全柱成像毛细管技术：食品安全、植物生理学和功能性蛋白的监测和控制

　　食品安全、植物生理学和功能性蛋白的监测和控制：A)cIEF- WCID 能够应用到食品中功能性蛋白质的监测和质量控制(乳制品、蛋白营养性食品等)，以及肉类食品的品种鉴定和表征(包括不同饲料喂样对肉质的影响)，在食品安全领域有着广阔的应用空间;B)cIEF-WCID 在研究植物蛋白的功能及其表征有着巨大的研究空间。

　　乳制品(尤其是婴儿奶粉)的质量控制和功能性蛋白的表征对于食品安全非常重要，目前还没有合适的方法用于此领域的研究。我们的研究表明，cIEF- WCID技术在此领域有着巨大的应用空间(见图9-1和9-2)商品化酸奶显示了比脱脂奶粉更加复杂的多肽和酸性蛋白质的表征，以及丰富的菌种多样性表征。

图9-1：脱脂奶粉中营养标志性蛋白的表征 (酪蛋白和乳清蛋白)

图9-2：商品化酸奶中营养标志性蛋白的表征

　　研究表明，与商品化酸奶相比，家庭自制酸奶的蛋白成分比较少，显示了比较简单的多肽和蛋白质表征，以及简单的菌种多样性(图9-3);这些差异与不同的发酵工艺紧密相关。

图9-3：cIEF-WCID用于家庭自制酸奶中营养标志性蛋白的表征

　　婴儿奶粉中乳清蛋白是标志性的营养成分，cIEF-WCID能够快速和准确的测定其中的乳清蛋白。

图9-4：cIEF-WCID用于婴儿奶粉中营养标志性乳清蛋白的测定

　　cIEF-WCID还用于酵母(用于发酵制作面包和馒头)和老面团中功能性蛋白的表征(图9-5和9-6)，实验表明酵母样品中呈现多样化酸性蛋白的表征。

图9-5：cIEF-WCID用于酵母中功能性蛋白的表征

图9-6：cIEF-WCID用于老面团中标志性蛋白的表征

　　对于奶制品中营养性蛋白的控制和检测，cIEF-WCID是高效和准确的技术(见图9-7和9-8)，样品处理简单、蛋白表征准确和高通量分析。

图9-7：cIEF-WCID表征奶制品酸化和离心后上清液中的乳清蛋白

图9-8：cIEF-WCID表征奶制品酸化和离心后沉淀中的乳酪蛋白的表征 (4M 尿素增加蛋白质的溶解度)

　　cIEF-WCID还可以用来表征麦芽中的植物性功能性蛋白质(见图9-9)，是育种和植物生理学等基础性研究的强有力工具。

图9-9：cIEF-WCID表征麦芽中麦芽蛋白(植物性蛋白)的表征

　　芥末中富含植物蛋白质和活性酶，芥末的产地和加工发酵方法不同，其所含蛋白质和活性酶组成的指纹图谱存在明显差异，cIEF-WCID能够轻松的表征这种差异(见图9-10)，日本芥末中酸性蛋白质的组成比北美芥末更丰富;而北美芥末中碱性蛋白质的含量更高、组成更复杂。

图9-10: 北美芥末和日本芥末中蛋白质和活性酶的差异表征

　　鱼肉蛋白和鱼粉中的蛋白存在很大差异(见图9-11)，cIEF-WCID研究表明，鲑鱼肉中功能性蛋白的指纹图谱和鱼粉相比更加丰富，而且酸性蛋白的含量很少。因此，cIEF-WCID能够用于鱼种属、鱼肉品质、鱼肉掺假和鱼粉质量的研究。

图9-11: 鲑鱼肉和鱼粉中功能性蛋白质的差异表征

　　同样，cIEF-WCID是肉类种属和真伪鉴别的强有力工具，见图9-12。猪肉、羊肉和牛肉中功能性蛋白存在明显差异，每种肉类都有其标志性的蛋白质，这是肉类真伪鉴别的重要基础。

图9-12: 猪肉、羊肉和牛肉中功能性蛋白的差异表征

　　乳清蛋白和酪蛋白是奶类制品的重要标志性蛋白，也是蛋白质化学中重要的目标蛋白，在蛋白质结构和性质的研究中非常重。cIEF-WCID能够轻松展示其在不同聚焦时间阶段cIEF的电泳图谱，监控蛋白质的稳定性和结构变化(图9-13)。

图9-13: 动态监控乳清蛋白和酪蛋白的cIEF聚焦过程