超高效液相色譜-串聯質譜法測定大豆分離蛋白中的嘌呤

摘要 ［目的］建立同時測定大豆分離蛋白中4種嘌呤的超高效液相色譜-串聯質譜（UPLC-MS/MS）方法。［方法］采用三氟乙酸∶甲酸（V∶V=1∶1）將樣品中的嘌呤進行水解和提取，并用水稀釋。以含0.002%甲酸水溶液-甲醇體系為流動相，選擇安捷倫超高壓色譜柱 Poroshell 120 EC-C18分離4種嘌呤化合物（鳥嘌呤、腺嘌呤、次黃嘌呤和黃嘌呤），以質譜條件為電噴霧（ESI）正離子電離，MRM模式，外標法定量測定。［結果］在1～200 ng/mL濃度范圍內，4種嘌呤均具有較好的線性關系，相關系數（r）均不低于0.999 定量限（LOQ）和檢出限（LOD）分別在0.24～3.00和0.08～1.00 mg/kg。在3個濃度級別的加標水平下，4種嘌呤的平均回收率在81.7%～95.2%，相對標準偏差（RSD）均低于8.6%（n=6）。［結論］該方法可操作性強、簡捷快速，具有較高的靈敏度、回收率和精密度，可以同時檢測大豆分離蛋白中的4種嘌呤化合物。

關鍵詞 超高效液相色譜-串聯質譜法；嘌呤；大豆分離蛋白

中圖分類號 TS 207 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）20-0179-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.043

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Determination of Purines in Soybean Protein Isolate by Ultra High Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

PENG Jing-ya 3，LIN Qin-heng 3，PAN Yun-shan 3 et al

（1.Institute of Analysis，Guangdong Academy of Sciences （China National Analytical Center，Guangzhou），Guangzhou，Guangdong 510070;2.Guangdong Provincial Key Laboratory of Chemical Measurement and Emergency Test Technology，Guangzhou，Guangdong 510070;3.Guangdong Provincial Engineering Research Center for Efficacy Component Testing and Risk Substance Rapid Screening of Health Food，Guangzhou，Guangdong 510070）

Abstract ［Obiective］To establish a method for the simultaneous measurement of 4 purines in soybean protein isolate （SPI） using UPLC-MS/MS.［Method］Purines in SPI samples were hydrolyzed and extracted with trifluoroacetic acid：formic acid （V∶V=1∶1），and diluted with water.The 4 purines （guanine，adenine，hypoxanthine and xanthine） were then separated on an Agilent Poroshell 120 EC-C18 column，using 0.002% formic acid aqueous solution and methanol as mobile phases with gradient elution.Subsequently，the target compounds were analyzed with electrospray ionizationsource in positive ion mode under multi-reaction monitoring mode，employing the external standard quantitative method.［Result］Within the concentration range of 1-200 ng/mL，all four purines had good linear relationships，with correlation coefficients （r） exceeding 0.999 1.The limits of quantitation （LOQ） and the limits of detection （LOD） for the four purines were in the range of 0.24-3.00 mg/kg and 0.08-1.00 mg/kg.The spiked experiments were performed at three concentration levels，and the average recovery rates for the four components ranged from 81.7% to 95.2%，with RSD all less than 8.6%（n=6）.［Conclusion］This method is highly operable，simple and fast，with high sensitivity，recovery rate and precision，and can simultaneously detect four purine compounds in soy protein isolate.

Key words Ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry;Purine;Soybean protein isolate

大豆是一種優良的糧食作物，不僅營養豐富、口味佳，還兼具保健功能。大豆的蛋白質含量約占其總干重的40%［1］，是食物中非常重要的蛋白質來源，相關的深加工產品也已得到充分的開發，如大豆粉、分離蛋白、濃縮蛋白和組織蛋白等［2］。其中大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）是一種全價蛋白制品，以低溫脫溶大豆粕為原料，經過堿溶酸沉法等工藝生產而得［3］。SPI的外觀為乳白色至淡黃色粉末，一般含有多種氨基酸成分和不低于90%的蛋白質含量［4］，是一種優良的蛋白質原料。SPI還表現出良好的食品加工性能，被廣泛應用于乳制品、肉制品、面制品和抗菌保鮮包裝等領域［5-6］，同時因其具有保健作用，在保健食品和醫藥領域也有一定的應用［7］。

嘌呤類物質是生物體內核酸的主要組成部分，包含鳥嘌呤、腺嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌呤和各自的衍生物，具有多種生物學功能，對機體的能量供應和新陳代謝起著關鍵作用［8-9］。如果機體內嘌呤物質的代謝長期出現紊亂，將會發展成高尿酸血癥，并極有可能導致痛風等代謝性疾病［10］。研究表明，限制飲食中嘌呤的攝入可預防高尿酸血癥或減輕其相關癥狀［11］。大豆及其相關制品一直都被認為是高嘌呤食物的代表［12］，但有報道稱，大豆蛋白中嘌呤含量為0.388 mg/g［13］，而SPI在其加工過程中嘌呤脫除率也較高［14］，表明這2類大豆制品應屬于低嘌呤食物。目前關于SPI嘌呤含量的研究較少，SPI是否為高嘌呤食物仍存在爭議，因此有必要開發相關的測試方法，更深入地研究SPI的嘌呤含量，才能更科學地將其應用于膳食食品中。

目前鮮見SPI中嘌呤測定方法的相關報道，食品中常見的嘌呤測試方法主要有毛細管電泳色譜法［15］、高效液相色譜法［16］和液相色譜-串聯質譜法［17］等，后2種是目前較主流的檢測方法。嘌呤為弱堿性化合物，在反向高效液相色譜中保留較弱、分離度較差，導致干擾因素多、準確率低，需要結合三重四極桿串聯質譜法測定才能提高結果的準確性。該試驗在相關研究的基礎上，采用三氟乙酸與甲酸的混合酸對SPI樣品中的嘌呤組分進行水解和提取，并結合超高效液相色譜-串聯質譜法，建立了同時檢測SPI中4種嘌呤（鳥嘌呤、腺嘌呤、次黃嘌呤、黃嘌呤）的方法，以期為充分了解SPI中的嘌呤含量提供測試手段和參考依據。

1 材料與方法

1.1 試材與試劑

標準品：鳥嘌呤、腺嘌呤、黃嘌呤（含量≥99.8%），采購自上海詩丹德標準技術服務有限公司，次黃嘌呤（含量99.6%），采購自美國sigma-aldrich公司；甲醇（色譜純，美國honeywell公司）；甲酸、三氟乙酸（色譜純，上海麥克林生化科技有限公司）；氫氧化鈉、鹽酸（分析純，廣州化學試劑廠）；SPI粉末樣品為實驗室留樣；實驗室用水為蒸餾水（廣州屈臣氏食品飲料有限公司）。

1.2 儀器與設備

1290型超高效液相色譜儀，配有6460A型三重四極桿質譜儀（美國安捷倫公司）；FB15067型超聲波清洗器（美國賽默飛公司）；HWS26型電熱恒溫水浴鍋（上海恒一科學儀器公司）；XW-80A型旋渦振蕩器（上海琪特分析儀器公司）；BSA224S型電子天平（德國賽多利斯公司，感量0.000 1 g）。

1.3 試驗方法

1.3.1 前處理方法。將SPI樣品均質后，稱取約0.2 g樣品（精確至0.001 g）于25 mL試管中，加入1 mL水超聲振蕩至樣品溶解。加入6 mL三氟乙酸∶甲酸（V∶V=1∶1），立即振蕩1 min，輕輕蓋上試管塞（勿擰緊），并置于90 ℃水浴中水解15 min。水解結束后待其恢復至室溫，調節水解液的pH為接近中性，最后用水定容至25 mL并充分搖勻。根據樣品的嘌呤含量，用水進一步稀釋至合適濃度。樣液經 0.22 μm PTFE濾膜過濾后，供上機測定。

1.3.2 標準溶液配制。分別準確稱取鳥嘌呤、腺嘌呤、次黃嘌呤和黃嘌呤標準品約25 mg，分別用水超聲溶解，可加入少量的氫氧化鈉或稀鹽酸溶液助溶，定容至25 mL，配制成1.0 mg/mL的單一嘌呤儲備溶液。然后分別精密吸取上述4種儲備溶液1 mL，混合，并用水定容至100 mL，稀釋成10 μg/mL 的混合標準溶液。上述溶液均置于4 ℃保存。上機測定前，將混合標準溶液根據需求，現配現用，進一步稀釋成終濃度為1～200 ng/mL的標準曲線工作溶液。

1.3.3 色譜條件。超高壓色譜柱Poroshell 120 EC-C18 （美國安捷倫公司，3.0 mm×150 mm，2.7 μm）；柱溫35 ℃；流動相為含0.002%甲酸的水溶液（A）-甲醇（B），梯度洗脫程序：0～5.5 min，0～5% B;5.5～5.6 min，5%～95% B;5.6～8.0 min，95% B;8.0～8.1 min，95%～0% B;8.1～12.0 min，0% B；流速0.4 mL/min；進樣量2 μL。

1.3.4 質譜條件。AJS ESI離子源，帶有鞘氣流；使用正離子掃描方式和多反應離子監測模式（MRM）；毛細管電壓為3.5 kV；霧化氣為310.26 kPa；干燥氣和鞘氣，流速分別為6.0和10.0 L/min，溫度均為350 ℃。4種嘌呤化合物的色譜保留時間和質譜分析參數詳見表1。

2 結果與分析

2.1 酸水解條件的優化

嘌呤包括結合態嘌呤和游離態嘌呤，生物體中的嘌呤主要以結合態為主。結合態嘌呤必須水解為游離態才能被測定，水解方式一般采用酸水解，常用的酸類主要是高氯酸或三氟乙酸與甲酸的混合酸。有研究表明，采用三氟乙酸∶甲酸（V∶V=1∶1）混合酸（以下簡稱TF混合酸）進行水解，嘌呤損失少，效果較好［18-19］。SPI樣品中蛋白質含量較高，可以參考高蛋白含量的樣品如肉類或蛋白樣品等的酸水解條件。楊平等［20］測定豬里脊肉中嘌呤含量采用的酸水解條件為：0.2 g 肉泥加入1 mL超純水，再加入10 mL TF混合酸，90 ℃水浴水解12 min；武惠敏等［13］測定酵母蛋白中嘌呤含量采用的酸水解條件為：0.200 g樣品加入1 mL 水，再加入10 mL TF混合酸，85 ℃水浴水解15 min。故SPI的水解可以考慮采用TF混合酸在90 ℃水浴中水解15 min，但由于SPI為十分細膩的粉末且易溶于水，酸的用量不宜過多。孫玉鳳等［21］測定大豆粉末中嘌呤含量采用的酸水解條件為：0.100 g樣品加入1 mL 水混勻，再加入1 mL TF混合酸，100 ℃水浴水解30 min，大約相當于0.2 g樣品僅加入1 mL TF混合酸水解；同時由于酸的用量減少，其水解的溫度和時間都有所提升，而水解時間的延長也降低了前處理的效率。因此，為了同時保證前處理的效果和效率，有必要進行試驗來確定 TF 混合酸的適宜用量。

綜合參考上述方法，該研究選擇以90 ℃水浴水解15 min為固定條件，并以2個不同來源的SPI樣品為對象，比較考察了2、4、6、8、10 mL的TF混合酸用量對嘌呤的水解提取效果。前處理按“1.3.1”的方法進行（其中TF混合酸的用量分別加入2、4、6、8、10 mL），再按“1.3.3”和“1.3.4”的條件上機測定，結果見表2。由表2可知，2個SPI樣品中，鳥嘌呤和腺嘌呤含量均較高，次黃嘌呤含量較低，而黃嘌呤則未檢出；同時，鳥嘌呤、腺嘌呤和總嘌呤的含量在TF混合酸用量為6 mL時均達到了峰值，隨著TF混合酸用量繼續增加，嘌呤含量反而有所下降，這說明過量的TF混合酸會導致游離態的嘌呤發生降解，使嘌呤含量偏低。故該試驗選擇TF混合酸的用量為6 mL。

2.2 色譜條件的選擇

色譜柱采用安捷倫 Poroshell 120 EC-C18，固定甲醇為有機洗脫液，對3種無機流動相（水、含1 mmol/L 乙酸銨水、含0.002%甲酸水）分離4種嘌呤的效果進行考察。試驗發現，不同的無機流動相對腺嘌呤的保留時間影響較大，對另外3種嘌呤的保留時間影響則較小。以水-甲醇為流動相時，腺嘌呤保留時間為6.10 min，與其他3種嘌呤的分離度較好，但鳥嘌呤和次黃嘌呤的出峰時間分別為4.85和4.90 min，兩者十分接近；以含1 mmol/L乙酸銨水-甲醇為流動相時，腺嘌呤的保留時間大大提前，但與鳥嘌呤重疊，兩者保留時間皆為3.6 min，分離效果不佳；當流動相采用含0.002%甲酸水-甲醇體系時，4種嘌呤化合物的出峰都沒有重疊，峰型較好，分離度相對達到最優（圖1）。因此，該試驗的無機流動相選擇含0.002%甲酸的水溶液。

2.3 質譜條件優化

以4種嘌呤化合物濃度為0.5 μg/mL的單一標準溶液為目標物，進行一級質譜全掃描（負離子、正離子檢測模式分別進行），結果顯示4種嘌呤化合物均在正離子模式下表現出較高的響應值，能形成［M+H］+準分子離子峰。然后在正離子模式下繼續優化［M+H］+離子的去簇電壓，并利用二級質譜MRM模式確定4種嘌呤化合物的定性定量子離子及其最優碰撞能量，最終得到4種嘌呤化合物在儀器上的最佳參數。

2.4 方法學驗證

2.4.1 線性關系、定量限及檢出限。將“1.3.2”的標準曲線工作溶液按“1.3.3”色譜條件和“1.3.4”質譜條件進行分析，考察4種嘌呤目標物的線性關系。將分析結果以定量離子響應值對目標物質量濃度進行線性回歸，計算其線性方程、相關系數和線性范圍，定量限（LOQ）和檢出限（LOD）則按照各目標物定量離子的10倍信噪比和3倍信噪比所對應的濃度分別計算，結果見表3。鳥嘌呤、腺嘌呤和次黃嘌呤在1～200 ng/mL、黃嘌呤在5～200 ng/mL均表現出較好的線性關系，相關系數（r）在0.999 1～0.999 7，4種嘌呤的定量限和檢出限分別為0.24～3.00和0.08～1.00 mg/kg。

2.4.2 加標回收率與精密度。選擇適宜的已知嘌呤含量的SPI樣品為研究對象，并根據樣品嘌呤含量配制對應濃度的用于加標的混合標準溶液。按每種嘌呤本底值的0.5、1.0和1.5倍共3個濃度級別添加嘌呤標液，進行加標回收試驗，由于樣品中黃嘌呤為未檢出（＜3.0 mg/kg），則按其定量限的1、3和10倍的濃度級別添加嘌呤標液。每個濃度水平均重復制備6份，按“1.3”試驗方法進行檢測，得到相應的回收率和精密度結果。結果見表4，4種嘌呤的平均回收率為81.7%～95.2%，說明該方法的前處理條件可有效提取和保留樣品中的嘌呤化合物，損失較少，分析干擾較小，準確度較高；4種嘌呤的相對標準偏差（RSD）為1.7%～8.6%，精密度良好，能滿足一般檢測要求。

2.5 實際樣品分析

使用該試驗優化的方法對10批不同來源的SPI樣品進行4種嘌呤的測定分析，并將各組分加和計算總嘌呤含量。測定結果如表5所示，SPI樣品中鳥嘌呤和腺嘌呤的含量較高，鳥嘌呤和腺嘌呤分別占總嘌呤的43.3%～58.8%和40.8%～55.5%，次黃嘌呤占總嘌呤的0.14%～1.21%，而黃嘌呤則均為未檢出（＜3.0 mg/kg），說明SPI中次黃嘌呤的含量非常低且幾乎不含有黃嘌呤。10批SPI樣品中總嘌呤的含量為1 236.6～3 636.9 mg/kg，平均值為2 209.9 mg/kg，與干黃豆的嘌呤含量（2 181.9 mg/kg）［12］接近。一般認為，食物中的嘌呤含量為 2 000～3 000 mg/kg時，屬于較高組；嘌呤含量超過3 000 mg/kg時，屬于非常高組［22］。這表明SPI屬于嘌呤含量較高的食物，將其作為補充蛋白質的膳食食品原料或添加劑時，應充分考慮其用量和搭配，才能更有效地預防和控制高尿酸血癥和痛風等疾病。

3 結論

該試驗開發了同時測定SPI中鳥嘌呤、腺嘌呤、次黃嘌呤和黃嘌呤含量的超高效液相色譜-串聯質譜方法。該方法簡單快速、可操作性強，相比于主流的高效液相色譜法效率更高、選擇性更強。對方法的標準曲線定量可靠性、定量限和檢出限、準確度和精密度等參數進行了驗證，結果表明該方法靈敏度較高、測定結果準確、回收率高、重復性好、滿足一般檢測要求。應用于實際樣品的測定證實了其有效性和適用性，測試結果也顯示SPI中嘌呤含量較高，屬于高嘌呤食物。該方法為SPI在膳食食品中的科學應用提供參考依據，也為其他類型樣品中嘌呤化合物及其類似物的測試提供了借鑒。

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