药用真菌粗多糖蛋白含量测定方法
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药用真菌粗多糖蛋白含量测定方法
以药用真菌姬松茸(Agaricus blazei)、鸡腿菇(Coprinus comatus)、猴头(Hericium erinaceus)、灰树花(Grifola frondosa)和灵芝(Ganoderma lucidum)的水提多糖为材料,采用二喹林甲酸法、考马斯亮蓝法、福林-酚法、紫外分光光度法、离子色谱法和传统凯氏定氮法对其中的蛋白含量进行测定和比较分析。结果表明,不同测定方法获得的蛋白含量测定值有差异;笔者推荐使用离子色谱法进行精确蛋白含量测定,采用福林-酚法进行快速趋势比较测定。
药用真菌; 多糖; 蛋白含量; 福林 酚法; 离子色谱法
近年来,国内外针对药用真菌保健功能的研究越来越广泛,其中有关药用真菌水提多糖的研究数量明显增多。由于水提粗多糖中含有部分游离蛋白,所以蛋白含量成为粗多糖常见检测指标[1]。目前蛋白检测常用方法有凯氏定氮法、考马斯亮蓝法、二喹林甲酸法、福林-酚法、紫外分光光度法等,还出现了利用离子色谱分析氨基酸来计算蛋白质含量的离子色谱法,笔者以5种常见药用真菌的水提粗多糖为试验材料,采用上述6种测定方法进行蛋白含量测定,比较各方法的测定值和重复性,并对各测定方法优缺点进行分析。
1 材料与方法
1.1试验材料
姬松茸(A. blazei)、鸡腿菇(C. comatus)、猴头(H. erinaceus)、灰树花(G.
frondosa)、灵芝(G. lucidum)子实体购自磐安市场,粉碎过80目筛后,参照文献[2,3]的沸水提取方法进行粗多糖提取,水提物冷冻干燥后得干粉。每种药用真菌3个平行样,充分混匀后用于蛋白含量测定。
1.2蛋白含量测定方法
1.2.1二喹林甲酸法(BCA法)
使用Applygen公司提供的BCA法蛋白浓度定量试剂盒,参照文献[4]对各水提多糖样品进行蛋白含量测定。
1.2.2考马斯亮蓝法(Bradford法)
使用GENMED Bradford 蛋白浓度定量试剂盒,参照文献[5]进行测定。
1.2.3福林-酚法(Lowry法)
使用上海荔达提供的Lowry法蛋白测定试剂盒,参照文献[6]进行测定。
1.2.4紫外分光光度法(UV法)
使用BIO TEK Synergy HT酶标仪,参照文献[7]进行测定。
1.2.5凯氏定氮法(Kjeldahl法)
使用上海市农业科学院质量标准检测中心的Kjeltec8100型凯氏定氮仪(FOSS公司),参照文献[8]进行测定。
1.2.6离子色谱法(HAPEC PAD法)
使用戴安公司高效阴离子交换色谱-安培检测器(HAPEC PAD),型号Dionex
ICS 2 500,色谱条件:Amino Pac PA 10柱 (2 mm×250 mm),流速0.22 mL/min,柱温30 ℃,流动相为0.25 mol/L NaOH和1 mol/L Na2Ac,上样量20 μL;以Thermo
Scientific生产的17种标准氨基酸为标准品,将检测到的样品中氨基酸摩尔浓度按照各自氨基酸分子量换算加和后为样品中总蛋白质含量[9]。
2 结果与分析
2.1不同检测方法的标准曲线
BCA法标准曲线方程为y = 5.646x+0.0847(R2 =0.9911),在0.0125~0.1
mg/mL浓度范围内线性良好。Bradford法标准曲线方程为y = 0.0369x+0.3177 (R2
= 0.9995),在0.078~0.625 mg/mL浓度范围内线性良好。Lowry法标准曲线方程为y = 0.2571x+0.0975(R2 = 0.9954),在0.05~0.5 mg/mL浓度范围内线性良好。可以初步看出,BCA法适合浓度较低的蛋白含量测定,而Bradford和Lowry法适合的浓度范围则较广一些。
标准氨基酸离子色谱图及浓度与峰面积关系如图1所示,各氨基酸标准品峰型均匀对称,并且分布均匀。
图1 17种标准氨基酸离子色谱图
Fig.1 HAPEC PAD chromatogram of 17 amino acid standards
周 帅,等:药用真菌粗多糖蛋白含量测定方法
2.2不同检测方法的测定结果分析
药用真菌姬松茸、鸡腿菇、猴头、灰树花、灵芝的水提多糖样品采用不同测定方法获得的蛋白含量分布如图2所示,可以看出,6种供试测定方法中,UV法测得的数值最高,而Bradford法所测数值(姬松茸粗多糖除外)最低,BCA法、Kjeldahl法和Lowry法所测结果介于前两者之间。UV法测定值是依据经验公式计算获得
的,相对于实际含量偏高;而Bradford法,在供试样品浓度下,测定过程中颜色反应不明显,故灵敏度较低;凯氏定氮法的测定值包含样品中无机氮含量在内[8],Lowry法只测定样品中酪氨酸和色氨酸含量[10],BCA法易受葡萄糖、蔗糖等糖类干扰[11],而离子色谱法测定值则由氨基酸含量计算获得,可以初步判断,离子色谱法测定值相对于其他5种测试方法的测定值更接近实际含量值。
从药用真菌种类来看,不同测定方法对姬松茸水提物中蛋白含量的测定值差异最小(为13.95%~29.16%),而灵芝水提物中蛋白含量的测定值差异较大(11.8%~111.84%),灰树
图2 不同检测方法的蛋白含量测定结果
Fig.2 Protein content of five polysaccharide preparations determined using six
different methods
花、猴头、鸡腿菇总提物中蛋白含量的测定值差依次减小,这说明对于不同种类的药用真菌来说,其粗多糖中蛋白含量的准确测定对测定方法的要求程度有所不同。
同时还对各测定方法的测定值进行了重复性RSD值计算,如表1所示。
表1 不同检测方法的重复性RSD值
Table 1 RSD values for protein contents determined using different methods
测定方法
Method
药用菌 Medicinal fungus
姬松茸A. blazei鸡腿菇C. comatus猴头H. erinaceus灰树花G. frondosa灵芝G. lucidum
UV1.29(3)1.48(2)1.49(3)3.58(5)6.03(4)
BCA3.40(5)2.14(5)2.56(6)1.55(4)1.21(3)
Bradford6.67(6)5.26(6)1.27(2)5.79(6)16.28(5)
Lowry3.35(4)1.26(1)1.81(4)1.20(3)0.90(2)
Kjeldahl0.51(1)1.74(3)0.99(1)0.82(2)1.21(3)
HAPEC PAD0.69(2)1.82(4)1.95(5)0.47(1)0.06(1)
表中数据是蛋白质在粗多糖中的质量百分比,括号内的数值为该测试方法RSD在6种测试方法中的排位
Values shown represent the protein content (%) of the crude polysaccharide
preparations,values in parentheses represent the order of RSD values among the six
test procedures
从重复性RSD结果来看,Kjeldahl法检测结果重现性最好,其次是HAPEC
PAD法和Lowry法,然后是UV法和BCA法,Bradford法检测结果重现性最差。
在具备较好的准确性的同时,离子色谱法也具有和凯氏定氮法类似的测定耗时较长的缺点,需要在样品预处理和测定时花费较多的时间,适用于对准确度有较高要求的测定。而用比色法(Lowry法、UV法BCA法和Bradford法)测定药用真菌水提多糖中蛋白含量普遍节省时间,尽管这些方法的准确程度会在不同程度上受到干扰物质的影响。
3 结论
通过对本试验结果进行分析比较发现,6种蛋白含量测定方法中,离子色谱法相对于其他测定方法更准确,而Kjeldahl法相对于其他测定方法重复性好,但二者测定时间均较长;而Lowry法和BCA法测定结果偏高,重复性稍差,但测定时间较短;Bradford法和UV法则准确度不高,重复性也较差。综合上述分析,笔者认为:对于药用真菌多糖中的蛋白含量检测方法的选择可以从以下2个角度进行:1、从准确检测角度,笔者推荐离子色谱法;2、从快速检测、分析趋势而不要求准确含量的角度,推荐使用Lowry法。
张安强,张劲松,潘迎捷. 食药用菌多糖的提取、分离纯化与结构分析[J]. 食用菌学报,2005,12(2):62 68.
[2] 贾薇,刘艳芳,张劲松,等. 姬松茸菌丝体多糖提取方法初探[J]. 食用菌学报,2003,10(3):41 44.
[3] 杨阳,刘承初,贾薇. 灰树花多糖的超滤分离及免疫活性研究[J]. 食品科学,2008,29(9):277 280.
[4] SMITH PK,KROHN RI,HERMANSON GT,et al. Measurement of protein
using bicinchoninic acid[J]. Anal Biochem,1987,163(1):279.
[5] BRADFORD MM. A rapid and sensitive method for the quantitation of
microgram quantities of protein utilizing the principle of dye binding[J]. Anal
Biochem,1976,72(7): 248 254.