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第21卷第3期大学化学2006年6月

牛奶中酪蛋白和乳糖的分离及纯度测定

周夏衍夏春兰楚延锋付晓平邓立志周鑫玉

(武汉大学化学与分子科学学院武汉430072)

摘要分离牛奶中的酪蛋白和乳糖,并对其纯度进行测定。以此作为物理化学设计实验的部

分内容。

“牛奶中酪蛋白和乳糖的分离及鉴定”作为物理化学的设计实验,其主要实验内容包括:

①通过调节pH分离牛奶中酪蛋白和乳糖;②试验酪蛋白和乳糖的鉴定方法;③通过酪蛋白电

泳实验分离不同形态的酪蛋白。实验综合了分离技术、分光光度法、旋光度测定、电泳等内容。

“牛奶中酪蛋白和乳糖的分离及纯度测定”作为其中的一部分,具体内容如下。

1牛奶中酪蛋白的分离

牛奶是一种乳状液,主要由水、脂肪、蛋白质、乳糖和盐组成。酪蛋白是牛奶中的主要蛋白

质,是含磷蛋白质的复杂混合物。蛋白质是两性化合物,当调节牛奶的pH达到酪蛋白的等电

()

点pH=4.8时,蛋白质所带正、负电荷相等,呈电中性,此时酪蛋白的溶解度最小,会从牛奶

中沉淀出来,以此分离酪蛋白。因酪蛋白不溶于乙醇和乙醚,可用此两种溶剂除去酪蛋白中的

脂肪。

取50mL新鲜牛奶,在恒温水浴中加热至40℃,边搅拌边慢慢加入10%醋酸溶液,使牛奶

(

pH=4.8,放置冷却、澄清后,用尼龙布过滤酪蛋白。在滤液中加入少量粉状碳酸钙,留作乳

)

糖的分离。依次用乙醇、乙醇和乙醚的等体积混合液、乙醚洗涤酪蛋白,去除脂肪,待酪蛋白

充分干燥后称量其重量,并计算牛奶中酪蛋白的含量。

2牛奶中乳糖的分离

乳糖是一种二糖,它由D半乳糖分子C上′的半缩醛羟基和D葡萄糖分子C上的醇羟基

4

βαβ

脱水通过1,4苷键连接而成。乳糖是还原性糖,绝大部分以乳糖和乳糖两种同分异构

αα20βα20

体型态存在,乳糖的比旋光[]=+86°,乳糖的比旋光[]=+35°,水溶液中两种乳

DD

糖可互相转变,因此其水溶液有变旋光现象。乳糖也不溶于乙醇,当乙醇混入乳糖水溶液中,

乳糖会结晶出来,从而达到分离的目的。

将1中加入碳酸钙的滤液置于蒸发皿中,用蒸汽浴浓缩至约15mL,稍冷后,在热溶液中加

入约90mL95%乙醇,再加热,使其混合均匀,趁热过滤,滤液应澄清。滤液移至锥形瓶中,加

塞,放置1～2天,让乳糖充分结晶,过滤分离出乳糖晶体。用冷的95%乙醇洗涤结晶,一般应

对乳糖重结晶,干燥后称重,计算牛奶中乳糖的含量。

50

3酪蛋白的纯度测定

用双缩脲法测定酪蛋白的含量[1]。在碱性溶液中双缩脲与铜离子结合形成复杂的紫红

色复合物,而蛋白质及多肽的肽键与双缩脲的结构类似,也能与铜离子在碱性环境中形成紫红

色复合物,其最大吸收光波长为540nm。该复合物颜色的深浅与蛋白质的浓度成正比,而与蛋

白质的分子量及氨基酸组成无关。

()()

配制双缩脲试剂:取1.5g硫酸铜CuSO·5HO和6.0g酒石酸钾钠NaKCHO·4HO