利用酶標儀“檢測并比較市售豆漿中蛋白質含量”的實驗探索

徐亨慧 曹志江

摘要 選取市售各類豆漿為實驗材料，利用酶標儀檢測蛋白質含量，可以化“定性鑒定”為“定量檢測”。結果顯示，酶標儀檢測各類豆漿均符合質量標準，但蛋白質含量相差較大。檢測結果可以作為居民選擇豆漿制品的參考依據。

關鍵詞 酶標儀 蛋白質定量測定 生物學實驗

中圖分類號Q-331

文獻標志碼B

“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”是人教版生物教材第二章第一節“細胞中的元素和化合物”中的內容。通過該實驗，學生將理解有機物能與某些化學試劑產生顏色反應，并學會鑒定生物組織中的營養物質。但在現實生活中，學生大多能根據常識，輕易地推測出各種生物組織中的營養物質，使該實驗缺乏應用價值。

酶標儀是實驗室常用的設備。它與分光光度計的原理相同，滿足吸光物質濃度在一定波長下與吸光度成線性相關的規律。相較于分光光度計，酶標儀含有96個樣品槽，能一次性多次檢測多組樣品，且無需清洗和擦拭，可避免不同次重復檢測引起的誤差。

普通比色皿的裝液量為2-3 mL，而酶標儀測定樣品僅需200 μL，更為節省資源。此外，它能與計算機相連，由專門的軟件直接儲存、記錄與處理OD值，自動生成標準曲線并輸出R2。這免去了學生記錄數據與反復計算的麻煩。學生可根據R2值及時調整實驗進程，反思并改進自己的操作步驟。因此，酶標儀的操作更簡便，也節省了時間。

教師以學生常接觸的市售各類豆漿為材料，根據比色法選取酶標儀設計拓展實驗，化“鑒定”為“測量”，以達到真正的“檢測”。在探究過程中，學生能將本節知識運用到現實生活中去，親自檢測常喝的豆漿中的蛋白質含量并比較其差異，體悟生物學對人類生活的意義，提升對生物學的興趣。

1 實驗材料與用具

1.1 實驗材料

無水硫酸銅，碘化鉀，酒石酸鉀鈉，牛血清蛋白，質量分數為10%的氫氧化鈉溶液，學校食堂A店販賣的豆漿，學校外B店販賣的豆漿，C品牌豆漿粉。

1.2 實驗用具

酶標儀，移液槍，96孔酶標板，燒杯，量筒，玻棒，電子天平。

2 實驗方法

2.1 蛋白質標準溶液的制備

稱取0.5 g牛血清蛋白，加少量水溶解后定容至50 mL容量瓶中，即得10 mg/mL的蛋白質標準溶液。

2.2 不同梯度蛋白質標準溶液的制備

分別量取蛋白質標準溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于具塞試管中，分別編號1-6，并補加水至5 mL，即得0、2、4、6、8、10 mg/mL的蛋白質標準溶液。

2.3 雙縮脲試劑的制備

稱取0.75 g無水硫酸銅、0.5 g碘化鉀和3.0 g酒石酸鉀鈉于燒杯中，加入250 mL水溶解。一邊用玻棒攪拌，一邊緩慢加入150 mL質量分數為10%的氫氧化鈉溶液，最后定容至500 mL容量瓶中，倒入棕色瓶中避光儲存。

2.4 樣液的處理

取食堂A店購買的豆漿10 mL于燒杯，加水作稀釋10倍處理，記為樣液A。取校外B店豆漿10 mL于燒杯，加水作稀釋10倍處理，記為樣液B。按照豆漿粉說明書的指示，取C品牌15 g豆漿粉于燒杯，加入溫水100 mL，攪拌至均勻，同樣作稀釋10倍處理，記為樣液C。

2.5標準曲線的建立

以濃度為0 mg/mL的蛋白質標準溶液作參比，分別吸取編號1-6蛋白質標準溶液100μL置酶標板5個孔中，利用酶標儀在540 nm波長下測定OD值，取平均值。以OD值為縱坐標，以蛋白質含量為橫坐標，建立標準曲線。

2.6 蛋白質含量的測定

分別取樣液A、B和C1 mL于試管中，加入雙縮脲試劑4 mL，搖勻后靜置20 min。分別吸取反應液100μL于酶標板各5個孔中，利用酶標儀在540 nm波長下測定OD值。每個樣液重復該操作3次，記錄數據后，計算平均OD值。

2.7 數據處理與分析

依據標準曲線得到待測樣液的蛋白質含量，乘以稀釋倍數得到市售各類豆漿的蛋白質含量。

3 實驗結果與分析

3.1 標準曲線

根據2.5的測定，得出蛋白質含量與吸光度值的標準曲線。經SPSS軟件計算得出，回歸方程為y=0.061x+0.0086，R2=0.999，表明OD值有99.9%的可能是由蛋白質含量引起的。p=0.000.表明該回歸方程有良好的代表性。在蛋白質濃度為0-10 mg/mL的區間內，二者呈良好的正相關，可作為后續豆漿中蛋白質測定的參考。

3.2 市售豆漿的蛋白質含量結果比較與分析

利用酶標儀測定樣液A、B與C的平均OD值見表1。根據標準曲線的換算，并乘以相應的稀釋倍數，得到市售各類豆漿的蛋白質含量見表2。

通過稱重，發現校外B店豆漿和食堂A店豆漿每毫升克數分別為1.10 g/mL、1.42 g/mL。結合表2，可計算得出二者的豆漿蛋白質含量均高于GBT22106-2008非發酵豆制品標準中的純豆漿蛋白質含量（2g/100 g），表明它們的蛋白質含量符合該標準。同時，表2也直觀表明學校附近B店的豆漿蛋白質含量遠高于食堂A店的豆漿。將C品牌的豆漿蛋白質含量與其包裝中營養成分表的蛋白質含量（60 mg/mL）比對，發現二者存在較大誤差。

對此，教師可引導學生查閱資料，發現在豆漿粉的制作過程中，需加入磷脂油來提高它的速溶性能。而磷脂油中的脂肪會使得樣液出現渾濁，干擾比色，使數值增大。教師可建議學生在選用豆漿制品時，參照實驗所獲得的數據作為參考。

4 結論與討論

通過“檢測并比較市售豆漿中的蛋白質含量”的實驗，學生既能學會使用酶標儀，感受現代生物技術的奇妙魅力，又能基于課本知識的拓展，將所學所聞運用于生活中的問題解決，體悟生物學的現實應用價值。

5 教學建議

（1）樣品的處理。在進行預實驗時，學生發現部分豆漿研磨得不夠精細，難以使用移液槍吸取樣液。因此，教師建議在購買豆漿時，囑咐店家增加研磨烹制豆漿的時間，并及時使用豆漿以免變質。

（2）酶標儀的使用。酶標儀是目前大學實驗室的常用設備，高中生也己具備一定的信息技術素養。因為酶標儀的操作簡單，教師在開展本實驗前，應向學生介紹酶標儀的使用方法，使學生體會生物前沿技術的魅力。

（3）聯系生活實際。無論是食堂的豆漿，還是學校附近的豆漿，都是學生生活中常見的事物。教師還可以引導學生自備豆漿來作為本實驗的實驗材料。學生通過親自檢測它們的蛋白質含量并比較其差異，能體會生物學與信息技術、工程技術的結合緊密，正在對人類生活產生重要的影響。

（4）學科融合的新資源。本實驗可以融合生物與數學學科。通過數學學科中一元線性回歸模型與參數的最小二乘估計的學習，學生能自主建立標準曲線，繼而對照得出市售各類豆漿的蛋白質含量，以解決本實驗創設的問題。

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