鸡蛋溶菌酶提取溶菌酶(又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶)是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶。
主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键,使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。
溶菌酶还可与带负电荷的病毒蛋白直接结合,与DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐,使病毒失活。
性质:白色或微白色冻干粉,溶于水,不溶于乙醚和丙酮,pI为11.0-11.35,最适pH值6.5。
稳定性:酸性介质中可稳定存在,碱性介质中易失活;96℃, pH值为3条件下,15min后活力保持87%。
抑制剂有碘、咪唑和吲哚衍生物、表面活性剂(十二烷基硫酸钠、醇类和碳链不少于12的脂肪酸)。
1%水溶液在281.5nm 处的吸光系数为26.4。
通过水解细菌细胞壁的肽聚糖来溶菌作用:溶菌酶的用途极为广泛,在医药上,可与血液中的病毒结合,阻止流感、腺病毒等的繁殖;能分解粘多糖,有利于脓汁、痰液的排出;能清除坏死组织、增进抗生素的药效以及促进肠道有益细菌如乳酸菌的繁殖等作用;另外,它与抗生素联合应用还可治疗支气管炎、肺炎、白喉、小儿急性肾炎等多种疾病。
在食品上,卵清溶菌酶是无毒的蛋白质,能选择性地使目标微生物细胞壁溶解,而对其他物质无反应,人们利用它来代替有害健康的化学防腐剂(如苯甲酸及其钠盐),以达到保存食物的目的,是一种天然防腐剂;溶菌酶添加于牛乳,可使牛乳人乳化,提高了牛乳的营养价值。
提取工艺:(一)鸡蛋清中提取溶菌酶方法一——食盐盐析一.材料:原料:鸡蛋、NaOH、NaCl、丙酮、(市售溶菌酶粉剂)仪器与设备:搅拌器(200-300r/min),离心机(4000r/min),抽滤机二.工艺流程:原料→ 清洗→ 去蛋壳→ 分离蛋清→ 搅拌→ 过滤→ 加盐→ 调节pH值→ 结晶→ 干燥→ 成品→ 包装三.实验步骤:1选择新鲜鸡蛋,蛋清的pH值不能低于8.0,否则不能用。
2清洗:用水洗掉蛋壳表面的不洁之物。
3将鸡蛋的两端各敲一个小洞,使蛋清流出。
4用搅拌机搅拌,将蛋清搅拌稠度均匀即可,以不引起泡沫为宜,防止由于起泡引起蛋白质的泡沫变性,而影响溶菌酶活性及产率。
5过滤:用双层纱布将稠度均匀的蛋清过滤,滤除蛋清溶液中的脐带块及蛋壳等。
6加盐:按50:1的比例(NaCl:蛋清液),向蛋清液中加入NaCl细粉,边搅拌边加入促使NaCl细粉及时溶解,以避免NaCl沉于容器底部,而因局部浓度过高而产生大量的白色沉淀7 结晶:用1mod/l的NaOH溶液调节PH为9.5-10.0,边搅拌边加,避免过碱引起蛋白质变性。
于4℃条件下静置过夜,至结晶析出。
为加速其结晶过程,可加入适量溶菌酶晶种(晶种制备:将市售溶菌酶粉剂配制成5%水溶液,每10mL 加入Nacl 0.5g,滴加1M NaOH溶液调pH值至9.5—10.0,置4℃冰箱中,结晶析出即成)。
不加晶种两周左右结晶率最高,反之72—96h最高。
8结晶过滤或分离:用滤纸或尼龙布过滤,或用离心机离心10min,得到溶菌酶结晶。
9结晶洗涤:用丙酮将溶菌酶结晶洗涤数次(一般3次即可)。
10干燥:将溶菌酶结晶在常温或(50-60)℃条件下干燥制成成品,水分含量质量分数约为(2-3)%。
方法二——离子交换法一.材料原料与试剂:鲜鸡蛋(市售)、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、硫酸铵、氢氧化钠、盐酸、氯化钠、丙酮、724型阳离子交换树脂等,以上药品均为分析纯。
主要仪器:分光光度计(7230G型)、搅拌器(200~300rpm)、离心机(4000rpm)。
二.工艺流程三.实验步骤1蛋黄与蛋清的分离。
取新鲜的鸡蛋,去壳,经分离器后,使蛋清与蛋黄分离。
打破蛋壳时应避免蛋黄破散,使两者完全分离。
2蛋清的预处理。
将分离后的蛋清加入到搅拌器中,200-300 rpm下搅拌10min,再将蛋清搅拌稠度均匀即可,以不引起发泡为宜。
最后用2-3层纱布过滤,以除去残余蛋壳和少量蛋黄。
3吸附。
将过滤后的蛋清冷至5℃后移入搪瓷捅中,然后在搅拌下加入已处理好的树脂(14%加入),使其悬浮在蛋清中,在0~5℃下,搅拌吸附5h,然后在0-6℃静置20h以上,等分层后,弃去上清液后的树脂用清水反复冲洗2-3次。
以除去杂蛋白,最后晾干树脂,移入一个搪瓷缸中。
4酶的洗脱。
在上述树脂中加入同体积的0.15 mol/L的pH 6.5磷酸盐缓冲液,搅拌洗脱20min,过滤洗脱液,除去一部分杂质。
再重复洗脱2次。
将除去杂质的树脂加入等量浓度为10%的硫酸铵溶液,搅拌洗脱 30min,滤出洗脱液,重复洗脱3次,滤出的洗脱液一起倒入沉淀缸中沉淀。
5沉淀。
在沉淀缸中按洗脱液的体积加入32%固体硫酸铵,搅拌使其溶解,在4℃放置过夜。
第2天,用虹吸法取出上清,4000rpm离心10min分离沉淀物。
6透析。
将沉淀物用蒸馏水全部溶解,然后放入透析袋中,在10℃水中透析过夜,以除去沉淀中的硫酸铵。
收集透析液。
7盐析。
将透析液移入一容器内,用0.1mol/L的NaOH调溶液pH至8.5~9.0,有白色沉淀时,应立即离心除去沉淀。
用2mol/L HCl调pH至3.5,搅拌,并在0℃放置48h,同上离心收集沉淀物。
8成品的干燥。
将上述沉淀物加入到丙酮,搅拌。
放置2h,收集沉淀,用冷冻干燥法干燥沉淀即得产品。
干燥的溶菌酶可在室温下长期保存。
其纯品为白色或微黄色的结晶体或粉末,无臭,味甜,易溶于水,不溶于丙酮、乙醚等有机溶剂。
方法三——离子交换法一.实验材料鸡蛋(新鲜)磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氢氧化钠、氯化钠、丙酮、硫酸铵、724 型阳离子交换树脂等。
二.工艺流程硫酸洗脱蒸馏水,溶解pH=3.5,固体NaCl盐析三.实验步骤(1)树脂处理:将724 树脂先用 w( NaOH)= 7%的溶液浸泡 2h,滤出树脂凉干,再用 c(HCI)= 0.1moI / L的溶液浸泡 8 h,滤出树脂凉干后,用w(NaCI)= 10% 的溶液浸泡 8 h,滤出树脂凉干备用。
(2)缓冲液配制:取30 . 0 g NaH2 PO4 及 35.8 g Na2 HPO4 溶于 1 L 水中即得 pH = 6.5 的磷酸盐缓冲液。
(3)原料处理:新鲜的蛋清用 pH 试纸测其 pH值应为 8 . 0 左右。
(4)吸附:用冰水冷却并搅拌蛋清,使温度降到5 ℃,缓缓加入 724 型树脂,在不断搅拌下使树脂完全悬浮于蛋清中,保持温度0 ~ 10 ℃ ,继续搅拌 5 h,然后将蛋清在0 ~ 10 ℃静置 12h以上。
(5)洗涤、洗脱:把上层蛋清倾出,下层树脂用清水洗去附着的蛋白质,先后共洗涤四次,最后将树脂滤去水分,用磷酸盐缓冲液分三次加入搅拌,每次搅拌 15 min 后抽滤去水分,然后用ψ(H2 SO4)=1% 的稀硫酸分四次洗脱溶菌酶,合并洗脱液,在洗脱液中加入 w〔(NH4)2 SO4〕=40% 的溶液,析出白色沉淀。
在0 ~ 10 ℃静置 12 h 以上,过滤出沉淀。
(6)透析:将沉淀溶于蒸馏水中,在0 ~ 10 C℃透析 24 h,除去大部分硫酸铵。
(7)盐析:用滴管慢慢加入氢氧化钠溶液, pH 使= 8 . 5 ~ 9 . 0,如有白色沉淀,应即离心除去,然后在搅拌下加入 c(HCI)= 3.0 mOI / L 的盐酸,使溶液 pH= 3.5。
按盐析液的体积缓缓加入 w(NaCI)=5% 的固体氯化钠,则有白色沉淀生成,0 ~ 10 ℃静置 48h,抽滤得到溶菌酶粗品。
(8)精制:将粗品溶菌酶溶入0 ℃无水丙酮中,控制溶液的ρ(粗溶菌酶)= 100 g / L,缓慢搅拌使颗粒松细,在0 ~ 10 C℃静置数小时,滤去丙酮,沉淀真空干燥,即得溶菌酶精品。
如果不用丙酮脱水,将透析液冷冻干燥可得不含氯化钠的溶菌酶。
按蛋清质量计收率为 0.14% 。
方法四——离子交换法(改进工艺)1.将新鲜鸡蛋洗净、控干水、敲破小头、收集蛋清,4℃放置1h以上。
2.724树脂的处理:用1mol/L HCl浸泡树脂2h,用去离子水洗至近中性,再用1mol/L NaOH 浸泡2h ,用去离子水洗至近中性(用过的树脂直接用1mol/L NaOH 浸泡,用去离子水洗至近中性)再用0.15mol/L pH6.5的磷酸盐缓冲液浸泡过夜,滤后备用。
3.吸附。
将冷蛋清加入处理好的 724树脂(每千克蛋清需要未处理树脂160g)大力搅(冰浴中)吸附6h,4℃静置,次日离心(3000r/min,15min),收集树脂,回收蛋清。
4.洗去杂蛋白。
树脂先用去离子水洗至洗液无浑浊,再用等体积的0.15mol/L pH6.5的磷酸盐缓冲液搅拌洗涤20min(冰浴下)搅拌洗涤应重复 2次,最后1次滤除树脂水分。
5. 洗脱溶菌酶。
树脂用等体积的10%的(NH4)2SO4浸泡,4℃下过夜,次日搅拌30min,洗脱液经尼龙布过滤,准确量取体积。
再加入体积10%的(NH4)2SO4重复洗脱2次,合并洗脱液。
6.盐析溶菌酶。
每83ml洗脱液加32g磨细的固体(NH4)2SO4,在搅拌下缓慢加入,待(NH4)2SO4完全溶解后,4℃放置过夜。
次日,离心(3000r/min,15min),收集沉淀。
7.透析除盐。
将盐析沉淀装入透析袋,用蒸馏水透析24h以上,其间换2次蒸馏水。
8. 去杂质。
取出透析袋中的透析液,用 2mol/L HCl调整pH4.6,离心,收集上清液。
其沉淀加少量蒸馏水(约为沉淀的5倍)搅匀,再重复处理 2次。
合并上清液、调整pH5.5,再加,1mol/L NaHPO4—KH2PO4 缓冲液(pH5.5),达终浓度为10mmol/L,静置10min、离心、弃沉淀,收集纯化液。
9.浓缩与干燥。
纯化液在(40±2)℃真空旋转蒸发,变浊时倒出、冷冻,室温真空干燥。
方法五——阳离子交换法一.实验材料1.阳离子交换树脂(732)树脂,聚丙烯酰胺凝胶(sDs—PAGE)2.乙酸和配缓冲液用的磷酸钠与氢氧化钠等试剂均为分析纯(AR级)。
3.鸡蛋从自由市场上随机购买,新鲜无异常。
二.实验步骤1按照国家有关标准方法配置pH6、pH7、pH8、pH9的四种磷酸缓冲液。
2鸡蛋清样品处理方法去蛋壳,手工分离得鸡蛋白,分别加pH6到pH9的缓冲液充分浸泡蛋白,均质处理上述缓冲液处理过的蛋白液(四种磷酸缓冲蛋白液)。
3 分离层析柱制备及溶菌酶分离方法732树脂经多重蒸馏水处理后,小心灌人1X30 cm的柱中,再以PH6到9的缓冲液分别洗涤,制得四种缓冲能力的732树脂分离柱。
将上述四种磷酸缓冲蛋白液分别移入相应pH值缓冲液处理过的分离柱,以相应缓冲液洗脱一定时间后,再以0.1 mol/L的乙酸洗脱,在整个洗脱过程中,洗脱液每10 ml收集一管,收集到的洗脱液立即经280nm检验溶菌酶和其它杂蛋白的洗脱顺序。