基本信息
- 项目名称：
- 螺旋藻活性肽的研究与开发
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本试验以螺旋藻藻胆蛋白为材料，采用中性蛋白酶酶解制备螺旋藻抗菌肽，对酶解法水解螺旋藻藻胆蛋白制备抗菌肽的工艺进行了研究，以抑菌率为指标确定了最佳酶解工艺条件。
- 详细介绍：
- 螺旋藻(Spirulina )属于蓝藻门、颤藻科中的一个属，是一种生长在热带及亚热带碱性湖泊中的微藻类植物，富含各种营养物质及活性成分。其蛋白质含量是目前所知所有天然植物中最高的，约占细胞干重的60%～70%。目前对螺旋藻的开发利用主要集中于藻粉和粗蛋白，有关螺旋藻活性肽的研究利用则未见相关报道。 抗菌肽(Antimicrobial peptides，AMP)具有抗菌能力强、抗菌谱广、种类多、可供选择范围广、靶菌株不易产生抗性突变等特点，可以避免抗生素和传统兽药及饲料添加剂的广泛使用所导致的抗药性和药物残留问题，因此在天然食品防腐剂、医药、生物饲料添加剂、生物农药等方面有着广阔的应用前景。 生物活性肽的制备方法主要有酶解法、分离提取法、化学合成法和基因工程法，其中酶解法原料来源广泛，制备简单，生产成本低，也是生产抗菌肽的常用方法。本实验对酶解法制备螺旋藻抗菌肽的酶解工艺进行研究，研究各种因素对抗菌肽抗菌活性的影响，为抗菌肽研究开发以及螺旋藻蛋白的综合利用提供实验依据。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的： 本实验主要采用酶水解法从螺旋藻中分离提取活性肽，探索最佳酶解条件，在前人研究的基础上对其进一步优化，以适应现代化的生产需要。同时在此基础之上研究生物活性肽的生物学作用，比如其在抑菌、抗氧化和提高人体免疫力等方面的重要生理活性。 基本思路： 1.研究螺旋藻活性肽制备的最佳酶解条件； 2.研究活性肽的分离纯化方法； 3.研究活性肽的生物学作用；
科学性、先进性及独特之处
- 本试验以螺旋藻藻胆蛋白为材料，采用中性蛋白酶酶解制备螺旋藻抗菌肽，以抗菌率为指标，研究制备螺旋藻抗菌肽的最佳酶解工艺。利用液体生长抑制法研究螺旋藻抗菌肽的生物活性，采用带有硫酸卡那霉素抗性的大肠杆菌工程菌株作为供试菌种，在试验过程中添加硫酸卡那霉素，有效避免了杂菌的生长，取得了较好的试验效果。
应用价值和现实意义
- 螺旋藻蛋白含量是目前所知所有天然植物中最高的，因其突出的营养和保健价值被世界卫生组织等称为“21世纪最优秀的食品”。然而对螺旋藻活性成份的提取纯化还处于起步阶段，有关螺旋藻生物活性肽的研究与开发还没有相关报道。本研究采用定向酶切技术，从螺旋藻中制备生物活性肽，并对其制备工艺，生物学功能等进行初步研究，从而为螺旋藻活性肽的研究与开发、螺旋藻蛋白的综合利用奠定基础，进而创造更大的经济和社会效益.
学术论文摘要
- 摘 要：本实验对酶解法水解螺旋藻藻胆蛋白制备抗菌肽的工艺进行了研究，以抑菌率为指标确定了最佳酶解工艺条件。结果表明，在底物浓度0.8g/L，酶与底物比12.5％，温度45℃, pH6.0 的条件下酶解4h，获得的抗菌肽抑菌率可达71.61%。
获奖情况
- 《酶解法制备螺旋藻抗菌肽的研究》被中文核心期刊《黑龙江畜牧兽医》接收，2012,1.印刷中. 《植物源活性肽的研究进展及其吸收机制》被中文核心期刊《中国酿造》接收，2011，5:1-4.已发表 《大豆肽的制备及其营养功能研究进展》被中文核心期刊《食品研究与开发》接收，2011,10.印刷中. 《肝脏源生物活性肽研究进展》已投《现代预防医学》（终审当中）
鉴定结果
- 本作品已通过沈阳农业大学大学生科技创新目鉴定，具有一定的理论和实践意义。为抗菌肽研究开发以及螺旋藻蛋白的综合利用提供实验依据。
参考文献
- [1] 朱劼,董文杰,刘佳. 超声波协同等电点沉淀法提取螺旋藻藻胆蛋白工艺的优化[J].食品科学,2010,31(10):146-150. [2] COLLA LM, REINEHR CO, REICHERT C. Production of biomass and nutraceutical compounds by Spirulina platensis under different temperature and nitrogen regimes [J]. Bioresource Technology, 2007, 98: 1489-1493. [3] SILVEIRA ST, BURKERT JFM, COSTA JAV, et al. Optimization of phycocyanin extraction from Spirulina platensis using factorial design [J]. Bioresource Technology, 2007, 98(8): 1629-1634. [4] PATIL G, RAGHAVARAO KSMS. Aqueous two phase extraction for purification of C-phycocyanin [J]. Biochemical Engineering Journal, 2007, 34(2): 156-164. [5] 王军,庞广昌. 抗菌肽抗菌机理的研究现状及趋势[J].食品科学, 2005, 26(8): 526-529. [6] BROGDEN KA. Antimicrobial peptides: pore formers or metabolic inhibitors in bacteria [J]. Nature Reviews Micobiology, 2005, 3(3):238-250. [7] 刘倚帆,徐良,朱海燕，等. 抗菌肽与抗生素对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的体外协同抗菌效果研究[J].动物营养学报, 2010, 22( 5) : 1457-1463. [8] 黎观红,洪智敏贾,永杰，等. 抗菌肽的抗菌作用及其机制[J]. 动物营养学报, 2011, 23(4): 546-555.
同类课题研究水平概述
- 生物活性肽是对生物体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物，是蛋白质中20个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线形、环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的有多种生物活性的化合物。这些生物活性肽以非活性状态存在于蛋白质的长链中，当用适合的蛋白酶水解后，活性肽被释放出来。目前，大量的研究结果表明，生物活性肽具有多种生物功能，如抗病毒、抗癌、抗血栓、抗高血压、免疫调节、激素作用、抑菌、降低胆固醇等作用。 目前，生物活性由于具有吸收快、效率高、种类多和无毒副作用等优点在许多领域应用广泛。如饲料生产领域、食品加工领域、医学领域等。在生物活性肽的研究上，虽然目前还有多数生物活性肽的研究仍处于试验阶段，在制备和检测上还没有一套有效的方法，尚需进一步完善，但是随着研究手段和方法的不断进步，特别是蛋白质工程和酶工程技术的迅速发展，生物活性肽的研究必将不断深入，将有更多的生物活性肽被发现。在生物活性肽的开发应用领域，随着生物高新技术的进一步发展与完善，必将为生物活性肽的开发和利用带来广阔的前景 螺旋藻，属蓝藻门，是一种多细胞、微型、不分枝、无异形胞的螺旋状体，靠分裂增殖，光合自养生物，生长于热带高温的碱性湖水中，在地球上已经有35亿年的历史。它含有多种营养成分，具有营养及医疗保健功能，它被世界粮农组织誉为21世纪人类最理想、最完美的食品。螺旋藻中尤以蛋白质含量最为丰富，是大豆蛋白质的两倍。它由18种氨基酸组成，氨基酸组成合理并含有人体所必需的8种氨基酸。目前，螺旋藻主要以干粉形式直接应用食品行业，由于其溶解性质的局限性，使其应用受到一定的限制，如何充分利用螺旋藻的蛋白质资源来提取活性肽，是拓宽螺旋藻应用的一个关键。 虽然活性肽对人类具有很大的作用，但是活性肽的分离与提取技术还不成孰，在一定程度上限制了我们对活性肽的研究与开发。酶水解蛋白质制取活性肽，此方法因其价廉，易进行，安全性高而广为重视，本实验主要采用酶水解法从螺旋藻中分离提取活性肽，探索最佳酶解条件，在前人研究的基础上对其进一步优化，以适应现代化的生产需要。同时在此基础之上研究生物活性肽的生物学作用，比如其在抑菌、抗氧化和提高人体免疫力等方面的重要生理活性。
