背景[1-3]
胃蛋白胨也称蛋白胨A是指动物组织经胃蛋白酶消化获得的蛋白胨。蛋白胨A作为备选的微生物氮源，弥补不同细菌的营养需求差别。不同的微生物的氨基酸比例不同，生长所必需的必需氨基酸不同。因此单一蛋白胨并不能提供微生物生长的营养条件。
蛋白胨是将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡黄色的粉剂，具有肉香的特殊气息。蛋白质经酸、碱或蛋白酶分解后也可形成蛋白胨。蛋白胨富含有机氮化合物，也含有一些维生素和糖类。它可以作为微生物培养基的主要原料，在抗生素、医药工业、发酵工业、生化制品及微生物学科研等领域中的用量均很大。
胃蛋白胨
蛋白胨的种类：不同的微生物需要特定的氨基酸和多肽，因此存在着各种蛋白胨，一般来说，用于蛋白胨生产的蛋白包括动物蛋白（酪蛋白、肉类）、植物蛋白（豆类）、微生物蛋白（酵母）等三种。能为微生物提供C源、N源、生长因子等营养物质。
蛋白胨分类明细蛋白胨从来源为植物蛋白胨和动物蛋白胨和天然蛋白胨
1、植物蛋白胨：大豆蛋白胨，小麦蛋白胨、土豆蛋白胨、棉籽蛋白胨，豌豆蛋白胨等一般蛋白含量再60%左右，还有6-10%灰分，10%-15%各种糖，还有核酸，另外就是水分及其他微量元素了。（植物源蛋白胨是以非转基因植物成分为原料，经复核生物酶的酶解、膜分离提纯精制，喷雾干燥等一些列工艺制成产品由不同分子量的胨、钛和氨基酸组成，营养丰富，可完全替代相应的动物蛋白胨产品，满足发酵、医疗、生物等行业各种微生生长及细胞培养）
2、动物蛋白胨：牛骨蛋白胨杂骨蛋白胨鸡骨蛋白胨牛肉蛋白胨猪肉蛋白胨酪蛋白胨胰酪蛋白胨胰蛋白胨多聚蛋白胨、胃蛋白胨、禽胨、蚕蛹蛋白胨血粉蛋白胨等。蛋白含量再80%以上（产品以氨基酸、多肽形势呈现，下同）剩下的就是灰分，水分，其他含量比较少。
3、天然蛋白胨；酵母蛋白胨以高蛋白的面包酵母为原料，经自溶、酶解、分离、浓缩和干燥等工艺，制得安全稳定营养全面的微生物蛋白胨。
4以蛋白胨相称的皮革胨，原料来源于蓝矾皮，俗称皮革下脚料，与骨胨的区别就是本产品的重金属含量比较高，灰分大，氨基氮的含量虽然也有，但是应用在发酵中，由于营养不丰富，不利于生物培养几乎不长菌，一般应用于添加饲料行业中。
应用[4][5]
胃蛋白胨可以用于耐冷菌Bacillus cereus SYP A2-3产冷适蛋白酶的研究
从中国冰川1号雪山微生物样本中筛选获得1株能够产冷适蛋白酶的耐冷菌Bacillus cereus SYP A2-3,并系统开展了发酵产酶、分离纯化和酶学性质等多项研究,为深入开发我国冷适微生物资源提供了素材,并在适冷机制的理论研究方面,提出了一些有价值的观点。
SYP A2-3是一株革兰氏阳性芽孢杆菌,能在0-38℃范围内生长,最适生长温度在25℃,NaCl耐受浓度8%,能够利用多种碳源和氮源,VP反应、触酶实验、明胶液化实验、M-R实验呈阳性。实验测定了该株菌的16s rDNA,在系统发育树中,该菌与Bacillus cereus和Bacillus thuringiensis有较近的亲缘关系,结合表型分类和16s rDNA序列比对结果,将SYP A2-3鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。
产酶条件研究显示,SYP A2-3最适产酶温度15℃,培养基最适初始pH 6.5-7.0,可溶性淀粉、果糖和葡萄糖是较好的碳源,其适宜的浓度是10 g/L,高浓度的糖能够起到代谢阻遏作用。酪蛋白是较好的氮源,其适宜浓度是10-20 g/L。
实验系统地对蛋白酶的底物诱导作用和降解产物的阻遏作用进行了研究。氨基酸残基链长35-55的肽类诱导产酶能力最强,而小分子氮源能够阻遏蛋白酶的形成,因而氮源对蛋白酶合成的诱导和阻遏的双重调节功能与肽链长度有关。对粗料氮源,通过预水解可以提高培养基中α-氨基氮水平,起到促进菌体前期生长作用,能够较大幅度提高其蛋白酶产量,如预水解后的豆粕产酶增加了1100 U/mL,这一机制可能应用于其它蛋白酶的生产调节。
鉴于冷适微生物最适生长温度和产酶温度的差异,实验研究了变温培养方式。在近于最适温度下进行细胞培养可缩短培养时间,获得较高的菌体浓度。采用摇瓶方式,20℃预培养16 h比15℃恒温发酵产酶提高28.2%。综合应用变温培养、pH流加控制、氮源补加和产酶保护等控制策略,在5L小罐发酵产酶为4840 U/mL,其产酶高峰在45 h,提前了5-8 h。
采用超滤和分级盐析操作能够有效去除杂蛋白,超滤浓缩实现75.3%的回收率,分级盐析酶活回收率达到56.0%。应用离子交换(DEAE fastflow)、凝胶层析(Superdex G75)实现了Bacillus cereus Neutral Protease(BcNP)的分离和纯化。严格的低温操作、快速的纯化方式和全程的酶蛋白保护措施是BcNP纯化技术的关键。
BcNP分子量为34.2 kDa,pI为4.8-5.0。以酪蛋白为底物,其最适催化温度为42℃,最适pH范围为7.0-8.5。Ca2+、Mn2+对其有一定的激活作用,Cu2+、Pb2+、Co2+对活性有一定的抑制,该酶不受丝氨酸型蛋白酶抑制剂PMSF的抑制,但受EDTA强烈抑制,具有金属蛋白酶典型特性。
参考文献
[1]Culturable Bacteria in Subglacial Sediments and Ice from Two Southern Hemisphere Glaciers[J].J.Foght;J.Aislabie;S.Turner;C.E.Brown;J.Ryburn;D.J.Saul;W.Lawson.Microbial Ecology,2004(4)
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[4]Effects of Different Buffers on the Thermostability and Autolysis of a Cold-Adapted Protease MCP-01[J].Xiu-Lan Chen;;Cai-Yun Sun;;Yu-Zhong Zhang;;Pei-Ji Gao.Journal of Protein Chemistry,2002(8)
[5]史劲松.耐冷菌Bacillus cereus SYP A2-3产冷适蛋白酶的研究[D].江南大学,2006.