果糖苯丙氨酸非对映体混

近期，上海师范大学杨海峰教授、刘新玲博士课题组报道了一种用于检测葡萄糖对映体的SERS策略，相关成果以“Chiral Detection of Glucose: An Amino Acid-Assisted Surface Enhanced Raman Scattering Strategy Showing Opposite Enantiomeric Effects on SERS Signals”为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上（DOI: 10.1021/acs.analchem. 2c02340）。 研究背景： 在手性环境中（如人体内），由于分子间手性相互作用的差异性，手性分子和其对映体可表现出不同的性质和功能。因而，手性分子检测是一个非常重要的研究课题。圆二色(CD)光谱是一种常用的手性光谱检测技术，其检测原理是基于手性分子对于左旋和右旋圆偏振光具有不同的吸收系数，使得对映体产生符号相反的CD信号，从而可以直观地区分手性构型（图1）。然而，对于不含生色团的手性分子而言，其CD信号很弱、或者超出仪器检测波长范围。因此，发展灵敏的光谱分析技术用于手性分子构型鉴定和含量测定具有重要意义。表面增强拉曼光谱(SERS)分析方法灵敏度高，SERS信号可以反映出分子间相互作用机制，但是如何将SERS技术优势应用于手性检测仍有待于深入研究。 研究内容： 人体对氨基酸和葡萄糖具有特殊的对映体选择性，分别以L-氨基酸和D-葡萄糖为主，上述手性选择性起因仍是一个未解的科学难题。受此启发，如图2所示，该课题组制备了L-苯丙氨酸(L-Phe)修饰的“核-卫星”金纳米结构作为SERS基底。该基底与D-葡萄糖(D-Glu)混合后，L-Phe的SERS信号强度会增加（“signal on”）；反之，L-葡萄糖(L-Glu)会降低L-Phe的SERS信号强度（“signal off”）。若以上述基底的SERS信号为参考，通过差值计算法，则可以获得和CD光谱类似的SERS信号强度差值曲线，即D-Glu和L-Glu表现出符合相反的SERS差值信号，从而直观地区分D-Glu和L-Glu手性构型。根据上述signal on和signal off效应，该方法可以测定葡萄糖对映体过量值(ee)及浓度，并可拓展到唾液中葡萄糖浓度检测（10-8~10-4 mol/L）。 图一示例： 圆二色光谱法区分对映体示意图（来源：Anal. Chem.） 图二示例：用于葡萄糖对映体检测的SERS分析策略示意图（来源：Anal. Chem.） 本研究通过氨基酸和葡萄糖对映体之间的差异化手性相互作用，导致氨基酸的SERS信号变化具有对映体选择性，实现葡萄糖对映体的区分及其含量测定，从而提供了一种基于SERS的手性分析策略。

在生物化学与医药研究领域，L-丙氨酸作为构成人体蛋白质的重要氨基酸，其品质直接影响着其在营养补充、医药合成等应用中的效果。水分含量是评价L-丙氨酸纯度的关键指标之一，过高的水分不仅会影响其稳定性，还可能导致产品质量下降。因此，采用精确的水分测定技术对L-丙氨酸进行质量控制至关重要。本文介绍了一项应用AKF-CH6卡尔费休水分仪测定L-丙氨酸水分含量的实验，展示了该仪器在精细化学分析中的高效与精确性。 精密配置，确保测量准确实验采用的AKF-CH6卡尔费休水分仪，配备了全封闭安全滴定池组件、双铂针电极和隔膜电解电极，这一组合设计确保了在进行水分测定时的高精度与安全性。卡尔费休库仑法试剂的使用，进一步提升了检测的灵敏度，即使微量水分也能准确捕捉。 高效测定流程，优化操作体验实验过程中，通过选择固体样品测试方法，加热温度（150℃）和通气流量（25mL/min），确保样品在适宜条件下充分释放水分。自动电解档位与稳定的搅拌速度（5转/分钟）保证了滴定过程的平稳与高效。操作简便，仅需将称量好的样品放入进样瓶，放置于加热槽中，点击开始测量与穿刺按钮，系统即自动进行测定，大大节省了时间与人力。 数据准确，结果可靠在26.2℃的环境温度与51.1%的环境湿度条件下，测试时间仅为10分钟，显示了AKF-CH6卡尔费休水分仪的高效性。通过三次平行测试，得到了水质量分别为585.67ug、549.09ug和546.22ug，对应测试结果为335.2ppm、322.8ppm和328.4ppm。计算平均值，样品水分含量约为328.8ppm，显示了测定结果的稳定性和高重复性。序号样品量/g水质量/ug测试结果/ppm平均值/ppm10.5927585.67335.2 328.820.5021549.09322.830.4849546.22328.4AKF-CH6卡尔费休水分仪在L-丙氨酸水分含量测定中的应用，不仅展现了其在生物化学领域测定水分的高精度与快速响应能力，还凸显了仪器设计的实用性和操作的便捷性。通过该仪器的精确测定，能够有效控制L-丙氨酸的水分含量，确保其在后续应用中的稳定性和质量，对提升产品品质、促进医药及营养品行业发展具有重要意义。

用人工合成的甜味剂来取代天然蔗糖增加食物的甜度和口感，是食品行业一条默认的规则。但是，一个如影相随的问题是——甜味剂安全吗?　　由于可能会引发不安全的后果，因甜味剂而禁售的食物屡见不鲜。2009年6月10日，委内瑞拉就以零度可口可乐中添加了甜蜜素为由将其封杀，尽管可口可乐声明在中国的同类产品使用的甜味剂是阿斯巴甜，但仍然有许多人开始对零度可口可乐敬而远之。　　究竟阿斯巴甜是什么，甜蜜素又是什么，二者有何不同?其实，两者都是甜味剂。甜味剂有效解决了蔗糖成本高、能量高等不足，而且其甜度与蔗糖相比只有过之而无不及。因为用在食品中也会让人产生“甜”的感觉，所以甜味剂的名字也叫“代糖”。　　与天然的蔗糖相比，种类繁多的甜味剂被有针对性地用于食品中，比如，中国允许甜蜜素作为甜味剂使用在酱菜、调味酱汁、配置酒、糕点、饼干、面包、雪糕、冰淇淋、冰棍、饮料等食品中，而阿斯巴甜则被允许用于乳制品、糖果、巧克力、胶姆糖、餐桌甜味剂、保健食品、腌渍物和冷饮制品等，这是因为阿斯巴甜在高温或高pH值情形下会水解，因此不适于需用高温烘焙的食品。　　说专业一点，甜蜜素是环己基氨基磺酸钠，是由氨基磺酸与环己胺及氢氧化钠这两种有机化学制剂反应而成的，甜度是蔗糖的30倍，价格却仅为后者的3倍。而阿斯巴甜化学名天门冬酰苯丙氨酸甲酯，是由苯丙氨酸先与甲醇反应后再和天冬氨酸酯化产生，是一种非碳水化合物类的人造甜味剂，甜度更甚甜蜜素，是蔗糖的200倍，价格为后者的70倍。蔗糖、甜蜜素和阿斯巴甜的单位甜度价格比(价格/甜度)为1：0.1：0.35，要达到同样的甜度，蔗糖的单位价格是最高的，最不经济实惠。　　然而，1966年的一项研究报告显示，甜蜜素或许会增加患膀胱癌的几率，因此美国和英国先后于1969年和1970年发布了禁用甜蜜素作为食品添加剂的禁令。之后，也有研究认为甜蜜素会导致睾丸萎缩因而增加患膀胱癌的几率。甚至还有人发现甜蜜素似乎影响到精子的产量，因此推理其可能会损害男性生殖基因。对于这些研究结果，至今似乎还没有任何其他支持或反对的证据。　　事实上，即使在那些还没有对甜蜜素发布禁令的国家，也已经制定出来了限量使用的标准。根据中国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-2007)的规定，就引发争议的可乐而言，甜蜜素的最大使用量为0.65g/kg(与糕点和雪糕、冰淇凌等一致)。　　根据该标准，另一种充满了争议的甜味素——阿斯巴甜则被注明“按生产需要而适量添加”，国家标准并没有对它做出确切的定量。这与国际粮农组织和世界卫生组织的规定不同。1984年，两家机构规定阿斯巴甜在饮料中的使用量不能超过0.1%。事实上，阿斯巴甜的使用很早就引起了广泛的争议。有些研究发现不能排除阿斯巴甜引发脑瘤、脑损伤以及淋巴癌等严重后果的可能性。　　美国食品药物管理局曾经为此延期数年才允许在食品中添加阿斯巴甜。这些早期的实验结果与阿斯巴甜的生产企业有明显的利益冲突，当然也在审批认证过程中引起很大争议。参考了更多的实验结果后，美国食品药物管理局自1983年逐渐放宽阿斯巴甜的使用限制，直至1996年终于取消所有限制。中国农业大学教授何计国介绍，长期过量摄取阿斯巴甜会对身体产生毒性。这是因为阿斯巴甜会在消化道内被分解成苯丙氨酸、天门冬氨酸和甲醇，天门冬氨酸会造成脑部伤害、内分泌失调或肿瘤，而甲醇在体内可以代谢成甲醛和甲酸等有害物质，先天性苯丙氨酸羟化酶缺陷患者如果服用苯丙氨酸会导致智力发育障碍，这被称为苯丙酮尿症。而且，怀孕中的妇女最好也不要摄入阿斯巴甜。　　资料表明，已经有近100个国家批准阿斯巴甜作为甜味剂，其中一些国家使用已经超过了20年。在动物实验中每千克体重每天摄入4000毫克阿斯巴甜也尚未观察到危害。欧洲的食品科学委员会(SCF)在2002年重审了关于阿斯巴甜的研究并再次确认食用阿斯巴甜是安全的，2007年发表在《Critical Reviews in Toxicology》上的综述也列明迄今为止没有证据表明阿斯巴甜有安全性的问题。　　但阿斯巴甜还是处于争议中。　　2008年，菲律宾有议员希望能在该国禁用阿斯巴甜。同年，美国新墨西哥州通过禁用阿斯巴甜法案。最新的消息是，英国食品标准署在其网站上发表了一份声明，称将开始对阿斯巴甜展开新的研究，聚焦为何有人报告食用后引发头痛、腹痛等不同的症状。从阿斯巴甜的例子可以看出，各国对某一种甜味剂的使用和限量是不尽相同的。　　不管是用了甜蜜素还是阿斯巴甜，对于零度可乐的死忠粉丝来说，需要认清的是关于“无糖依然可乐”的另外一个真相。因为热量低，无糖可乐受到糖尿病患者和减肥人士的喜爱，但无糖只是不含蔗糖，其实里面还是有糖分的。如果将其视为绝对不含糖分而肆意摄入，那和摄入高糖食品其实没什么本质性的区别，所以要小心掉入甜蜜的陷阱里!　　相关链接：　　添加甜蜜素，各国标准不同　　1969年之前，甜蜜素被公认为安全物质。1969年美国国家科学院研究委员会收到有关甜蜜素为致癌物的实验证据，美国食品药物管理局为此立即发布规定严格限制使用，并于1970年8月发出了全面禁止的命令。1982年9月，Abbott实验室和能量控制委员会在大量试验事实的基础上，以最新的研究事实证明甜蜜素的食用安全性，许多国际组织也相继发表大量评论明确表示甜蜜素为安全物质。虽然美国食品药物管理局至今还没有最终解决这个问题。但是，目前仍有许多国家(包括中国)继续承认甜蜜素的甜味剂地位，允许甜蜜素的使用。　　中国：　　根据中国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-2007)的规定　　酱菜、调味酱汁、配置酒、糕点、饼干、面包、雪糕、冰淇淋、冰棍、饮料等最大使用量为0.65g/kg 　　蜜饯最大使用量为1.0g/kg 　　陈皮、话梅、话李、杨梅干等最大使用量8.0g/kg。　　日本、美国、英国：禁止使用　　欧盟：　　非酒精饮料，降能或不含糖水性加香饮料，降能或不含糖的牛乳和牛乳派生基质的制品或果汁基质的饮料，使用最大限量为0.25g/L 甜点及类似产品、降能或不含糖水性加香饮料、降能或不含糖的牛乳和牛乳派生基质的制品、降能或不含糖果蔬基质甜点、降能或不含糖蛋基质甜品、降能或不含糖的谷物基质甜点、降能或不含糖的油脂基质甜点，最大使用限量为0.25g/kg 糖制食品，降能或不含糖的可可、牛乳、水果干或油脂基质的三明治涂抹食品，降能或不含糖的罐装的水果，使用的最大限量为0.5g/kg 降能的果酱果冻和橘子，最大使用限量为1g/kg。