CN104164467B - 一种从鸡血中提取抗菌肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从鸡血中提取抗菌肽的方法。该方法包括如下步骤:(1)取鸡血,进行血细胞破碎后加入木瓜蛋白酶进行酶解;(2)向酶解液中加入乙酸浸提,离心取上清,调节pH至6.0±0.5,获得鸡血抗菌肽粗提物。实验证明,利用本发明的方法从鸡血中提取的抗菌肽对大肠杆菌、嗜水气单胞菌、绿脓杆菌等常见的致病菌有明显的抑制作用。本发明为生产抗菌肽提供了一个新的途径和方法。本发明方法具有操作方便快捷、设备简单、分离提取率高、成本低的优点,可应用于大规模地从新鲜鸡血中分离纯化抗菌肽的生产。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,涉及一种提取抗菌肽的方法,特别涉及一种从鸡血中提取抗菌肽的方法。
背景技术
目前,随着传统抗生素的滥用,细菌耐药性问题和药物残留问题已日趋严重——甚至出现超级细菌,而这些问题也直接威胁着人类健康乃至整个生物圈的生态平衡,已引起世界极高度的关注,而寻求一种取代传统抗生素的无残留、无耐药性的新型抗菌药物已成为当务之急。抗菌肽具有高效的抑菌效果和广泛而稳定的生物学活性,已经广泛引起人们的兴趣和关注。抗菌肽不仅具有广谱、高效的抗微生物活性,而因其独特的抗菌机理不会使微生物产生耐药性,在机体内无残留,具广阔的开发应用前景,抗菌肽的应用必将带来一场抗生素新的革命。
我国作为世界养鸡业大国,相较于猪血近年来的广泛应用和成本不断提高,鸡血来源丰富、开发不充分、价格低廉,可以满足大规模深化加工的需求,具有很强的开发应用及推广价值。目前在国内外还未见从新鲜鸡血中提取抗菌肽的技术和产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种从鸡血中提取抗菌肽的方法。
本发明所提供的从鸡血中提取抗菌肽的方法,具体可包括如下步骤:
(1)取鸡血,进行血细胞破碎(目的是释放血红蛋白)后加入木瓜蛋白酶进行酶解;
(2)向酶解液中加入乙酸浸提,离心取上清,调节pH至6.0±0.5(如6.0),获得鸡血抗菌肽粗提物。
在所述方法的步骤(2)之后,还可包括如下步骤(3):
(3)将所述鸡血抗菌肽粗提物上样于Sephadex G-100凝胶柱,采用洗脱液进行洗脱,收集具有抗菌活性的洗脱峰。
在所述方法的步骤(3)之后,还可包括如下步骤(4):
(4)将步骤(3)收集的具有抗菌活性的洗脱峰上样于Sephadex G-25凝胶柱,采用洗脱液进行洗脱,收集洗脱峰,获得鸡血抗菌肽。
在所述方法的步骤(1)中,所述木瓜蛋白酶与所述鸡血的配比可为1750-35000U:100ml(如1750-3500U:100ml,具体如3500U:100mL);所述酶解的温度可为70~90℃(如70℃),时间可为4~6h(如4h)。另外,在本发明中,所述进行血细胞破碎具体通过采用组织捣碎机搅拌所述鸡血实现的。
在本发明中,所述木瓜蛋白酶的酶活为3500U/mg。相应的,所述木瓜蛋白酶与所述鸡血的配比可为0.5-10mg:100ml(如0.5-1mg:100ml,具体如1mg:100mL)。
在所述方法的步骤(2)中,所述向酶解液中加入乙酸具体可为:向所述酶解液中加入等体积的5%(体积百分含量)的乙酸水溶液;所述浸提具体可为:4~37℃(如4℃~10℃,再如4℃)震荡16-20h(如16h);所述离心为:6600g-10000g(如10000g)4~10℃(如4℃)离心20min~30min(如20min)。
在所述方法的步骤(3)中,所述洗脱液具体可为:pH为6.0的浓度为0.2mol/L的乙酸钠水溶液;所述洗脱的速度具体可为10.0mL/cm2·h。
在本发明的一个实施例中,步骤(3)的洗脱过程中共产生两个洗脱峰,所述具有抗菌活性的洗脱峰实际为第二个洗脱峰。所述抗菌活性具体体现为抗如下细菌中的至少一种:大肠杆菌(如ACTT 25922)、绿脓杆菌(如ACTT 27853)、嗜水气单胞菌(Genebank ID Sequence ID:gb|KJ156374.1|)。
在所述方法的步骤(4)中,所述洗脱液具体可为:pH为6.0的浓度为0.2mol/L的乙酸钠水溶液;所述洗脱的速度具体可为10.0mL/cm2·h。
在本发明的一个实施例中,步骤(4)的洗脱过程中只产生一个洗脱峰,该洗脱峰即为纯化后的鸡血抗菌肽样品。
在所述方法的步骤(3)中,Sephadex G-100凝胶柱的柱长度和柱内径比为8:1。具体而言,本发明中所采用的Sephadex G-100凝胶柱为Pharmacia公司产品,其产品目录号为17-0061-02)。所述上样的上样量为10ml;所述洗脱的洗脱体积为1-1.5L。
在所述方法的步骤(4)中,Sephadex G-25凝胶柱的柱长度和柱内径比为8:1。具体而言,本发明中所采用的Sephadex G-25凝胶柱为Pharmacia公司产品,其产品目录号为17-0033-1。所述上样的上样量为10ml;所述洗脱的洗脱体积为1-1.5L。
在上述方法中,所述鸡血即可为新鲜的鸡血,也可以为经冷冻后融化的鸡血。
利用如上所述方法提取得到的鸡血抗菌肽也属于本发明的保护范围。
所述鸡血抗菌肽在如下任一中的应用也属于本发明的保护范围:
(a1)制备抗微生物制剂;
(a2)制备动物饲料添加剂。
活性成分为所述鸡血抗菌肽的抗微生物制剂或动物饲料添加剂也属于本发明的保护范围。
以上所有的所述微生物均可为细菌或病毒。在本发明中,所述微生物具体为如下细菌中的至少一种:大肠杆菌(如ACTT 25922)、绿脓杆菌(如ACTT 27853)、嗜水气单胞菌(如Genebank ID Sequence ID为gb|KJ156374.1|的嗜水气单胞菌)。
实验证明,利用本发明的方法从鸡血中提取的抗菌肽对大肠杆菌、嗜水气单胞菌、绿脓杆菌等常见的致病菌有明显的抑制作用。具体而言,本发明具有以下优点:1、本发明方法实现了从鸡血中提取具有较强抗菌活性的多肽物质,为生产抗菌肽提供了一个新的途径和方法。2、采用本发明方法提取的抗菌肽,属于天然提取物,具有天然、无毒、无污染、无残留、无副作用、高效抗菌、抗病毒、促生长和调节免疫等广泛而稳定的功能特点。3、与同类方法相比,本发明方法操作方便,设备简单,提取周期短,而且分离提取率高。4、本发明所开发产品的原料来源丰富,生产成本低,可以使鸡血得到高值化利用。因此本发明的应用不仅可以带来良好的经济效益,而且还具有良好的生态效益,进而还具有重要的公共卫生学意义,符合构建节约环保型社会的理念。
附图说明
图1为鸡血抗菌肽粗提物经Sephadex G-100凝胶柱的层析曲线图。
图2是鸡血抗菌肽Sephadex G-100凝胶柱洗脱液对大肠杆菌的抗菌实验效果图。其中,阿拉伯数字表示图1中对应的管数;“-”表示阴性对照(0.2mol/L的醋酸钠洗脱液)。
图3是鸡血抗菌肽粗提物经Sephadex G-100凝胶柱层析洗脱后收集的有效抑菌成分经Sephadex G-25凝胶柱的层析曲线图。
图4是鸡血抗菌肽Sephadex G-25凝胶柱洗脱液对大肠杆菌的抗菌实验效果图。其中,阿拉伯数字表示图3中对应的管数;“+”表示20000IU的青链霉素;“-”表示阴性对照(0.2mol/L的醋酸钠洗脱液);“Y”表示鸡血抗菌肽粗提物(实施例1步骤3获得的液体);“8N2”表示Sephadex G-100凝胶柱层析洗脱后收集的有效抑菌成分经过浓缩之后的Sephadex G-25的上样液;五角星表示Sephadex G-100凝胶柱层析洗脱后收集的有效抑菌成分(即经Sephadex G-100凝胶柱层析后收集的第9-16管)。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1、从鸡血中提取鸡血抗菌肽
一、从鸡血中提取鸡血抗菌肽时酶解浸提相关条件的确定
从鸡血中提取鸡血抗菌肽时进行酶解浸提的大体流程如下:取鸡血—破碎红细胞—加入木瓜蛋白酶(酶活为3500U/mg,以下出现的所有木瓜蛋白酶的酶活均与此相同)进行酶解—向酶解液加入等体积的5%乙酸(体积百分含量,溶剂为水)浸提—离心取上清调pH 6.0得鸡血抗菌肽的粗提物。
为了提高提取效率和提取质量,本发明的发明人对“酶解”和“浸提”两个步骤进行了参数优化。具体如下:
1、酶解时间的优化
(1)从鸡屠宰场收集新鲜鸡血,组织捣碎机搅拌均匀(同样可以将采集的鸡血冷冻待用时融化后再按上步骤进行),此步骤的目的是破碎血细胞,释放血红蛋白,冻融之后效果更佳。
(2)向步骤(1)处理过的鸡血中加入木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶与鸡血的配比为1mg木瓜蛋白酶/100ml鸡血原液,混匀,在70℃条件下酶解(酶解时间设置如下:1h、2h、3h、4h、5h、6h和7h),以得到鸡血血红蛋白多肽。
(3)向步骤(2)的酶解液加入等体积的5%乙酸(体积百分含量,溶剂为水),4℃震荡浸提16h,8000r/min(相当于10000g)4℃离心20min,留取上清,调其pH值至6.0,即为鸡血抗菌肽的粗提物。
(4)采用琼脂糖弥散方法(检测菌在琼脂平板上的终浓度为106CFU/ml)对不同酶解时间对应的鸡血抗菌肽的粗提物(20μL)进行检测,检测其对大肠杆菌ACTT25922株的抗菌作用。
结果如表1所示,可见酶解时间为4-6h时,效果相对较好。
表1 不同酶解时间(T)对提取抗菌肽效果的影响
注:“++++”表示抑菌圈的直径为>15mm,“+++”表示抑菌圈的直径为10-15mm,“++”表示抑菌圈的直径为5-10mm,“+”表示抑菌圈的直径为3-5mm,“-”表示抑菌圈的直径为3mm以下。D1-D3表示三次重复。
2、浸提时间的优化
(1)从鸡屠宰场收集新鲜鸡血,组织捣碎机搅拌均匀(同样可以将采集的鸡血冷冻待用时融化后再按上步骤进行),此步骤的目的是破碎血细胞,释放血红蛋白,冻融之后效果更佳。
(2)向步骤(1)处理过的鸡血中加入木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶与鸡血的配比为1mg木瓜蛋白酶/100ml鸡血原液,混匀,在70℃条件下酶解4h,以得到鸡血血红蛋白多肽。
(3)向步骤(2)的酶解液加入等体积的5%乙酸(体积百分含量,溶剂为水),4℃震荡浸提(浸提时间设置如下:0h、1h、4h、8h、12h、16h、20h、24h和28h),8000r/min(相当于10000g)4℃离心20min,留取上清,调其pH值至6.0,即为鸡血抗菌肽的粗提物。
(4)采用琼脂糖弥散方法(检测菌在琼脂平板上的终浓度为106CFU/ml)对不同浸提时间对应的鸡血抗菌肽的粗提物(20μL)进行检测,检测其对大肠杆菌ACTT25922株的抗菌作用。
结果如表2所示,可见浸提时间为16-20h时,效果相对较好。
表2 不同浸提时间(t)对提取抗菌肽效果的影响
注:“++++”表示抑菌圈的直径为>15mm,“+++”表示抑菌圈的直径为10-15mm,“++”表示抑菌圈的直径为5-10mm,“+”表示抑菌圈的直径为3-5mm,“-”表示抑菌圈的直径为3mm以下。D1-D3表示三次重复。
3、酶解温度的优化
(1)从鸡屠宰场收集新鲜鸡血,组织捣碎机搅拌均匀(同样可以将采集的鸡血冷冻待用时融化后再按上步骤进行),此步骤的目的是破碎血细胞,释放血红蛋白,冻融之后效果更佳。
(2)向步骤(1)处理过的鸡血中加入木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶与鸡血的配比为1mg木瓜蛋白酶/100ml鸡血原液,混匀,在一定温度(酶解温度设置如下:20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃和90℃)条件下酶解4h,以得到鸡血血红蛋白多肽。
(3)向步骤(2)的酶解液加入等体积的5%乙酸(体积百分含量,溶剂为水),4℃震荡浸提16h,8000r/min(相当于10000g)4℃离心20min,留取上清,调其pH值至6.0,即为鸡血抗菌肽的粗提物。
(4)采用琼脂糖弥散方法(检测菌在琼脂平板上的终浓度为106CFU/ml)对不同酶解温度对应的鸡血抗菌肽的粗提物(20μL)进行检测,检测其对大肠杆菌ACTT25922株的抗菌作用。
结果如表3所示,可见酶解温度为70℃时,效果相对较好。
表3 不同酶解温度(Tem)对提取抗菌肽效果的影响
注:“++++”表示抑菌圈的直径为>15mm,“+++”表示抑菌圈的直径为10-15mm,“++”表示抑菌圈的直径为5-10mm,“+”表示抑菌圈的直径为3-5mm,“-”表示抑菌圈的直径为3mm以下。D1-D3表示三次重复。
4、酶用量的优化
(1)从鸡屠宰场收集新鲜鸡血,组织捣碎机搅拌均匀(同样可以将采集的鸡血冷冻待用时融化后再按上步骤进行),此步骤的目的是破碎血细胞,释放血红蛋白,冻融之后效果更佳。
(2)向步骤(1)处理过的鸡血中加入木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶与鸡血按照一定的配比(木瓜蛋白酶/鸡血原液的配比设置如下:0mg/100ml、0.5mg/100ml、1.0mg/100ml、5.0mg/100ml、10mg/100ml、15mg/100ml、20mg/100ml、50mg/100ml和80mg/100ml)混匀,在70℃条件下酶解4h,以得到鸡血血红蛋白多肽。
(3)向步骤(2)的酶解液加入等体积的5%乙酸(体积百分含量,溶剂为水),4℃震荡浸提16h,8000r/min(相当于10000g)4℃离心20min,留取上清,调其pH值至6.0,即为鸡血抗菌肽的粗提物。
(4)采用琼脂糖弥散方法(检测菌在琼脂平板上的终浓度为106CFU/ml)对不同酶用量对应的鸡血抗菌肽的粗提物(20μL)进行检测,检测其对大肠杆菌ACTT 25922株的抗菌作用。
结果如表4所示,可见当鸡血量为100ml时,酶用量为0.5mg-1mg或者20mg-80mg时,效果相对较好。
表4 不同酶用量(m)对提取抗菌肽效果的影响
注:“++++”表示抑菌圈的直径为>15mm,“+++”表示抑菌圈的直径为10-15mm,“++”表示抑菌圈的直径为5-10mm,“+”表示抑菌圈的直径为3-5mm,“-”表示抑菌圈的直径为3mm以下。D1-D3表示三次重复。
二、从鸡血中提取鸡血抗菌肽
1、从鸡屠宰场收集新鲜鸡血,组织捣碎机搅拌均匀(同样可以将采集的鸡血冷冻待用时融化后再按上步骤进行),此步骤的目的是破碎血细胞,释放血红蛋白,冻融之后效果更佳。
2、向步骤1处理过的鸡血中加入木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶与鸡血的配比为1mg木瓜蛋白酶/100ml鸡血原液,混匀,在70℃条件下酶解4h,以得到鸡血血红蛋白多肽。
3、向步骤2的酶解液加入等体积的5%乙酸(体积百分含量,溶剂为水),4℃震荡浸提16h,8000r/min(相当于10000g)4℃离心20min,留取上清,调其pH值至6.0,即为鸡血抗菌肽的粗提物。
4、4℃下将鸡血抗菌肽粗提物上样于Sephadex G-100凝胶柱(柱长与内径比为8:1,Sephadex G-100凝胶柱为Pharmacia公司产品,其产品目录号为17-0061-02)进行层析,上样量为10ml,洗脱液为pH为6.0的浓度为0.2mol/L的乙酸钠水溶液,洗脱的速度为10.0mL/cm2·h,洗脱体积为1L。核酸蛋白检测仪检测,自动收集器收集后,记录仪记录。
如图1所示,鸡血粗提物经Sephadex G-100凝胶柱层析后出现2个洗脱峰。将洗脱峰各收集管的组分取20μL进行抑菌试验。采用琼脂糖弥散方法(检测菌在琼脂平板上的终浓度为106CFU/ml)对收集的洗脱液进行检测,检测收集液对大肠杆菌ACTT25922株的抗菌作用,以等体积的20000IU的青链霉素溶液替代抗菌肽作为阳性对照,以及以等体积的0.2mol/L的醋酸钠洗脱液替代抗菌肽作为阴性对照。结果显示,从第9管开始出现抑菌圈,直到第16管抑菌圈消失(图2所示为第2个峰处9-16管的情况),合并具有抑菌作用的洗脱液。
5、将步骤4获得的有效的抗菌肽(合并的具有抑菌作用的洗脱液,即经SephadexG-100凝胶柱层析后收集的第9-16管)浓缩之后进一步用Sephadex G-25凝胶柱(柱长与内径比为8:1,本发明中所采用的Sephadex G-25凝胶柱为Pharmacia公司产品,其产品目录号为17-0033-1)进行层析,上样量为10ml,洗脱液为pH为6.0的浓度为0.2mol/L的乙酸钠水溶液,洗脱的速度为10.0mL/cm2·h,洗脱体积为1L。核酸蛋白检测仪检测,自动收集器收集后,记录仪记录。
如图3所示,出现一个洗脱峰,类同上述方法,检测收集液对大肠杆菌ACTT 25922株的抗菌作用。结果显示,从第8管开始出现抑菌圈,直到第14管抑菌圈消失(图4所示为第7-15管的情况),合并具有抑菌作用的洗脱液(即经Sephadex G-25凝胶柱层析后收集的第8-14管),将其置于-20℃条件下保存。
实施例2、实施例1获得的鸡血抗菌肽的抗菌试验
采用琼脂糖弥散法,对实施例1从鸡血中提取的鸡血抗菌肽进行抗菌活性检测,测定抑菌圈直径大小,具体操作同实施例1步骤二4中相关描述。供试细菌有:大肠杆菌ACTT 25922、绿脓杆菌ACTT 27853株、嗜水气单胞菌(由发明人所在实验室自行分离保存的致病性菌株,见文章“马龙欢,佘锐萍,高贤彪,杜芳,胡凤姣.北京地区鱼嗜水气单胞菌病流行病学调查[A].中国畜牧兽医学会兽医学分会、中国病理生理学会动物病理生理专业委员会.2012年中国畜牧兽医学会兽医病理学分会暨中国病理生理学会动物病理生理专业委员会学术研讨会论文集[C].中国畜牧兽医学会兽医学分会、中国病理生理学会动物病理生理专业委员会:,2012:1.”,该菌株的Genebank IDSequence ID:gb|KJ156374.1|)。针对每个供试细菌均同时以等体积的20000IU的青链霉素溶液替代抗菌肽作为,以及以等体积的0.2mol/L的醋酸钠洗脱液替代抗菌肽的阴性对照。
实验重复三次,结果取平均值。
结果表明,实施例1从鸡血中提取的鸡血抗菌肽对各供试菌株均有明显的抑制作用,而阴性对照均无抗菌活性。实施例1从鸡血中提取的鸡血抗菌肽的抑菌活性具体结果如表5所示。
表5 鸡血抗菌肽对不同菌株的抑菌效果
可见,实施例1从鸡血中提取的鸡血抗菌肽对多种细菌均具有较强的抑菌作用。
Claims (5)
1.一种从鸡血中提取抗菌物质的方法,是按照如下步骤进行的:
(1)取鸡血,进行血细胞破碎后加入木瓜蛋白酶进行酶解;
所述木瓜蛋白酶与所述鸡血的配比为1750-35000U:100ml;
所述酶解的温度为70~90℃,时间为4~6h;
(2)向酶解液中加入乙酸浸提,离心取上清,调节pH至6.0±0.5,获得鸡血抗菌物质的粗提物;
所述浸提为4~37℃震荡16-20h;
所述向酶解液中加入乙酸为:向所述酶解液中加入等体积的体积百分含量为5%的乙酸水溶液;
所述离心为6600~10000g 4℃离心20~30min;
(3)将所述鸡血抗菌物质的粗提物上样于Sephadex G-100凝胶柱,采用洗脱液进行洗脱,收集具有抗菌活性的洗脱峰;
所述洗脱液为pH为6.0的浓度为0.2mol/L的乙酸钠水溶液;
所述洗脱的速度为10.0mL/cm2·h;
(4)将步骤(3)收集的具有抗菌活性的洗脱峰上样于Sephadex G-25凝胶柱,采用洗脱液进行洗脱,收集洗脱峰,获得所述鸡血抗菌物质;
所述洗脱液为pH为6.0的浓度为0.2mol/L的乙酸钠水溶液;
所述洗脱的速度为10.0mL/cm2·h。
2.利用权利要求1所述方法提取得到的鸡血抗菌物质。
3.权利要求2所述的鸡血抗菌物质在如下任一中的应用:
(a1)制备抗微生物制剂;
(a2)制备动物饲料添加剂。
4.抗微生物制剂,其活性成分为权利要求2所述的鸡血抗菌物质。
5.动物饲料添加剂,其活性成分为权利要求2所述的鸡血抗菌物质。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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