CEM Discover 高效準備嬰兒配方中氨基酸的分析

更新時間：2024-06-25 點擊次數：1399

01 引言??

創制具有理想營養剖面的嬰兒配方奶粉是至關重要的。對于用配方奶粉喂養的寶寶來說，嬰兒配方奶粉通常是他們出生后六個月內的主要營養來源。嬰兒配方奶粉的目標是盡可能接近母乳的成分。對于對母乳過敏的嬰兒來說，配方奶粉尤為重要，因為它可能是他們口隹一的營養來源，而且配方必須不含過敏原。

美國食品和藥物管理局（FDA）規定了嬰兒配方奶粉中 29 種不同營養素的蕞低含量，包括蛋白質、脂肪、碳水化合物以及維生素等微量營養素。其中一些營養素，如蛋白質，也有最高含量的限制。嬰兒配方奶粉中的蛋白質含量高于母乳，這引起了關于其如何影響嬰幼兒成長的研究仍在進行中，但這凸顯了了解嬰兒配方奶粉中蛋白質水平的重要性。

食品中的蛋白質和氨基酸含量是食品制造商們熱議的話題。傳統上，嬰兒配方奶粉中的氨基酸水平通過 AOAC 官芳方法 2018.06 來測定，這是一種典型的氨基酸水解爐法，需要 24 小時的處理時間。微波輔助的氨基酸水解方法使用的處理時間要短得多，通常不到 1 小時。在本研究中，我們使用了 CEM Discover Prep™ 微波基樣品制備系統與 Waters AccQ-Tag™ Ultra 衍生化試劑盒結合使用，以分析嬰兒配方奶粉標準參考物質（SRM）中的氨基酸含量水平。

當檢查結果時，我們發現 Discover Prep 得出的嬰兒配方奶粉水解物的結果與傳統方法測定的結果相似，且具有出色的重復性。Discover Prep 相比傳統方法有幾個優勢，例如快速的壓縮空氣冷卻和易用性，其介電微波加熱機制提供了即時和均勻的體積加熱，有助于加速水解過程，而不損害回收率或精確度。

02 材料與方法????

試劑和樣本

本研究中使用的所有試劑均購自矢口名的商業供應商。本研究采用了美國國家標準與技術研究院（NIST）的嬰兒配方奶粉標準參考物質（SRM）。為了重組嬰兒配方奶粉，將 1 克的嬰兒配方奶粉與 9 毫升的水混合。水解溶液在使用前被新鮮制備，以確保最佳新鮮度和效果。

嬰兒配方奶粉樣本使用 CEM Discover Prep 系統進行水解。隨后，通過柱前衍生化過程確定了水解物中的氨基酸含量，接著進行超高效液相色譜（UPLC）注射和在 260 nm 波長下的光電二極管陣列（PDA）檢測。對于水解物的液相色譜-光電二極管陣列（LC-PDA）分析，使用了 Waters AccQ-Tag Ultra 衍生化試劑盒。使用 Discover Prep 樣本制備得到的結果與傳統烘箱方法以及相應的分析證書（CofA）中的信息進行了比較，以衡量準確性和效率。

Discover Prep 水解方法在利用 Discover Prep 進行的水解過程中，將 750 µL 的重組嬰兒配方奶粉樣本轉移到一個 35-mL 的 Pyrex 玻璃瓶中，然后安裝攪拌棒。記錄樣品的精確質量以供后續分析。接下來，向每個微波反應瓶中加入 5 mL 含有 1% 苯酚的 6 N 鹽酸（HCl）。為了最小化氧化，瓶子被氮氣（N₂）沖洗 60 秒，之后迅速用 Teflon^® 襯里的硅膠蓋密封，并放置在樣品架上，隨后放入 Discover Prep 的腔體中。為了確保可靠性和準確性，樣品進行了三次重復分析。為嬰兒配方奶粉的氨基酸水解專門配置了一步到位的動態方法。精心編程到 Discover Prep 中的該方法參數包括：

酸性水解

瓶型：Pyrex

控制類型：動態

溫度：160 °C

時間：20分鐘

壓力：300 PSI

功率：300 W

攪拌：高

樣品制備和衍生化分析

所有水解后的溶液都使用 0.2 µm PTFE 過濾器仔細過濾，以去除任何顆粒物質。然后，通過用 6 M NaOH 中和溶液來調整 pH 值，為衍生化作準備。根據 Waters AccQ-Tag Ultra 衍生化試劑盒的協議，將 80 µL 的硼酸緩沖液加入扌旨定的回收瓶中。接著加入 10 µL 的水解物樣品。然后密封瓶子，并使用渦旋混合器彳切底混合內容物以確保均勻性。下一步是將 10 µL 預先準備好的衍生化試劑從試劑盒加入到每個樣品反應瓶中。在加入衍生化試劑后，再次將混合物渦旋 10 秒鐘以確保完荃反應。最后，將樣品在 55 °C 下加熱 10 分鐘以促進衍生化過程，然后進行解析測定。

分析

每個衍生反應的 1 µL 樣本被精確地注射到 Waters AccQ-Tag Ultra C18 柱（1.7 µm, 2.1 x 100 mm）上，該柱與裝備了 Waters PDA 檢測器的 Waters ACQUITY H-Class™ UPLC 系統相連。色譜分析在控制的流速 0.4 mL/min 下進行。通過將柱溫保持在 55 °C 來實現最佳分離，并在 260 nm 波長下仔細監測吸光度。為高效分離而量身定制的洗脫梯度詳見表1。使用的流動相是A：在 MilliQ 水中稀釋了 10 倍的 Waters AccQ-Tag 洗脫液A和B：Waters AccQ-Tag 洗脫液 B。為了為每種氨基酸建立校準曲線，使用濃度為1、5、10、25、50、100 和 200 pmol/µL 的 Waters 氨基酸標準（Waters 公司，零件號 WAT088122）進行衍生化。線性回歸用作樣品定量評估的分析工具。

表1. 用于衍生化氨基酸分離的梯度

Time(min)	Flow(mL/min)	%A	%B
Initial	0.4	99.9	0.1
0.54	0.4	99.9	0.1
14.74	0.4	90.9	9.1
16.74	0.4	70.0	30.0
17.04	0.4	40.4	59.6
18.05	0.4	10.0	90.0
18.64	0.4	10.0	90.0
18.73	0.4	99.9	0.1
21.00	0.4	99.9	0.1

03 結果

在對 Discover Prep 系統進行評估時，使用了一種嬰兒配方奶粉的標準參考材料（SRM）。計算結果后，將其與隨材料提供的分析證書（CofA）以及按照 AOAC 官芳方法 2018.06 進行的氨基酸水解的傳統烤箱方法所得的結果進行了比較。圖 1 展示了微波輔助和傳統制備方法的結果，以及 CofA。很明顯，與傳統烤箱方法得出的結果與Discover Prep方法學的結果密切對應，所有回收率都集中在80到100%的區間內。此外，Discover Prep數據的標準偏差明顯減少，表明重復性得到了增強。因此，通過 Discover Prep 獲得的數據在與傳統方法進行基準比較時顯示出了準確性和精確性。

圖1. Discover Prep 數據與傳統氨基酸水解和 SRM 分析證書（CofA）的比較

04 結論

在當前研究中，使用了一個基于微波的樣品制備系統 CEM Discover Prep 來水解嬰兒配方奶粉。結果顯示，Discover Prep 系統能夠以高回收率和優良的精確度水解嬰兒配方奶粉。與常規烘箱方法相比，該系統具有顯著的優勢，包括其用戶友好的操作界面、即時和均勻的加熱能力，以及快速冷卻的特點，這些都有助于實現最佳的水解性能。

引用

1.Food and Drug Administration. The Office of the Federal Register (OFR) of the National Archives and Records Administration (NARA), and the U.S. Government Publishing Office (GPO). 21 CFR 107. Infant Formula: The Addition of Minimum and Maximum Levels of Selenium to Infant Formula and Related Labeling Requirements.

2.Bo L?nnerdal. Infant Formula and Infant Nutrition: Bioactive Proteins of Human Milk and Implications for Composition of Infant Formulas. The American Journal of Clinical Nutrition,Volume 99, Issue 3. [Online]2014,712S–717S.

注：AccQ-Tag™ 和 ACQUITY H-Class™ 是 Waters 公司的商標。Teflon^® 是Chemours（正式名稱為 DuPont）擁有的注冊商標和品牌名稱。Discover Prep™ 是 CEM 公司的商標。