大孔吸附樹(shù)脂在生物活性肽分離純化中的應(yīng)用

大孔吸附樹(shù)脂在生物活性肽分離純化中的應(yīng)用呂紅1，盧建中2，張璐1，顏梅1（1江西中醫(yī)學(xué)院，南昌，330006，2江中藥業(yè)股份有限公司，南昌，330096）摘要：隨著生物活性肽的的開(kāi)發(fā)和利用，對(duì)生物活性肽的分離純化也越來(lái)越引起人們的重視，大孔吸附樹(shù)脂在生物活性肽分離純化中的應(yīng)用報(bào)道較少，但其條件溫和，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便的特性，值得在生物活性肽的分離純化中得到推廣和應(yīng)用，本文就近年來(lái)的一些大孔吸附樹(shù)脂在生物活性肽中的應(yīng)用進(jìn)行概述。關(guān)鍵詞：大孔吸附樹(shù)脂，生物活性肽，抗氧化肽，抗菌肽，抗高血壓肽大孔吸附樹(shù)脂是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一類有機(jī)高分子聚合物吸附劑，具有很好的大孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，可通過(guò)物理吸附從水溶液中有選擇的吸附有機(jī)物[1]。1大孔吸附樹(shù)脂的性能大孔吸附樹(shù)脂是一類新型非離子型高分子吸附劑，是以苯乙烯和丙酸酯為單體，在0.5%的明膠溶液中，加入乙烯苯為交聯(lián)劑，甲苯、二甲苯為致孔劑，它們相互交聯(lián)聚合形成的高分子網(wǎng)狀孔穴結(jié)構(gòu)，在整個(gè)顆粒內(nèi)部及外部都具有表面活性。其性質(zhì)介于天然吸附劑(活性炭、硅膠和硅藻土)和離子交換劑之間，吸附特性與天然吸附劑類似，比離子交換劑更容易再生[2]。大孔吸附樹(shù)脂具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)選擇性良好，無(wú)機(jī)鹽的存在有利于吸附；(2)分離和濃縮有機(jī)物，得到的化合物灰份低；(3)物理化學(xué)穩(wěn)定性高，不溶于酸、堿及有機(jī)溶劑，機(jī)械強(qiáng)度好；(4)吸附和解吸較快，吸附容量大；(5)品種規(guī)格多，可根據(jù)化合物的性質(zhì)來(lái)選擇適當(dāng)結(jié)構(gòu)或極性的吸附劑；(6)吸附樹(shù)脂呈小球狀，直徑為0.2-0.8mm，因此流體阻力比活性炭小，流速較快[3]。2大孔吸附樹(shù)脂的原理大孔吸附樹(shù)脂的吸附實(shí)質(zhì)為一種物體高度分散或表面分子受作用力不均等而產(chǎn)生的表面吸附現(xiàn)象，這種吸附性能是由于范德華引力或生成氫鍵的結(jié)果。同時(shí)由于大孔吸附樹(shù)脂的多孔結(jié)構(gòu)使其對(duì)分子大小不同的物質(zhì)具有篩選作用。通過(guò)上述這種吸附和篩選原理，有機(jī)化合物根據(jù)吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附樹(shù)脂上經(jīng)一定溶劑洗脫而達(dá)到分離、純化、除雜、濃縮等不同目的。大孔吸附樹(shù)脂按其極性大小和所選用的單體分子架構(gòu)不同，可以分為非極性、中等級(jí)性和極性三類，它們的結(jié)構(gòu)和吸附性各不相同。非極性吸附樹(shù)脂是由偶極距很小的單體聚合制得，不帶任何功能基，孔表的疏水性較強(qiáng)，可通過(guò)與小分子內(nèi)的疏水部分的作用吸附溶液中的有機(jī)物，最適于極性溶劑中吸附非極性物質(zhì)，也稱為芳香族吸附劑。中等極性的吸附樹(shù)脂是含酯基的吸附樹(shù)脂，且用多功能團(tuán)的甲基丙烯酸酯作為交聯(lián)劑，其表面兼有疏水和親水兩部分，即可極性溶劑中吸附非極性物質(zhì)，又可由非極性溶劑中吸附極性物質(zhì)，也稱為脂肪族吸附劑。極性大孔吸附樹(shù)脂是指含酰胺基、氰基、酚羥基等含氮、氧、硫極性功能基的吸附樹(shù)脂，通過(guò)靜電相互作用吸附極性物質(zhì)，適用于非極性溶劑中吸附極性物質(zhì)。3大孔吸附樹(shù)脂在生物活性肽分離純化中的應(yīng)用肽是指分子結(jié)構(gòu)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的一類化合物，是由20種天然氨基酸以不同的組成和排列方式構(gòu)成的，其中可調(diào)節(jié)生物體生理功能的肽稱為生物活性肽，它們具有多種多樣的生物學(xué)功能，如激素作用、免疫調(diào)節(jié)、抗血栓、抗高血壓、抗癌、抗病毒、調(diào)節(jié)血糖等等。因此在生物醫(yī)藥以及保健食品等領(lǐng)域，生物活性肽具有廣闊的開(kāi)發(fā)和利用前景[4]。大孔吸附樹(shù)脂在生物活性肽中主要用于除鹽和分離提純，特別對(duì)于寡肽來(lái)說(shuō)，其分子量小，與鹽離子相對(duì)納濾和反滲析等脫鹽效果不佳，而采用大孔吸附樹(shù)脂有很好的效果。根據(jù)大孔樹(shù)脂的極性、孔徑等吸附特性,配合不同極性的洗脫劑洗脫，可以分離純化得到不同極性，即不同疏水性的組分，這對(duì)于生物活性肽的分離制備具有重要意義，因?yàn)槟壳耙阎蟛糠稚锘钚噪牡纳锘钚跃c疏水性氨基酸密切相關(guān)，這也是大孔吸附樹(shù)脂分離純化生物活性肽的原理所在。大孔吸附樹(shù)脂具有吸附和篩選性能，容易再生。在分離純化生物活性肽時(shí)具有條件溫和、設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，可避免有機(jī)溶劑帶來(lái)的環(huán)保、成本昂貴等問(wèn)題，以及可以避免由于加熱、化學(xué)處理過(guò)程中而造成生物活性降低等特點(diǎn)適合應(yīng)用于生物活性肽的分離純化。3.1大孔吸附樹(shù)脂在抗氧化肽分離純化中的應(yīng)用抗氧化肽也稱還原肽，在對(duì)天然抗氧化劑的研究中，還原肽是目前的熱門(mén)方向之一。不但具有良好的抗氧化活性，且安全性極高,因而在保健食品以及生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。吳金鴻[5]等人采用DA201-C型大孔吸附樹(shù)脂對(duì)乙醇分級(jí)的絲膠肽水解液進(jìn)行脫鹽和分離提純，得到結(jié)果：醇溶絲膠肽在40%乙醇階段洗脫得到的組分清除脂溶性自由基DPPH·活性提高10%；水溶性的純沉絲膠肽在30%和40%乙醇階段洗脫得到的組分還原力提高2.5倍。作者[6]還采用DA201-C型大孔吸附樹(shù)脂對(duì)醇溶絲膠肽的分子量小于500Da的寡肽混合物進(jìn)行除鹽和初步分離，除鹽效果佳，并得到三個(gè)提純的組分。苗欣[7]等采用DA201-C型大孔吸附樹(shù)脂對(duì)花生粕發(fā)酵的超濾液進(jìn)行脫鹽處理，動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明，上樣濃度為6mg/ml、上樣流速為1ml/min時(shí)效果最好。同時(shí)測(cè)得用75%乙醇洗脫得到的組分的DPPH·清除率和還原能力最強(qiáng)。苑成偉[8]等研究了大孔型弱酸性丙烯酸系陽(yáng)離子樹(shù)脂(D001)分離純化谷胱甘肽(GSH)的工藝條件，得出其最佳工藝條件為上柱液PH為5.0，樹(shù)脂柱高度為15cm，流速為3.5ml/min。得到的收集液經(jīng)濃縮干燥后谷胱甘肽純度提高90.9%，谷胱甘肽平均收率為70.6%，說(shuō)明分離純化工藝可行。3.2大孔吸附樹(shù)脂在抗菌肽分離純化中的應(yīng)用抗菌肽又叫抗微生物肽，肽抗生素，是指具有抵御外界微生物侵害、清除體內(nèi)突變細(xì)胞的一類小分子肽?？咕木哂袕V譜抗菌活性，對(duì)細(xì)菌有很強(qiáng)的殺傷作用，尤其是其對(duì)某些耐藥性病原菌的殺滅作用更引起了人們的重視。除此之外，人們還發(fā)現(xiàn)，某些抗菌肽對(duì)部分病毒、真菌、原蟲(chóng)和癌細(xì)胞等有殺滅作用，甚至能提高免疫力、加速傷口愈合過(guò)程，所以抗菌肽在醫(yī)學(xué)上有良好的應(yīng)用前景。過(guò)振宇[9]等人用6種不同型號(hào)的大孔吸附樹(shù)脂比較對(duì)家蠅抗菌肽的吸附解析特性，發(fā)現(xiàn)D101型大孔吸附樹(shù)脂性能優(yōu)于其他5種。王暉[10]等人以D3520型和D4020型大孔吸附樹(shù)脂為吸附劑，均可有效吸附發(fā)酵液中的乳鏈菌肽。得到在30℃、pH2.5時(shí)，吸附劑用量為60ml發(fā)酵液/g干樹(shù)脂時(shí)，D3520型和D4020型大孔吸附樹(shù)脂對(duì)發(fā)酵液中乳鏈菌肽的吸附率可達(dá)90％。濾去吸附殘液，對(duì)于D3520型大孔吸附樹(shù)脂，解吸劑用量為30ml/g干樹(shù)脂，用80%乙醇洗脫，最大靜態(tài)解吸率為63％；對(duì)于D4020型大孔吸附樹(shù)脂，解吸劑用量為40ml/g干樹(shù)脂，使用60%乙醇洗脫，最大靜態(tài)解吸率為65%。3.3大孔吸附樹(shù)脂在抗高血壓肽分離純化中的應(yīng)用抗高血壓肽又稱為血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制肽，是從食物蛋白中分離出來(lái)的一類具有明顯降低血壓功效的多肽物質(zhì)，除降壓功能以外，該類抗高血壓肽往往還具有促進(jìn)免疫、抗凝血和抗腫瘤等功能。趙利[11]等利用DA201-C大孔吸附樹(shù)脂對(duì)酪蛋白非磷肽（CNPPs）脫鹽并進(jìn)行分離分級(jí)，其脫鹽率在97%以上，回收率達(dá)到95%，在不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇進(jìn)行階段洗脫，酪蛋白非磷肽均可以分離出3個(gè)組分。趙一明[12]等也采用采用DA201-C大孔吸附樹(shù)脂對(duì)酪蛋白非磷肽進(jìn)行脫鹽處理，其脫鹽率達(dá)到95.40%，回收率達(dá)到85%以上，ACE抑制活性得到提高，所以，采用大孔吸附樹(shù)脂進(jìn)行酪蛋白非磷肽的脫鹽處理是一種簡(jiǎn)便有效的方法。陳季旺[13]等采用9種大孔吸附樹(shù)脂吸附大米降壓肽，最后結(jié)果顯示NKA型大孔吸附樹(shù)脂對(duì)大米降壓肽的吸附效果較好，大米降壓肽中灰分含量由脫鹽前的16.64%減少到脫鹽后的2.32%，脫鹽效果良好。除此之外，大孔吸附樹(shù)脂還可用于大豆肽，花生水解蛋白，鹿茸血肽等等的分離純化，均得到滿意的效果。4結(jié)語(yǔ)隨著肽類物質(zhì)的開(kāi)發(fā)和利用，對(duì)肽類的分離純化也越來(lái)越引起人們的重視，大孔吸附樹(shù)脂在生物活性肽分離純化中的應(yīng)用報(bào)道較少，但其條件溫和，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便的特性，值得在生物活性肽的分離純化中得到推廣和應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：[1]劉飛，趙瑩．大孔吸附樹(shù)脂及其在天然產(chǎn)物分離純化中的應(yīng)用．齊魯藥事[J]，2008，27（10）：679-681.[2]劉琦英．大孔吸附樹(shù)脂提取酸性蛋白酶抑制劑研究．離子交換與吸附，1989，5(4)：251-255.[3]何偉，李偉．大孔樹(shù)脂在中藥成分分離中的應(yīng)用．南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，21(2)：134-136.[4]李勇，蔡木易．肽營(yíng)養(yǎng)學(xué)[M]．北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社．2007，1-3.[5]吳金鴻，王璋，許時(shí)嬰．采用大孔吸附樹(shù)脂提純乙醇分級(jí)的絲膠肽及其抗氧化活性的研究．食品工業(yè)科技[J]，2008，29（1）：149-152.[6]吳金鴻，王璋，許時(sh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