簡介

奶酪的成熟涉及多種生化變化，例如脂肪水解、乳糖發(fā)酵和蛋白質(zhì)降解。這些過程極大地影響了奶酪的質(zhì)地、味道和香氣。更具體地說，氨基酸的含量和特性會影響整個老化過程的奶酪風(fēng)味。食物中的氨基酸既是游離的未結(jié)合分子，也是通過肽鍵結(jié)合在一起的氨基酸殘基，從而產(chǎn)生乳制品中存在的各種蛋白質(zhì)。為了全面評估奶酪在整個成熟過程中的氨基酸含量，需要對氨基酸組成進行準(zhǔn)確評估。為此，必須水解蛋白質(zhì)，有效地釋放氨基酸殘基，然后可以在水解產(chǎn)物中對其進行定量檢測。

傳統(tǒng)上，蛋白質(zhì)在酸性或堿性條件下分別用 6 N HCl 或 4 N NaOH 在密封容器中 110 °C 處理18至24小時進行化學(xué)水解，時間、溫度和試劑等因素會影響水解反應(yīng)的準(zhǔn)確性和精密度，從而影響氨基酸定量�？傊�，氨基酸分析是一項昂貴、棘手且耗時的實驗室程序。通常，水解反應(yīng)代表著這個過程的反應(yīng)速度受到限制；減少有機反應(yīng)的反應(yīng)時間，另一種方法是用微波能代替常規(guī)加熱。與傳統(tǒng)的加熱方法相比，微波可以在更高的溫度和更短的反應(yīng)時間內(nèi)成功地促進蛋白質(zhì)水解反應(yīng)。CEM 的 Discover® 2.0 微 波反應(yīng)器可以為實驗室提供工具，以高效、可重復(fù)和安全的方式。

材料與方法

試劑與樣品

所有試劑均購自商業(yè)供應(yīng)商，水解溶液在使用前新鮮制備。從當(dāng)?shù)氐纳痰晔占�奶酪樣品，在食品加工機中均質(zhì)化，并在 4°C 下儲存直至分析。使用分析天平等分每個樣品的 300mg 部分，用于其指定的水解反應(yīng)。水解產(chǎn)物的氨基酸含量通過柱前衍生化，然后進行 UPLC 進樣和 260nm處的 PDA 檢測來確定。Waters AccQ-Tag™ Ultra Derivatization 試劑盒用于水解產(chǎn)物的 LC- PDA 分析。所有樣品一式三份進行分析。

傳統(tǒng)的氨基酸水解方法

在玻璃小瓶中加入 300mg 樣品，然后加入 2.5mL 含 3% (w/v) 苯酚溶液的 6 N HCl。然后用 N 2 吹掃反應(yīng)瓶并迅速密封。重復(fù)此過程，直到所有樣品都準(zhǔn)備好放入 110°C 烘箱中20小時。完成后，將樣品從烘箱中取出并在衍生前冷卻至室溫。

Discover 2.0 水解方法

反應(yīng)設(shè)置：將 300mg 樣品部分添加到配備有攪拌棒的 35-mL Pyrex 容器中。然后向每個微波反應(yīng)容器中加入體積為 5mL 的 6 N HCl w/3% 苯酚。

容器用 N2 吹掃5分鐘，用 Teflon® 內(nèi)襯硅膠蓋快速密封，然后放置在自動進樣器架中，以便自動放置在 Discover 2.0 腔中。 

方法編程：一步動態(tài)法，在 Discover2.0 系統(tǒng)中為奶酪的氨基酸水解編程。 

使用以下的方法參數(shù)： 

酸水解

容器類型：Pyrex

控制方式: Dynamic動態(tài) 

溫度: 165 °C 

時間：20-min

壓力: 300 PSI 

功率: 300 W 

攪拌: 高

分析樣品準(zhǔn)備

所有水解產(chǎn)物溶液通過 0.2µm PTFE 過濾器并用 6 M NaOH 中和，為 AccQ-Tag 衍生化做準(zhǔn)備。將來自 Waters AccQ-Tag Ultra Derivatization 試劑盒的 70µL 硼酸鹽緩沖液添加到新的回收瓶中。加入 10µL 中和樣品，將小瓶蓋上蓋子并渦旋。然后，將 20µL 從 試劑盒中制備的衍生化試劑添加到每個樣品反應(yīng)中。將反應(yīng)混合物渦旋10秒，然后在 55 °C 下加熱10分鐘，然后進行分析。

分析

將 5µL 體積的每個衍生反應(yīng)注入與 Waters PDA 檢測 器相連的Waters Acquity H-Class UPLC。使用 Waters AccQ-Tag Ultra C18 色譜柱（1.7µm，2.1 x 100mm）以 0.25mL/min 的流速進行分離。柱溫為 45°C。洗脫梯度如表1所示。流動相為A：在 MilliQ 水中稀釋10倍的 Waters AccQ-Tag Eluent A 和 B：Waters AccQ-Tag Eluent B。為了確定每種氨基酸的氨基酸濃度，Waters Amino 酸標(biāo)準(zhǔn)（沃特世公司，部件號 WAT088122）是在 5、10、25、50 和 100pmol/µL 的濃度下衍生。

結(jié)果與討論

Discover 2.0 經(jīng)評估可促進奶酪的酸輔助氨基酸水解。將結(jié)果與對相同樣品進行的傳統(tǒng)烘箱水解方法進行了比 較。表2重點介紹了在傳統(tǒng)水解烘箱條件以及 Discover 2.0 酸水解反應(yīng)條件下切達干酪和科爾比干酪樣品的氨基酸回收率。所有 Discover 2.0 輔助水解反應(yīng)在回收率方面都與傳統(tǒng)水解反應(yīng)的對應(yīng)物相比很好。

微波加熱提供快速、高效和可靠的整體加熱。這種介電加熱機制允許以均勻和瞬時的方式將熱量傳遞給反應(yīng)內(nèi)容物。傳統(tǒng)的加熱方法，例如烤箱和加熱罩，依賴于通過容器壁傳遞熱量，熱量然后再通過反應(yīng)組分，這導(dǎo)致緩慢和低效的加熱以及不希望的溫度梯度和副反應(yīng)。此外，在 Discover 2.0 水解反應(yīng)過程中添加攪拌可提高反應(yīng)均勻性。最后，壓縮空氣可將微波輔助反應(yīng)快速冷卻至安全處理溫度，從而縮短樣品分析時間。Discover 2.0 提供了一種氨基酸水解的替代途徑，具有關(guān)鍵優(yōu)勢，包括更短的反應(yīng)時間、更清潔的水解產(chǎn)物和更快的分析時間。

結(jié)論

對兩種不同的奶酪樣品進行酸水解，然后對所得氨基酸進行衍生和表征，以確定完整的氨基酸譜。傳統(tǒng)加熱法與快速微波法的比較表明，在大多數(shù)情況下，微波氨基酸的回收率更高，反應(yīng)時間更少。這些結(jié)果表明，Discover2.0 系統(tǒng)可以作為更快速，更安全的監(jiān)控替代方案貫穿奶酪的生產(chǎn)過程；提供更加深入的熟化，風(fēng)味概況的監(jiān)控。

參考文獻

AccQ-Tag™ is a trademark of Waters Corporation. Teflon®isa registered trademark and a brand name owned by Chemours (formally DuPont). 

Chen, S. T.; Chiou, S. H.; Chu, Y. H.; Wang, K. T. Int. J. Pept. Protein Res. 1987, 30, 572-576. 

Davidson, I. Methods Mol. Biol. 2003, 211, 111-22. 

Han, K.; Richard, C.; Biserte, G. Int. J. Biol. Chem. 1983, 15, 875-884. 

Margolis, S. A.; Jassie, L.; Kingston, H. M. J. Automat. Chem. 1991, 13, 93-95.