，pH为4、5、6、7、8、9、10、11时，测定乳样在波长510 nm处的吸光度值，并由回归方程计算出初乳、成熟乳和终乳的碱性磷酸酶活性，如表3所示。表3不同pH值牛奶样品酶活性（U/dL3pH=4pH=5pH=6pH=7pH=8pH=9pH=10pH=11初乳9.2316.6925.3732.5152.1689.3990.7250.96成熟乳6.3314.1620.2030.7348.6570.6676.3851.31终乳4.2813.8418.5426.9630.8945.4457.2130.22表3列出了三个泌乳期的初乳、成熟乳;乳样在pH 4、5、6、7、8、9、10、11时，测定ALP活性值。通过比较，得出不同泌乳期乳中ALP活性的高低顺序为：初乳、成熟乳和终末乳。ALP在乳中的最适pH值为10左右，此时初乳ALP活性为89.39 U/dL，成熟乳为70.66 U/dL，终乳为70.66 U/dL，45.44 U/dL。从图3中可以直观地看出，在pH = 10时，具有较强的碱性磷酸酶活性。3.2.2. 不同温度下碱性磷酸酶活性测定当温度为pH 10时，温度分别为10°C、20°C和30°C、40°C、50°C、60°C，测定乳样在波长510 nm处的吸光度值，并由回归方程计算出初乳、成熟乳、终乳的碱性磷酸酶活性，如表4所示。50Mei Yang等/ IERI Procedia 8（2014）46表. 4.不同温度牛奶样品酶活性（U/mL3摄氏10度摄氏20度摄氏30度40°C50°C60°C初乳16.1040.2675.3996.3870.6339.08成熟乳13.0335.2864.6978.1657.3730.12终乳9.8724.9448.9550.3230.0915.13表4列出了三个泌乳期：初乳、成熟乳和终末乳中的温度样品10 °C、20 °C和30 °C、40 °C、50 °C、60 °C测定ALP活性值。通过比较不同泌乳期乳中淀粉酶活性的大小顺序为：初乳、成熟乳和终末乳。在40°C左右可以获得牛乳中ALP活性的最佳温度。在40°C的温度下，初乳酶活性最大为约96.38 U/dL。由此可见，牛初乳中ALP含量和活性均较高，不同温度下，牛乳中的酶活性曲线如图4所示。图3.不同pH下牛奶样品ALP酶活性图4.不同温度由此可见，乳ALP酶活性在初乳中最高。当pH值为10，温度为40 °C左右时，ALP酶活最高，为96.38 U/mL。4. 结论随着社会的发展和生活质量的提高，人们越来越重视营养、健康和保健。牛奶在我们的日常生活中占有非常重要的地位，因为大多数人都认识到牛奶含有人体必需的营养素。是婴幼儿生长发育过程中必需的营养物质。牛奶除了具有人们熟悉的营养功能外，还含有许多重要的酶;在牛奶的形成中，抗氧化和抗菌系统的形成具有重要意义（Weizheng Li，2010）。本研究主要测定了不同时期牛乳中碱性磷酸酶和淀粉酶的活性，并寻求在不同pH、不同温度下分别测定酶活性的最佳条件。结果表明，牛初乳中淀粉酶活性高于成熟乳和终乳。在温度40°C和pH 6下检测到最高的淀粉酶活性，103.28 U/dL。牛初乳的碱性磷酸酶活性高于成熟乳和终末乳。碱性磷酸酶的活性最高温度为40°C，pH为10，约为96.38 U/mL。牛奶中的酶可以在乳房组织或牛奶中发挥重要作用。初乳中大多数酶的活性高于成熟乳和终乳，及时生产食用初乳，有利于健康和生长发育。此外，由于牛奶中含有丰富的酶，在开发新一代乳化复合物时应考虑添加这类活性物质，Mei Yang等/ IERI Procedia 8（2014）4651pH和温度对酶活性的影响。确认本研究得到国家863计划项目（批准号：2013 BAD 18 B 03 -02）的资助，作者在此对岳喜庆博士的帮助表示衷心的感谢。沈阳农业大学。引用[1] 刘霞，岳一伦，碱性磷酸酶与钙化。中国生物医学工程杂志1997;16.[2] A.L.Kelly，P.F.Fox，《牛奶中的固有酶：未来研究需求概要》。国际乳品杂志2006; 16：707-715。[3] 范方东，张继东，钟秀辉，等，奶牛乳房炎的研究现状。动物医学进展，2003，24（4）：44-45.[4] 沈俊石，王家琪，卜登攀，牛乳碱性磷酸酶活性测定方法的研究进展。中国乳品工业，2009;5：31-34.[5] Newton ER，Breastnilik，黄金标准。临床妇产科2004; 47：632-642.[6] 隆纳达尔湾人乳蛋白的营养和生理意义。美国临床营养学2003; 77：1537-1543。[7] Tanker IA，Hammon HM，Blum JW.在产后0- 2、6 - 7、12 -13和24-25天饲喂初乳的犊牛，其初乳、乳汁和血浆中γ-谷氨酰转移酶、碱性磷酸酶和转氨酶的活性。兽医学杂志1Vbd A Physiol PatholClin Wed 2001; 48：179-185.[8] 王继贵，临床与生化检验。长沙：湖南科学技术出版社; 1996。[9] 陈增强，曾爱兵，尿胰蛋白酶-2、血淀粉酶、脂肪酶联合检测评价。山西医学杂志2003; 3：262-263。[10] 张戈，牛乳与羊奶蛋白质差异及检测方法研究。山西科技大学2013; 3.[11] 李伟正，张永跃，王强，云南德宏牛乳酶活性的研究。云南农业大学学报2010; 25：626-628.