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乳铁蛋白是牛初乳中的一种生物活性蛋白,具有广谱抗菌、增强铁的传递与吸收、免疫调节、抗病毒等作用,但是其热稳定性很差,限制了其应用范围。将其酶解不仅可以提高抑菌活性,还可以增强热稳定性,这将拓宽它在食品、医药、饲料等行业的应用。本课题对天然抗菌剂的开发具有重要意义。本论文主要研究了制备乳铁蛋白抗菌肽的酶解工艺、脱盐工艺和分离纯化,并对此抗菌肽进行了抑菌性研究。
首先,研究了乳铁蛋白抗菌肽的酶解工艺。通过单因素试验,响应面回归分析得到酶解的最佳工艺为:采用胃蛋白酶为酶源,乳铁蛋白浓度为30mg/mL,胃蛋白酶与乳铁蛋白的质量比为1.5%,温度44℃,pH2.4,水解时间2h。优化条件下水解度为10.76%,抑菌率为97.97%。乳铁蛋白抗菌肽氨基酸组成分析显示,其中疏水性氨基酸占32.90%,碱性氨基酸占19.15%。高效液相体积排阻分析发现,乳铁蛋白抗菌肽的相对分子质量主要分布在200~6000左右。
其次,研究了DA201—C大孔吸附树脂对乳铁蛋白抗菌肽静态及动态脱盐作用。通过静态吸附实验,得到了吸附的动力学曲线及方程、吸附等温线和最佳洗脱剂。对于上样浓度为10mg/mL的乳铁蛋白抗菌肽,吸附速率方程为Y=0,5035X—0.3971(R2=0.9045);上样浓度为30mg/mL时,吸附速率方程为Y=0.4887X+1.0815(R2=0.9412)。平衡吸附量方程为:Qe=1.7461C—+0.5703(R2=0.9993)。最佳的洗脱剂为85%乙醇。动态吸附实验结果表明:在采用85%乙醇为洗脱剂时,DA201—C大孔吸附树脂对乳铁蛋白抗菌肽的脱盐率为97.40%,乳铁蛋白抗菌肽的回收率为92.54%。对乳铁蛋白抗菌肽的稳定性研究发现,其具有较强的耐肠道酶消化稳定性;在酸性条件下,具有较强的热稳定性和贮藏稳定性。
最后,研究了乳铁蛋白抗菌肽的分离纯化。首先通过SephadexG—50分离得到了抗菌性更强的乳铁蛋白抗菌肽—b,该肽在1mg/mL时,对大肠杆菌的抑菌率为99.17%。然后通过半制备RP—HPLC进一步分离得到的乳铁蛋白抗菌肽—b1,它在0.1mg/mL时对大肠杆菌的抑菌率为99,05%。进一步通过分析型RP—HPLC纯化,得到了乳铁蛋白抗菌肽—b1-1,图谱显示为单一峰。在0.1mg/mL时对大肠杆菌的抑菌率为99.12%,其相对分子质量为2500左右。研究结果还表明,该抗菌肽可以抑制包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌等常见的食品腐败菌及致病菌,具有广谱抗菌性。