轉(zhuǎn)基因大豆加工適宜性分析

□ 陳俊伸 王琴琴 徐 濤 舒 哲 南京財經(jīng)大學食品科學與工程學院

大豆是我國重要的油料作物，同時也是大部分食用蛋白和工業(yè)原料的重要來源。1988 年，Hinchee首次報道成功獲得大豆轉(zhuǎn)基因植株。1994年美國最早獲準推廣轉(zhuǎn)基因大豆[1]。其后，轉(zhuǎn)基因大豆在全球種植、加工等過程中相比于普通大豆表現(xiàn)出了越來越多的優(yōu)越性，但其在轉(zhuǎn)入外源基因后蛋白亞基含量如何變化、加工適宜性如何，需要深入研究。我國目前獲農(nóng)業(yè)部審批可進口的轉(zhuǎn)基因大豆有八種[2]，本文將對獲取的六種來自不同種植地區(qū)的轉(zhuǎn)基因大豆進行分析，根據(jù)其基礎(chǔ)參數(shù)結(jié)合蛋白電泳圖譜做對比，以尋求轉(zhuǎn)基因大豆蛋白的變化和轉(zhuǎn)基因大豆的加工適宜性。

1 材料和方法

1.1 材料和儀器

轉(zhuǎn)基因大豆（來源于4個國家的6個品種）、硫酸銅、濃硫酸、丙烯酰胺、甘氨酸、Tris、2-巰基乙醇、蛋白標樣Marker（Solarbio公司）、BCA蛋白濃度測定試劑盒（Solarbio公司）、SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液（5×）（Beyotime公司）。

索氏提取裝置、高速萬能粉碎機（天津市泰斯特儀器有限公司）、電子分析天平（德國賽多利斯公司）、SL16R臺式冷凍離心機(美國Thermo Fisher公司)、HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋(國華電器有限公司)、凍干機（德國Chriet公司）、垂直電泳裝置（美國Bio-rad公司）、Chemi DocTMXRS+.ImageLabTMAnalysisSoftware（美國Bio-rad公司）、酶標儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 水分含量的測定（參照GB 5009.3-2010）

1.2.2 百粒重的測定（參照國標GB/T GB 5519-2008）

1.2.3 脂肪含量測定（參照國標GB/T 5009.6-1985）

1.2.4 蛋白質(zhì)含量的測定（參照國標GB 5009.5-2016）

1.2.5 水溶性蛋白質(zhì)含量的測定（參考國標NY/T 1205-2006）

1.2.6 SPI的制備[3]

1.2.7 電泳

采用不連續(xù)SDS- PAGE（十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳）方法，濃縮膠和分離膠中SDS濃度為10%，過硫酸銨濃度為10%，TEMED濃度為≥99%，聚丙烯酰胺濃度為30%，濃縮膠中緩沖液濃度為0.5mol/L Tris-HCl（pH值為6.8），分離膠中緩沖液濃度為1.5mol/L Tris-HCl（pH值為8.8），貯液槽中緩沖液濃度為0.025mol/L Tris- HCl/0.251mol/L甘氨酸（pH值為8.3）。

取適量上述SPI凍干樣用超純水溶解，采用BCA蛋白濃度測定試劑盒的微孔酶標儀法進行蛋白濃度的測定，根據(jù)所測定的濃度，將所有樣品的蛋白濃度調(diào)成2μg/μL。將樣品與蛋白上樣緩沖液以4∶1調(diào)成上樣液，超聲水浴處理45min，再在沸水中加熱5min。

配膠（分離膠濃度為14%，濃縮膠濃度為4%）。上樣量為2μL，濃縮膠80V，分離膠120V。電泳結(jié)束后進行30min固定（25g三氯乙酸溶于 200mL），20min染 色（0.5g考馬斯亮藍G-250，溶于225mL甲醇、50mL冰醋酸、225mL蒸餾水），過 夜 脫 色（50mL甲 醇、50mL冰醋酸、400mL蒸餾水）。電泳圖譜采用Chemi DocTMXRS+掃描后，用ImageLabTM分析軟件進行分析處理。

2 結(jié)果和分析

2.1 水分含量

大豆作為我國重要的經(jīng)濟作物，其水分含量直接影響大豆的儲藏和加工品質(zhì)。由表1可以看出，選取的六種轉(zhuǎn)基因大豆的水分含量在8.00%～10.47%，其中水分含量最高的是美國，GTS：PCaMV35S T-NOS EPSPS I大豆。但美國，DP305423：GM-Hra大豆的水分含量是六種轉(zhuǎn)基因大豆中最低的。印度兩種不同的轉(zhuǎn)基因大豆MON87701：cry1c和MON87701：fatb1-A的水分含量也有明顯的差距?？傮w而言，六種轉(zhuǎn)基因大豆的變異系數(shù)為8.61%,說明不同品種轉(zhuǎn)基因大豆的水分含量相差不大，且比普通大豆13%自然含水率低，這可能是由于轉(zhuǎn)基因大豆供銷海外，需要長期儲藏的緣故。

2.2 百粒重

由表1可以看出，六種轉(zhuǎn)基因大豆的百粒重在15.52～16.99g，變異系數(shù)為2.93%，說明轉(zhuǎn)基因大豆的不同轉(zhuǎn)入基因型對大豆的百粒重影響較小。與普通大豆相比，轉(zhuǎn)基因大豆的百粒重普遍小于劉麗娟（2004）測定的普通大豆19.6～21.3g的百粒重，可見轉(zhuǎn)基因大豆的籽粒比普通大豆要小。

表 1 六種轉(zhuǎn)基因大豆品種一覽表

2.3 脂肪含量

大豆是重要的油料作物，含脂肪16%～22%，大豆油約占食用、飼用和工業(yè)用植物油的30%。由表1可以看出，選取的六種轉(zhuǎn)基因大豆脂肪含量在20.74%～24.67%，含量較高的是阿根廷種植的MON89788、巴西種植的CV127和印度種植的MON87701?？傮w上來說，這六種轉(zhuǎn)基因大豆的脂肪含量的變異系數(shù)為6.94%，說明這六種大豆之間差異性較小。但與閆日紅等（2006）測定的全國不同地區(qū)普通大豆16.93%～20.65%的脂肪含量相比，呈總體較高趨勢，最高脂肪含量與最低脂肪含量均高于普通大豆。從轉(zhuǎn)入的基因?qū)Ρ葋砜矗D(zhuǎn)基因大豆的抗除草劑和抗蟲基因?qū)τ诖蠖沟闹竞坑幸欢ǖ挠绊?，而品質(zhì)改良大豆的油脂含量直接呈現(xiàn)出較高數(shù)值，符合其轉(zhuǎn)入的基因性狀。對比這六種轉(zhuǎn)基因大豆之間的差異，同為抗除草劑大豆的MON89788、CV127、GTS三種轉(zhuǎn)基因大豆盡管種植地區(qū)和轉(zhuǎn)入的基因不同，但在脂肪含量上的差異不大。與種植條件等環(huán)境因素相比，品種自身的基因?qū)Υ蠖沟闹竞坑绊懜鼮轱@著。

2.4 蛋白質(zhì)含量

蛋白質(zhì)是大豆的主要組成成分，表1中可以看出所選取的六種轉(zhuǎn)基因大豆品種蛋白質(zhì)含量在37.17%～38.25%，水溶性大豆蛋白質(zhì)含量在18.34%～24.59%。由表1看出蛋白含量的變異系數(shù)為1.10%，差距較?。凰苄缘鞍缀康淖儺愊禂?shù)為11.56%，差距較大。印度的轉(zhuǎn)基因大豆雖然蛋白質(zhì)含量高，但是其水溶性蛋白質(zhì)含量明顯低于其他轉(zhuǎn)基因大豆。

在王芳等人測定的普通大豆蛋白含量表中，可以看到普通大豆的蛋白質(zhì)含量大部分在40%以上，轉(zhuǎn)基因大豆的蛋白質(zhì)含量都在40%以下。由此可見，轉(zhuǎn)基因?qū)Υ蠖沟鞍踪|(zhì)是負影響，轉(zhuǎn)入基因會使蛋白質(zhì)含量降低。在周新安等人的研究結(jié)果表明，蛋白質(zhì)含量大于 46%的4個品種中，其中3個品種的濕豆腐產(chǎn)量為供試品種中最高，1個為最低；蛋白質(zhì)含量小于 40%的2 個品種，濕豆腐產(chǎn)量在供試品種中較低；蛋白質(zhì)含量 40%～46%品種的濕豆腐產(chǎn)量為供試品種中等，蛋白質(zhì)含量40%以下的品種，濕豆腐產(chǎn)量最低。由此可見，大豆蛋白質(zhì)含量與濕豆腐產(chǎn)量有一定相關(guān)性，蛋白質(zhì)含量高，濕豆腐產(chǎn)量可能也高。但并不是越高越好，當?shù)鞍缀窟_到48%時，豆腐的產(chǎn)量最大。轉(zhuǎn)基因大豆的蛋白含量都在40%以下，就蛋白質(zhì)含量對濕豆腐產(chǎn)量的影響分析，轉(zhuǎn)基因大豆不適宜加工成豆腐。

2.5 蛋白質(zhì)亞基

不同品種轉(zhuǎn)基因大豆SPI電泳圖見圖1。通過對SDS- PAGE譜圖中每個品種的譜帶分別進行Scion Image掃描分析，確定出不同國家進口轉(zhuǎn)基因大豆SPI中各亞基組分所占比例，以及7S/11S的比值。結(jié)果見表2。

圖 1 SPI電泳圖譜

由表2可以看出A1,2,4的變異系數(shù)最小，為12.09%；α'和α亞基和B酸性亞基含量的變異系數(shù)也相對較小，β亞基和A3亞基的變異系數(shù)較大，分別達到了40.94%和54.96%?？梢姴煌D(zhuǎn)基因大豆品種間的蛋白亞基組成有較大的差異，以β亞基和A3亞基的差異最為顯著；美國，GTS：PCaMV35S T-NOS EPSPS I品種轉(zhuǎn)基因大豆7S/11S值比較小，巴西，CV127：csr1-2品種轉(zhuǎn)基因大豆7S/11S值最大。各種轉(zhuǎn)基因大豆品種之間7S/11S的變異系數(shù)為14.91%，可見品種差異對7S/11S的影響較大，但沒有對具體亞基含量的影響顯著。

表2 大豆SPI的各亞基組成及分析

與普通大豆南雄黃豆進行比較，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因大豆的α'和α亞基含量普遍比普通大豆高，而且差異性最大，只有巴西，CV127：csr1-2品種轉(zhuǎn)基因大豆低于樣品普通大豆。11S球蛋白的酸性亞基含量也高于普通大豆，7S球蛋白的β亞基含量低于普通大豆，11S球蛋白的堿性亞基含量與普通大豆基本持平。轉(zhuǎn)基因大豆的7S/11S相比于普通大豆較低，只有巴西，CV127：csr1-2品種轉(zhuǎn)基因大豆高于普通大豆。

由此可見，轉(zhuǎn)基因大豆因為轉(zhuǎn)入了外來基因，對大豆蛋白的亞基含量和7S/11S均有影響。研究表明，隨著大豆品種及生長環(huán)境的變化，蛋白7S與11S部分含量不同。故對于轉(zhuǎn)基因大豆來說，不同國家種植的轉(zhuǎn)基因大豆因為生長環(huán)境的不同，加之轉(zhuǎn)入的基因型不同，其對大豆蛋白亞基的含量的影響也各有差異。

3 結(jié)論

總體來說，六種轉(zhuǎn)基因大豆的脂肪含量幾乎均達到了我國油脂加工所需的脂肪含量21.5%，相比普通大豆，其作為油料作物種植就品質(zhì)參數(shù)來說更具有經(jīng)濟效益。轉(zhuǎn)基因大豆高油低蛋白的組分形式，對于我國傳統(tǒng)的豆腐加工有較大影響。與普通大豆相比，六種轉(zhuǎn)基因大豆的11S/7S比值雖高于所選取的普通大豆的值，卻普遍低于文獻中所記載的傳統(tǒng)大豆的11S/7S比值。因為大豆 11S/7S 與豆腐黏聚性呈極顯著正相關(guān)，故轉(zhuǎn)基因大豆相比于普通大豆其較不適宜加工豆腐，個別品種如美國，GTS：PCaMV35S T-NOS EPSPS I，其11S/7S的比值較大，可以作為加工豆腐的選擇。