利用酶标仪“检测并比较市售豆浆中蛋白质含量”的实验探索

徐亨慧 曹志江

摘要 选取市售各类豆浆为实验材料，利用酶标仪检测蛋白质含量，可以化“定性鉴定”为“定量检测”。结果显示，酶标仪检测各类豆浆均符合质量标准，但蛋白质含量相差较大。检测结果可以作为居民选择豆浆制品的参考依据。

关键词 酶标仪 蛋白质定量测定 生物学实验

中图分类号Q-331

文献标志码B

“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”是人教版生物教材第二章第一节“细胞中的元素和化合物”中的内容。通过该实验，学生将理解有机物能与某些化学试剂产生颜色反应，并学会鉴定生物组织中的营养物质。但在现实生活中，学生大多能根据常识，轻易地推测出各种生物组织中的营养物质，使该实验缺乏应用价值。

酶标仪是实验室常用的设备。它与分光光度计的原理相同，满足吸光物质浓度在一定波长下与吸光度成线性相关的规律。相较于分光光度计，酶标仪含有96个样品槽，能一次性多次检测多组样品，且无需清洗和擦拭，可避免不同次重复检测引起的误差。

普通比色皿的装液量为2-3 mL，而酶标仪测定样品仅需200 μL，更为节省资源。此外，它能与计算机相连，由专门的软件直接储存、记录与处理OD值，自动生成标准曲线并输出R2。这免去了学生记录数据与反复计算的麻烦。学生可根据R2值及时调整实验进程，反思并改进自己的操作步骤。因此，酶标仪的操作更简便，也节省了时间。

教师以学生常接触的市售各类豆浆为材料，根据比色法选取酶标仪设计拓展实验，化“鉴定”为“测量”，以达到真正的“检测”。在探究过程中，学生能将本节知识运用到现实生活中去，亲自检测常喝的豆浆中的蛋白质含量并比较其差异，体悟生物学对人类生活的意义，提升对生物学的兴趣。

1 实验材料与用具

1.1 实验材料

无水硫酸铜，碘化钾，酒石酸钾钠，牛血清蛋白，质量分数为10%的氢氧化钠溶液，学校食堂A店贩卖的豆浆，学校外B店贩卖的豆浆，C品牌豆浆粉。

1.2 实验用具

酶标仪，移液枪，96孔酶标板，烧杯，量筒，玻棒，电子天平。

2 实验方法

2.1 蛋白质标准溶液的制备

称取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的蛋白质标准溶液。

2.2 不同梯度蛋白质标准溶液的制备

分别量取蛋白质标准溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于具塞试管中，分别编号1-6，并补加水至5 mL，即得0、2、4、6、8、10 mg/mL的蛋白质标准溶液。

2.3 双缩脲试剂的制备

称取0.75 g无水硫酸铜、0.5 g碘化钾和3.0 g酒石酸钾钠于烧杯中，加入250 mL水溶解。一边用玻棒搅拌，一边缓慢加入150 mL质量分数为10%的氢氧化钠溶液，最后定容至500 mL容量瓶中，倒入棕色瓶中避光储存。

2.4 样液的处理

取食堂A店购买的豆浆10 mL于烧杯，加水作稀释10倍处理，记为样液A。取校外B店豆浆10 mL于烧杯，加水作稀释10倍处理，记为样液B。按照豆浆粉说明书的指示，取C品牌15 g豆浆粉于烧杯，加入温水100 mL，搅拌至均匀，同样作稀释10倍处理，记为样液C。

2.5标准曲线的建立

以浓度为0 mg/mL的蛋白质标准溶液作参比，分别吸取编号1-6蛋白质标准溶液100μL置酶标板5个孔中，利用酶标仪在540 nm波长下测定OD值，取平均值。以OD值为纵坐标，以蛋白质含量为横坐标，建立标准曲线。

2.6 蛋白质含量的测定

分别取样液A、B和C1 mL于试管中，加入双缩脲试剂4 mL，摇匀后静置20 min。分别吸取反应液100μL于酶标板各5个孔中，利用酶标仪在540 nm波长下测定OD值。每个样液重复该操作3次，记录数据后，计算平均OD值。

2.7 数据处理与分析

依据标准曲线得到待测样液的蛋白质含量，乘以稀释倍数得到市售各类豆浆的蛋白质含量。

3 实验结果与分析

3.1 标准曲线

根据2.5的测定，得出蛋白质含量与吸光度值的标准曲线。经SPSS软件计算得出，回归方程为y=0.061x+0.0086，R2=0.999，表明OD值有99.9%的可能是由蛋白质含量引起的。p=0.000.表明该回归方程有良好的代表性。在蛋白质浓度为0-10 mg/mL的区间内，二者呈良好的正相关，可作为后续豆浆中蛋白质测定的参考。

3.2 市售豆浆的蛋白质含量结果比较与分析

利用酶标仪测定样液A、B与C的平均OD值见表1。根据标准曲线的换算，并乘以相应的稀释倍数，得到市售各类豆浆的蛋白质含量见表2。

通过称重，发现校外B店豆浆和食堂A店豆浆每毫升克数分别为1.10 g/mL、1.42 g/mL。结合表2，可计算得出二者的豆浆蛋白质含量均高于GBT22106-2008非发酵豆制品标准中的纯豆浆蛋白质含量（2g/100 g），表明它们的蛋白质含量符合该标准。同时，表2也直观表明学校附近B店的豆浆蛋白质含量远高于食堂A店的豆浆。将C品牌的豆浆蛋白质含量与其包装中营养成分表的蛋白质含量（60 mg/mL）比对，发现二者存在较大误差。

对此，教师可引导学生查阅资料，发现在豆浆粉的制作过程中，需加入磷脂油来提高它的速溶性能。而磷脂油中的脂肪会使得样液出现浑浊，干扰比色，使数值增大。教师可建议学生在选用豆浆制品时，参照实验所获得的数据作为参考。

4 结论与讨論

通过“检测并比较市售豆浆中的蛋白质含量”的实验，学生既能学会使用酶标仪，感受现代生物技术的奇妙魅力，又能基于课本知识的拓展，将所学所闻运用于生活中的问题解决，体悟生物学的现实应用价值。

5 教学建议

（1）样品的处理。在进行预实验时，学生发现部分豆浆研磨得不够精细，难以使用移液枪吸取样液。因此，教师建议在购买豆浆时，嘱咐店家增加研磨烹制豆浆的时间，并及时使用豆浆以免变质。

（2）酶标仪的使用。酶标仪是目前大学实验室的常用设备，高中生也己具备一定的信息技术素养。因为酶标仪的操作简单，教师在开展本实验前，应向学生介绍酶标仪的使用方法，使学生体会生物前沿技术的魅力。

（3）联系生活实际。无论是食堂的豆浆，还是学校附近的豆浆，都是学生生活中常见的事物。教师还可以引导学生自备豆浆来作为本实验的实验材料。学生通过亲自检测它们的蛋白质含量并比较其差异，能体会生物学与信息技术、工程技术的结合紧密，正在对人类生活产生重要的影响。

（4）学科融合的新资源。本实验可以融合生物与数学学科。通过数学学科中一元线性回归模型与参数的最小二乘估计的学习，学生能自主建立标准曲线，继而对照得出市售各类豆浆的蛋白质含量，以解决本实验创设的问题。

参考文献：

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