齊英杰 鄭 楠 王加啟 張養(yǎng)東

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶及奶制品質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心,動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193)

脂肪是乳中重要的能量供應(yīng)物質(zhì),乳脂是哺乳動(dòng)物脂質(zhì)的主要來(lái)源之一,也是嬰幼兒膳食中脂肪的唯一來(lái)源,其成分對(duì)哺乳動(dòng)物的成長(zhǎng)和發(fā)育具有至關(guān)重要的影響。乳脂由不同脂類物質(zhì)的復(fù)雜混合物組成[1],其中的脂類在乳漿中以乳脂肪球的形式分散形成乳濁液,乳脂肪球的大小和分布對(duì)乳汁的口感和質(zhì)量起著決定性作用。甘油三酯在乳脂中所占比例高達(dá)98%以上[2],由1個(gè)甘油骨架和3個(gè)脂肪酸酯化形成[3]。甘油骨架是乳脂的結(jié)構(gòu)成分,對(duì)乳的顏色、香味、味道、黏稠度以及結(jié)構(gòu)都有重要的影響。甘油骨架可以防止乳液的分離,保證乳液的穩(wěn)定性[4-5],并且在加工過(guò)程中具有潤(rùn)滑作用。此外,甘油骨架還可以通過(guò)改變?nèi)榈膭?dòng)力學(xué)性質(zhì)[6],提高乳的流動(dòng)性和延展性。因此,探究乳中甘油骨架的來(lái)源、作用及檢測(cè)方法對(duì)深入了解乳汁合成和代謝具有非常重要的意義。

1 乳中甘油骨架的來(lái)源及其影響因素

甘油骨架,也稱為甘油,是一種從葡萄糖中提取的三碳分子結(jié)構(gòu)物質(zhì),是乳中發(fā)現(xiàn)的許多重要脂質(zhì),包括甘油三酯、磷脂和鞘脂等[7]的骨架結(jié)構(gòu)。乳中甘油通常有3種來(lái)源:第1種是通過(guò)葡萄糖合成甘油,即葡萄糖通過(guò)糖異生途徑轉(zhuǎn)化成甘油(圖1)[8];第2種是通過(guò)飲食的攝入,人和動(dòng)物攝入的脂肪和碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以在肝臟和其他組織中代謝生成甘油,并進(jìn)入乳汁;第3種來(lái)源是乳腺的重新合成,即在乳腺內(nèi)部的脂肪酸通過(guò)脂肪酸合成途徑再次合成甘油三酯,產(chǎn)生甘油,并進(jìn)入乳汁中。這些不同來(lái)源的甘油可以影響乳脂合成和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。乳中甘油骨架的來(lái)源比例可能會(huì)因多種因素而有所變化,如飼養(yǎng)、季節(jié)、妊娠期、泌乳期、奶牛品種及產(chǎn)地等。因此,乳中甘油骨架的具體比例可能會(huì)因試驗(yàn)條件和研究對(duì)象的不同而有所差異,目前尚缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。

1.1 葡萄糖合成甘油

乳中甘油骨架的主要來(lái)源是肝臟中產(chǎn)生并釋放到血液中的葡萄糖[9]。這種葡萄糖被乳腺吸收,并用作于合成乳脂的能量和碳來(lái)源。在乳腺中,葡萄糖經(jīng)過(guò)糖酵解途徑,被磷酸化成為葡萄糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate,G6P),G6P經(jīng)過(guò)磷酸異構(gòu)酶的作用被轉(zhuǎn)化為果糖-6-磷酸(fructose-6-phosphate,F6P),F6P在酸解酶的作用下生成2分子的磷酸甘油酸(phosphoglycerate,PG)[10]。在生物體內(nèi),PG和ATP經(jīng)過(guò)磷酸甘油酸激酶的催化作用,被磷酸化成為1,3-二磷酸甘油酸(1,3-bisphosphoglycerate,1,3-BPG)和ADP,其中1,3-BPG是由1,3-二磷酸甘油酸脫水酶作用后得到的二羥基丙酮磷酸(dihydroxyacetone phosphate,DHAP)[11]。DHAP可以被甘油磷酸脫氫酶(glycerol phosphate dehydrogenase,GPDH)催化轉(zhuǎn)變?yōu)楦视腿?3-磷酸(glyceraldehyde-3-phosphate,G3P),G3P可以與脂肪酸結(jié)合形成甘油三酯[12],而甘油三酯是乳中發(fā)現(xiàn)的主要脂質(zhì)類型。這個(gè)途徑中,GPDH催化DHAP轉(zhuǎn)化為G3P并因此提供甘油三酯生物合成前體的酶,被認(rèn)為是此過(guò)程的關(guān)鍵酶[8]。因此,乳腺細(xì)胞主要通過(guò)葡萄糖代謝的脂肪酸合成途徑合成甘油骨架,同時(shí)將其與其他脂肪酸結(jié)合形成甘油三酯,并分泌到乳汁中。

G3P:甘油醛-3-磷酸 glyceraldehyde-3-phosphate;Fps1:法呢基二磷酸合酶1 farnesyl diphosphate synthase 1;Glpf:甘油攝取促進(jìn)蛋白 glycerol uptake facilitator protein;Stl1:糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白樣1 sugar transporter like 1;AQP:水通道蛋白 aquaporin;FAD:黃素腺嘌呤二核甘酸 flavin adenine dinucleotide;FADH2:還原型黃素腺嘌呤二核苷酸 reduced flavin adenine dinucleotide;NAD+:煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 nicotinamide adenine dinucleotide;NADH:還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 reduced nicotinamide adenine dinucleotide;NAD(P)+:煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 nicotinamide adenine dinucleotide phosphate;NAD(P)H:還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate;DHA:二羥基丙酮 dihydroxyacetone;DHAP:二羥基丙酮磷酸 dihydroxyacetone phosphate;ADP:二磷酸腺苷 adenosine diphosphate;ATP:三磷酸腺苷 adenosine triphosphate。

1.2 飼糧攝入

除葡萄糖外,乳中甘油骨架的其他來(lái)源包括飲食的攝入,如甘油和其他脂質(zhì)[13-15]。母體食物中的甘油也可以通過(guò)腸道吸收進(jìn)入母體循環(huán)系統(tǒng),并最終通過(guò)乳腺細(xì)胞的代謝作用輸送到乳汁中。但母體循環(huán)系統(tǒng)中的甘油并不是專門為乳汁合成而存在的,而是來(lái)自于全身各個(gè)組織和器官的甘油代謝產(chǎn)物。甘油攝取與其他不帶電的小分子一樣,甘油可以通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散穿過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜[16],細(xì)胞內(nèi)甘油可通過(guò)甘油激酶轉(zhuǎn)化為G3P,或通過(guò)甘油醛-3-磷酸脫氫酶還原DHAP而形成G3P[17]。在甘油代謝過(guò)程中,甘油激酶在肝臟中具有高度活性[18],而在脂肪組織和骨骼肌中的活性相對(duì)較低[19]。這種組織間的活性差異可能與其代謝需求和功能有關(guān)。葡萄糖通常被認(rèn)為是白色和棕色脂肪組織、骨骼肌和肝臟中G3P合成的主要碳源。然而,葡萄糖和丙酮酸鹽在甘油合成途徑中的相對(duì)定量貢獻(xiàn)尚未在體內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)檢查。甘油生成,即從葡萄糖和甘油以外的前體(即丙酮酸鹽、乳酸鹽、丙氨酸和檸檬酸循環(huán)陰離子)從頭合成G3P,長(zhǎng)期以來(lái)一直被認(rèn)為是脂肪組織中甘油三酯甘油形成的潛在途徑[7]。

1.3 乳腺重新合成

乳腺組織內(nèi)的脂肪細(xì)胞可以合成甘油,并通過(guò)脂蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)作用輸送到乳腺細(xì)胞內(nèi)。在此合成過(guò)程中,又有很多酶和輔助因子的參與,例如,1)脂肪酸運(yùn)輸:脂肪酸從乳腺細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)饺橹疚⒘Ｉ闲枰舅徇\(yùn)輸?shù)鞍椎膮⑴c;2)脂肪酸酯化:酯化酶將脂肪酸與乳酸酯縮合形成脂肪酸酯;3)脂肪酸酯偶聯(lián):脂肪酸酯偶聯(lián)酶將脂肪酸酯之間進(jìn)行偶聯(lián),形成脂肪酸酯鏈;4)甘油骨架的形成:脂肪酸酯酶將脂肪酸酯鏈進(jìn)行加工,形成甘油骨架,并將其輸送到乳汁中。同樣,乳腺細(xì)胞將甘油與脂肪酸結(jié)合,形成甘油三酯,并通過(guò)脂蛋白介導(dǎo),運(yùn)輸?shù)饺橹小?/p>

這個(gè)過(guò)程可以在生物體內(nèi)不斷重復(fù),從而不斷擴(kuò)大甘油骨架,增加其能量?jī)?chǔ)存量。在甘油骨架形成途中,還受到許多因素的影響,如遺傳、生理、營(yíng)養(yǎng)改變、脂肪含量和脂肪酸酯的種類酶的活性等[20]。因此,在進(jìn)行甘油骨架的研究時(shí),需要考慮多種因素的影響。

2 甘油骨架的功能

甘油是一種具有多功能的化學(xué)物質(zhì),被廣泛應(yīng)用于制藥、食品、化妝品和其他行業(yè),甘油的作用見表1[21-25]。近年來(lái),關(guān)注甘油的人越來(lái)越多,雖然乳中甘油的功能研究相對(duì)較少,但在生理和病理上卻被廣泛的研究。

表1 甘油的作用

2.1 在生理上發(fā)揮水合作用和提高能量供應(yīng)

乳中甘油作為乳汁的組成成分,具有多種生理作用,其中包括良好的保濕作用。根據(jù)甘油的強(qiáng)吸濕性,可以通過(guò)吸收周圍環(huán)境中的水分來(lái)增加皮膚表面的水分含量,并通過(guò)減緩水分的蒸發(fā)速度,從而使皮膚表面的水分得以保持更長(zhǎng)時(shí)間。甘油還可以通過(guò)滲透作用將水分從深層皮膚引導(dǎo)到表層皮膚,從而使皮膚達(dá)到保濕效果,增強(qiáng)皮膚的彈性和柔軟度。此外,甘油還可以形成一層保護(hù)膜,防止水分的流失和外界的刺激,從而進(jìn)一步提高皮膚和黏膜的濕潤(rùn)度[21]。甘油可以增強(qiáng)和維持水合狀態(tài),如針對(duì)冬季干燥癥,甘油在增加表皮水合作用是至關(guān)重要的[22]。

甘油還能提高耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn),延長(zhǎng)耐力時(shí)間來(lái)增加功率。研究表明,脫水是耐力運(yùn)動(dòng)中常見的問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致體溫調(diào)節(jié)受損、心血管負(fù)擔(dān)增加以及肌肉功能下降等不良生理變化[23]。含有甘油的飲料可以增強(qiáng)和維持水合狀態(tài),并可能通過(guò)減少與脫水相關(guān)的不良生理變化來(lái)提高耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn),延長(zhǎng)耐力時(shí)間從而增加功率,從精力充沛持續(xù)到精疲力竭,最高可提高5%～24%的效率[23]。

此外,甘油在生物體內(nèi)還扮演著多重角色。它是脂肪的組成部分,有助于脂溶性維生素的吸收和利用,并且作為一種糖原前體,可以被人體利用為能量來(lái)源,用來(lái)維持生命活動(dòng)[25];能防止細(xì)胞膜的過(guò)度脫水[26],保護(hù)乳腺細(xì)胞和細(xì)胞膜,并具有一定的抗氧化作用[24],減少細(xì)胞損傷和老化;還能作為一種溫和的瀉藥,緩解便秘和脹氣,保持腸道健康[27]。甘油還具有很多生理作用,這些作用對(duì)于生物的生長(zhǎng)發(fā)育和免疫系統(tǒng)的發(fā)育都具有重要的作用。

2.2 在病理上具有診斷和調(diào)節(jié)作用

甘油作為備受青睞的醫(yī)藥添加劑被廣泛用于口服藥物中,以提高藥物的協(xié)同效應(yīng)和穩(wěn)定性[28]。此外,甘油還可直接檢測(cè)某些疾病或成為疾病檢測(cè)的指標(biāo)之一,在醫(yī)學(xué)上具有廣泛的應(yīng)用前景。

血液中甘油濃度的測(cè)量可作為一種非侵入性的肝臟功能檢查方法,用于早期檢測(cè)肝病和監(jiān)測(cè)病情進(jìn)展[29]。肝臟是合成和分解甘油的主要器官,而肝臟受損或患病時(shí)其代謝和分解甘油的能力會(huì)降低,導(dǎo)致血液中甘油濃度升高。此外,研究還發(fā)現(xiàn),血液中甘油濃度與非酒精性脂肪肝、肝纖維化等肝病的發(fā)生和進(jìn)展相關(guān)[30],因此可能成為這些疾病的潛在生物標(biāo)志物。但血液中甘油濃度的檢測(cè)并不足以作為單一的肝病診斷標(biāo)準(zhǔn),需結(jié)合其他臨床指標(biāo)和檢查結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)估。

乳中甘油具有一定的免疫調(diào)節(jié)作用[31]。甘油可以作為代謝物被免疫細(xì)胞利用,如巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和T細(xì)胞等。在T細(xì)胞的分化和功能中,甘油通過(guò)參與葡萄糖-甘油循環(huán)來(lái)調(diào)節(jié)T細(xì)胞的能量代謝,從而對(duì)T細(xì)胞的增殖、分化和功能發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫反應(yīng)。還有一些研究表明,乳中甘油可以作為腸道微生物的碳源和能量來(lái)源,促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)[27,32]。這是因?yàn)楦视途哂休^低的分子量和較高的可溶性,能夠被微生物快速吸收和利用,從而促進(jìn)有益菌如雙歧桿菌、乳酸菌等的生長(zhǎng)。這些研究結(jié)果為進(jìn)一步探索乳中甘油的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制以及其在維護(hù)腸道健康方面的潛在應(yīng)用提供了重要的理論基礎(chǔ)。

甘油在檢測(cè)疑似梅尼埃氏病的患者中有著重要意義。甘油被證實(shí)可有效改善眩暈發(fā)作,減少耳鳴引起的不適感,提高對(duì)飲食限制無(wú)反應(yīng)的單側(cè)梅尼埃氏病患者的生活質(zhì)量[33]。甘油可以通過(guò)促進(jìn)腸道細(xì)胞生長(zhǎng)和修復(fù)[34]來(lái)維護(hù)腸道屏障的完整性,還能通過(guò)抑制某些細(xì)菌的生長(zhǎng)[21]來(lái)改善特應(yīng)性病和以表皮屏障功能受損為特征的皮膚疾病[22],而血清總甘油和游離甘油的水平是脂質(zhì)代謝和心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的重要指標(biāo)[35]。需要注意的是,盡管乳中甘油具有多種醫(yī)學(xué)作用,但目前仍需進(jìn)行更多的研究以深入探明其作用機(jī)制和臨床應(yīng)用價(jià)值。

3 甘油骨架的檢測(cè)方法

甘油骨架又稱甘油,目前甘油的檢測(cè)方法主要分為:滴定法、銅離子(Cu2+)比色法、高效液相色譜法、甘油激酶法和光譜法等。

3.1 滴定法

滴定法原理為甘油與高碘酸鹽反應(yīng)生成甲醛和甲酸,而過(guò)量的高碘酸鹽則被過(guò)量的乙二醇還原為碘酸鈉和乙二醛。根據(jù)這一性質(zhì),通過(guò)測(cè)量消耗的氫氧化鈉溶液的體積,便可以計(jì)算出甘油的濃度,無(wú)需使用精密儀器。此方法操作簡(jiǎn)單,準(zhǔn)確性較高,試劑價(jià)格相對(duì)較低,因此在甘油生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,且便于調(diào)控發(fā)酵過(guò)程中的甘油濃度?？递x等[36]建立了一種高碘酸鈉滴定法,試驗(yàn)結(jié)果表明,棒酸發(fā)酵液中甘油濃度為0.25～4.00 g/L,滴定法對(duì)其的測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定可靠。此外,不同的樣品處理方法對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響不大。彭晉平等[37]對(duì)8個(gè)甘油樣品進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明該方法具有較小誤差和較高精確度。

3.2 Cu2+比色法

Cu2+比色法的測(cè)定原理為甘油在堿性(pH=11～12)條件下,與Cu2+反應(yīng)生成藍(lán)色絡(luò)合物(甘油銅),該絡(luò)合物在630 nm波長(zhǎng)處有最大吸收峰。該方法利用朗伯-比爾定律制備一系列不同甘油濃度的甘油銅溶液,測(cè)定它們?cè)?30 nm處的吸光度,并制作標(biāo)準(zhǔn)曲線得到回歸方程。再將待測(cè)樣品與Cu2+反應(yīng),測(cè)定其吸光度并代入回歸方程,計(jì)算出甘油的濃度。該方法操作簡(jiǎn)單、結(jié)果準(zhǔn)確、檢測(cè)靈敏度高,且不受外界物質(zhì)影響、試劑成本低,被廣泛應(yīng)用于甘油濃度的測(cè)定。李盛林等[38]利用此法測(cè)定生物柴油制備過(guò)程中產(chǎn)生的甘油,計(jì)算生物柴油的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果表明,當(dāng)甘油濃度為3%～9%時(shí),其與吸光度的線性關(guān)系良好[相關(guān)系數(shù)(r)=0.998 4],且與氣質(zhì)聯(lián)譜法相比較,該方法轉(zhuǎn)化率的測(cè)定值差值小于0.1%。閻杰等[39]對(duì)該方法進(jìn)行了優(yōu)化并建立了操作簡(jiǎn)單、快速可靠的測(cè)定方法,結(jié)果顯示,所建立的測(cè)定方法具有簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),相對(duì)誤差在-1.33%～4.33%,變異系數(shù)為0.546%。李玲艷等[40]在原有方法上進(jìn)行了優(yōu)化,并成功地將其應(yīng)用于堿催化酯交換法制備生物柴油過(guò)程中,結(jié)果發(fā)現(xiàn),改進(jìn)后的方法具有快速、準(zhǔn)確、便捷等優(yōu)點(diǎn),可以避免樣品的預(yù)處理對(duì)結(jié)果的干擾,相對(duì)誤差為-0.490%。

3.3 高效液相色譜法

高效液相色譜法利用流動(dòng)相在固定相上的分配作用,將混合物中的組分分離并檢測(cè)。檢測(cè)甘油時(shí),將樣品通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可以檢測(cè)的流動(dòng)相,采用高壓輸液系統(tǒng)將單一溶劑或混合溶劑、緩沖液等具有不同極性的流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱,在固定相和流動(dòng)相的相互作用下,使甘油逐一分離出來(lái),并通過(guò)檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)甘油的檢測(cè)。該方法具有靈敏度高、破壞性小、分離效率高、選擇性好及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),已成為分離小樣品或分析復(fù)雜混合物的理想選擇。該方法的缺點(diǎn)是費(fèi)用高、裝置復(fù)雜,對(duì)分析人員技術(shù)要求高,所需標(biāo)準(zhǔn)品量大,受外界條件影響較大?，F(xiàn)如今,高效液相色譜法已應(yīng)用于甘油三酯分離和生物樣品中甘油濃度的檢測(cè)[41]。李蓉等[42]采用高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測(cè)法來(lái)測(cè)定生物柴油中的游離甘油濃度,并研究了該方法的適用性、準(zhǔn)確性和可靠性;研究結(jié)果表明,該方法能夠在7.12～307.31 mg/kg的范圍內(nèi)測(cè)定生物柴油中的游離甘油濃度,回收率在96.3%～105.6%,且該方法具有較高的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性,為生物柴油的質(zhì)量監(jiān)測(cè)提供了一種有效的手段。Frieler等[43]采用高效相液色譜法準(zhǔn)確測(cè)定了血漿和組織中的甘油和肌醇濃度,其線性范圍分別為2.7～174 nmol和1.4～89 nmol,使用該方法與其他技術(shù)方法測(cè)得的結(jié)果具有良好的一致性。張倩茹等[44]使用離子色譜法對(duì)棗酒中的甘油濃度進(jìn)行了測(cè)定,并考察了樣品前處理和儀器分析參數(shù)等因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,結(jié)果顯示加標(biāo)回收率為99.25%～101.22%,同時(shí)通過(guò)分析市售的20種棗酒樣品,發(fā)現(xiàn)其中有3種酒的甘油濃度超標(biāo),這說(shuō)明該方法可以有效地用于棗酒質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和控制。楊娟[45]建立了混合溶劑法直接測(cè)定蜂蜜中甘油濃度的測(cè)定方法,通過(guò)線性范圍、加標(biāo)回收率、精密度及與其他方法對(duì)比等項(xiàng)目的驗(yàn)證,結(jié)果表明該方法測(cè)定甘油濃度的結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

3.4 甘油激酶法

甘油激酶法又稱為磷酸甘油氧化酶-過(guò)氧物酶法,是一種利用酶的特異性催化反應(yīng)來(lái)測(cè)定甘油濃度的生化分析方法。其基本原理是利用甘油激酶催化反應(yīng)將甘油和ATP催化成G3P,G3P在磷酸甘油氧化酶催化下生成DHAP和過(guò)氧化氫;過(guò)氧化物酶催化過(guò)氧化氫與4-氨基安普比林或4-氯酚反應(yīng)生成紫蘭色醌亞胺,在500 nm波長(zhǎng)處有最大吸收峰,根據(jù)吸光度的變化來(lái)確定所生成的過(guò)氧化氫濃度,根據(jù)甘油的濃度與生成的過(guò)氧化氫濃度成正比,從而可以用比色法來(lái)測(cè)定甘油的濃度。甘油激酶法具有專一性強(qiáng)、靈敏度高、精密度好、操作便捷及檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn),適用于測(cè)定樣品組成成分比較復(fù)雜的甘油。但該方法的試劑較為昂貴,還需要配備特殊的儀器設(shè)備,比如甘油激酶反應(yīng)器、顯色計(jì)等,這也會(huì)增加試驗(yàn)成本。因此,在實(shí)際應(yīng)用中需要綜合考慮成本和檢測(cè)需求,選擇最合適的檢測(cè)方法。周澤林等[46]建立了測(cè)定發(fā)酵液中甘油濃度的酶法分析方法,發(fā)現(xiàn)其顯色線性范圍為0.1～0.9 g/L,該方法對(duì)甘油具有良好的靈敏度和專一性,且準(zhǔn)確可靠,是測(cè)定甘油濃度的理想方法。劉青等[47]使用甘油激酶試劑盒對(duì)進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)的葡萄酒中甘油的濃度進(jìn)行測(cè)定,通過(guò)全自動(dòng)酶聯(lián)免疫生化分析儀進(jìn)行分析,并采用高效液相色譜法驗(yàn)證了準(zhǔn)確度,發(fā)現(xiàn)在2.0～16.7 g/L甘油濃度范圍內(nèi)的線性關(guān)系較好(r=0.998 9),表明采用高效液相色譜法測(cè)定甘油濃度是一種準(zhǔn)確、快速、靈敏的方法,該研究為葡萄酒行業(yè)的質(zhì)量控制和品牌建設(shè)提供了一定的理論和實(shí)踐指導(dǎo)。司洪宇等[48]通過(guò)酶電極表征特性優(yōu)化固定化模式,制備出最優(yōu)甘油酶電極,該電極具有較高的靈敏度和穩(wěn)定性,結(jié)果表明其測(cè)量值與高效液相色譜法相比無(wú)顯著差異。

3.5 光譜法

紫外分光光度計(jì)法和近紅外光譜法是常見的光譜法。光譜法具有效率高、成本低、無(wú)破壞性且無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。然而,近紅外光譜法僅適用測(cè)量液體表面,難以測(cè)量深處液體的內(nèi)部,還需要精密的儀器設(shè)備和復(fù)雜的數(shù)據(jù)模擬處理。此外,它易受外界因素影響,測(cè)量精度不高,在選擇時(shí)需對(duì)該方法進(jìn)行考慮。楊梅桂等[49]采用乙酰丙酮與甘油在堿性條件下反應(yīng),生成黃色絡(luò)合物,其最大吸收波長(zhǎng)位于410 nm處,采用分光光度法對(duì)絡(luò)合物的吸光度進(jìn)行測(cè)定,可以得到水中微量甘油的濃度;該方法具有靈敏度高、選擇性好、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn),并且可以消除水樣中顏色的干擾,適用于水中微量甘油的測(cè)定。李燕萍等[50]首先對(duì)樣品進(jìn)行了預(yù)處理,然后利用光譜儀獲取了近紅外光譜數(shù)據(jù),并使用多元線性回歸和偏最小二乘回歸等方法建立了乙醇、甘油和葡萄糖的定標(biāo)模型,并對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了優(yōu)化,將該方法與高效液相色譜法進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),其具有高準(zhǔn)確性和較低誤差,可以在線監(jiān)測(cè)甘油變化。李治華[51]根據(jù)偏最小二乘法建立了一種快速檢測(cè)高濃度精制甘油中甘油濃度的近紅外光譜校正模型,以預(yù)測(cè)集對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明r為0.991 7,預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差為0.023,表明模型建立良好且預(yù)測(cè)準(zhǔn)確;該方法可以提供及時(shí)準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù),能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)甘油濃度檢測(cè)精度的要求,可以滿足實(shí)際生產(chǎn)中高濃度精制甘油中甘油濃度的檢測(cè)精度要求,提供及時(shí)準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。表2匯總了甘油骨架的檢測(cè)方法。

4 小結(jié)與展望

甘油廣泛存在于細(xì)菌到哺乳動(dòng)物的生物體中。乳中甘油的生物合成與人類健康密切相關(guān),對(duì)油料作物和產(chǎn)油微生物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有著重要影響。由于體外細(xì)胞和動(dòng)物模型容易獲得,甘油作為甘油三酯合成的甘油骨架在哺乳動(dòng)物中得到了廣泛的研究,包括其激活為G3P的位點(diǎn)、細(xì)胞間運(yùn)輸以及相關(guān)酶或基因?qū)χ|(zhì)代謝的調(diào)節(jié)作用。相反,甘油在為甘油三酯合成提供前體中的重要性在含油植物和微生物的脂質(zhì)代謝研究中尚未被完全認(rèn)識(shí)。甘油被稱為生物柴油生產(chǎn)的副產(chǎn)品,近幾十年來(lái),對(duì)甘油的研究主要集中在將其用作生產(chǎn)增值產(chǎn)品的廉價(jià)碳源[52]。本文綜述了乳中甘油的合成和影響因素、作用及檢測(cè)方法,說(shuō)明了甘油代謝對(duì)乳脂合成的重要影響。然而,關(guān)于甘油和乳脂代謝之間復(fù)雜的相互作用的信息仍然很缺乏?，F(xiàn)代遺傳和基因工程的發(fā)展為鑒定參與甘油和乳脂代謝的關(guān)鍵調(diào)控因子提供了可能性,可以更好地了解甘油代謝在乳脂調(diào)節(jié)中的作用,對(duì)人類健康和能源領(lǐng)域都有重要意義。