0 引 言
蛋白胨(peptone)是由?、胨、肽和氨基酸組成 的水溶性混合物,是微生物生長(zhǎng)發(fā)育和繁衍的重要 氮素營(yíng)養(yǎng) 。隨著生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和人們 對(duì)微生物發(fā)酵技術(shù)的重視,蛋白胨的用量逐年增大。 雖然蛋白胨的生產(chǎn)路線短、工藝簡(jiǎn)單,但其貨源仍舊 比較緊張,價(jià)格昂貴。開(kāi)發(fā)新的蛋白胨資源和研 究新的制備工藝意義重大。蛋白胨不僅可用于微生 物培養(yǎng)基制備,還是醫(yī)藥生產(chǎn)、商品檢驗(yàn)、衛(wèi)生防疫、 臨床化驗(yàn)和疫苗、毒素等生物制品生產(chǎn)及菌種培養(yǎng) 分離與鑒別的重要生化試劑 。
1 材料與方法
1. 1 供試材料與主要試劑
枯草芽胞桿菌(Bacillus subtilis)為本實(shí)驗(yàn)室保 藏菌種;瓊脂粉,上海山浦化工有限公司,生化級(jí);牛 肉膏和胰蛋白胨,上海盛思生化科技有限公司,生化 級(jí);酪蛋白,上海伯奧生物科技有限公司,生化級(jí); NaOH、KH2PO4、NaCl、H2SO4、CuSO4、K2SO4、 Li2SO4、HCHO、Na2WO4·2H2O、Na2MoO4·2H2O、氨 基苯磺酸?α?萘胺、苯酚,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,分析純;胃蛋白酶、堿性蛋白酶,廣西龐博生物工 程有限公司,生化級(jí)。
1. 2 主要儀器與設(shè)備
DK?98?11A 型電熱恒溫水浴箱,天津市泰斯特 儀器有限公司;UV ?2500 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),日本島津;IRPrestige?21 島津傅立葉變換紅外光譜儀, 日 本 島 津 ;HERMLE Z323K 冷 凍 離 心 機(jī) ,德 國(guó) Hermle 公司;PHS ?3C 型 pH 計(jì),上海雷磁儀器廠; AL204 分析天平,梅特勒?托利多;DF ?101S 集熱式 恒 溫 加 熱 磁 力 攪 拌 器,鄭 州 予 華 儀 器 制 造 有 限 公 司;上海博迅YXQ-50SII立式壓力蒸汽滅菌器;L550?臺(tái)式低速離心機(jī),湘儀離心機(jī)儀 器有限公司;KDN ?08C 凱氏定氮儀,杭州托普儀器 有限公司。
1. 3 試驗(yàn)方法
1. 3. 1 冷榨花生粕蛋白胨的制備工藝
準(zhǔn)確稱取脫脂冷榨花生粕 5 g 溶解于 250 mL 去 離子水中,用鹽酸調(diào) pH 至 2. 0,加入 5% 的胃蛋白酶 (以底物為基準(zhǔn),3 000 U/g)并于 37 ℃攪拌條件下酶 解 200 min,定 期 監(jiān) 測(cè) 其 水 解 度(degree of hydroly? sis,DH%)變化;水解完成后,將水解液用 NaOH 調(diào) 節(jié) pH 至 8. 0,加入 2% 堿性蛋白酶(以底物為基準(zhǔn), 50 000 U/g),于 50 ℃攪拌條件下酶解 190 min,定期 監(jiān)測(cè) DH%;水解全部完成后將酶解液置于沸水浴 中 10 min 滅酶。冷卻至室溫后于 4 ℃,5 000×g 離 心 25 min,取上清液冷凍干燥,即冷榨花生粕蛋白胨 (cold?pressed peanut meal peptone,CPMP)。
1. 3. 2 一般性狀檢查
①顏色、澄清度和沉淀檢查 準(zhǔn)確稱取 1. 0 g 花生蛋白胨放入 50 mL 去離子 水中(100 mL 燒杯),加熱煮沸使其溶解。冷卻至室 溫后觀察溶液顏色、澄清度和沉淀 。結(jié)果判定標(biāo) 準(zhǔn):顏色分為無(wú)色、微黃、淺黃、黃色、深黃、淺棕和棕 色;澄清度分為澄清、微混和混濁;沉淀分為無(wú)、微 量、少量和多量。以細(xì)菌胰蛋白胨為標(biāo)準(zhǔn)。
②堿性沉淀檢查 準(zhǔn)確稱取 2. 0 g 花生蛋白胨,加入 100 mL 去離 子水于 250 mL 三角瓶中,用 0. 1 mol/L NaOH 調(diào)節(jié) pH 8~9,121 ℃高壓滅菌 30 min,冷卻至室溫后觀察 溶液澄清度和沉淀情況 。
③磷酸鹽沉淀檢查 準(zhǔn)確稱取 2. 0 g 花生蛋白胨、KH2PO4 0. 5 g,加入 100 mL 去 離 子 水 于 250 mL 三 角 瓶 中 ,用 0. 1 mol/L NaOH 調(diào) 節(jié) pH 7. 4~7. 6,121 ℃ 高 壓 滅 菌 30 min,冷 卻 至 室 溫 后 觀 察 溶 液 澄 清 度 和 沉 淀 情況 。
④ pH 值測(cè)定 準(zhǔn)確稱取 1. 0 g 花生蛋白胨,加入 50 mL 去離子 水,加熱煮沸后使其溶解,冷卻至室溫,用 pH 計(jì)測(cè)定 溶液 pH 值。
1. 3. 3 蛋白胨化學(xué)指標(biāo)測(cè)定
水分含量測(cè)定根據(jù) GB 5009. 3-2016 測(cè)定; 灰分根據(jù) GB 5009. 4-2016 測(cè)定 ;總氮采取微量 凱氏定氮法測(cè)定 ;氨基氮含量采取甲醛滴定法測(cè)定 ;蛋白胨含量采取雙縮脲法測(cè)定 ;糖含量采取 苯酚硫酸法;亞硝酸鹽法采取氨基苯磺酸?α?萘胺試 液測(cè)定;磷含量采取比色法(測(cè)定波長(zhǎng) 820 nm)測(cè) 定 。氯化鈉含量采取滴定法測(cè)定 。
1. 3. 4 枯草芽胞桿菌增殖培養(yǎng)試驗(yàn)
Luria?Bertani 培養(yǎng)基(LB 培養(yǎng)基)配方:胰蛋白 胨 10. 0 g,酵 母 提 取 物 5. 0 g,NaCl 10. 0 g,用 950 mL 去 離 子 水 溶 解 后 用 5 mol/L NaOH 調(diào) 節(jié) pH 至 7. 0,用 去 離 子 水 定 容 至 1 000 mL,121 ℃ 滅 菌 20 min,冷卻至室溫,備用。 將胰蛋白胨用含氮量相等的冷榨花生粕蛋白胨 (CPMP)代替(12. 0 g),其他操作步驟相同,制備得 到的培養(yǎng)基稱為冷榨花生粕蛋白胨培養(yǎng)基(CPMP 培養(yǎng)基)。將 37 ℃已活化培養(yǎng) 24 h 的枯草芽胞桿菌 菌種斜面全部轉(zhuǎn)移至 100 mL 無(wú)菌水中,用玻璃珠分 散均勻,并稀釋至 1×10-3,備用;無(wú)菌條件下用吸液 管吸取 1. 0 mL 菌液分別接種至 LB 培養(yǎng)基和 CPMP 培養(yǎng)基,裝瓶量為 100 mL(250mL 三角瓶),37 ℃培 養(yǎng) 36 h,定期監(jiān)測(cè)培養(yǎng)液 pH 和 600 nm 條件下的吸 光值(A600 nm),以 LB 培養(yǎng)基培養(yǎng)的枯草芽胞桿菌作 為對(duì)照,評(píng)價(jià) CPMP 培養(yǎng)基對(duì)枯草芽胞桿菌增殖的 影響。
2 結(jié)果與分析
通常情況下,蛋白胨的顏 色 一 般 不 能 太 深,否 則 會(huì) 影 響 微 生 物 的 生 長(zhǎng) 和 繁 殖 ,如果顏色較深,則需要進(jìn)行脫色處理。研究 者用微生物發(fā)酵法發(fā)酵熱榨花生粕制備花生蛋白胨 時(shí)發(fā)現(xiàn),熱榨花生粕蛋白胨顏色較深,呈淺棕色 , 主要是由于花生粕熱榨工藝使花生色素浸出較多, 高溫條件下的美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)也加深了熱 榨花生粕的顏色 。在澄清度和沉淀檢測(cè)項(xiàng)中,冷 榨花生粕蛋白胨與蛋白胨標(biāo)準(zhǔn)品基本一致,均澄清 透明且無(wú)沉淀,全部溶解。作為一種重要的微生物 培養(yǎng)生物化學(xué)試劑,蛋白胨的澄清透明是首要標(biāo)準(zhǔn), 因?yàn)樵谖⑸锱囵B(yǎng)過(guò)程中常需要進(jìn)行微生物生長(zhǎng)情 況的觀測(cè),若蛋白胨溶液呈現(xiàn)混濁或有沉淀易導(dǎo)致 觀測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確 ;在 pH 檢測(cè)項(xiàng)中,冷榨花生粕 蛋白胨與蛋白胨標(biāo)準(zhǔn)品 pH 較為接近,均在 pH 7. 0 左右;堿性沉淀與磷酸鹽沉淀均未檢測(cè)到,能滿足微 生物的生長(zhǎng)要求。蛋白胨在微生物生長(zhǎng)或產(chǎn)物合成中主要是作為 提供氮源的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),因此,含氮量是蛋白胨重要的 質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。高質(zhì)量細(xì)菌蛋白胨總氮要求達(dá)到 14. 5% 以上,植物蛋白胨由于含糖量相對(duì)較高,其 總氮應(yīng)不低于 8. 5% 。對(duì)冷榨花生粕蛋白胨進(jìn) 行了總氮含量測(cè)定,結(jié)果為(15. 08±0. 49)%,表明 冷榨花生粕的總氮含量較高,有利于促進(jìn)微生物的 生長(zhǎng),符合高質(zhì)量生化試劑蛋白胨的質(zhì)量要求。
3 結(jié)論與討論
參考《微生物培養(yǎng)基的制造與應(yīng)用》和《中國(guó)生 物制品主要原輔材料質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)蛋白胨進(jìn)行質(zhì)量 評(píng)價(jià),結(jié)果顯示,冷榨花生粕蛋白胨顏色為淺黃色, 2% 蛋白胨溶液澄清透明,無(wú)沉淀,pH 呈中性,無(wú)堿 性沉淀與磷酸鹽沉淀,含水量為(4. 16±0. 35)%,灰 分 含 量 為(10. 35±1. 03)% ,總 氮 含 量 為(15. 08± 0. 49)%,氮基氮含量為(2. 503±0. 45)%,含糖量為 (2. 63±0. 14)%,不含亞硝酸鹽,磷含量為(0. 073± 0. 15)%,NaCl 含量為(0. 86±0. 02)%,符合生化蛋 白胨的質(zhì)量要求。將冷榨花生粕蛋白胨與胰蛋白胨在枯草芽胞桿菌增殖培養(yǎng)時(shí)無(wú)顯著差異(p>0. 05)。
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