佤族民间药用动物红蚂蚁蛋白质的提取方法改进

邓芳轶,包学才

(1.云南民族大学化学与生物技术学院,云南昆明 650031;2.云南省临沧市永德县永康镇红旗山中学,云南临沧 677600)

佤族民间药用动物红蚂蚁蛋白质的提取方法改进

邓芳轶1,包学才2

(1.云南民族大学化学与生物技术学院,云南昆明 650031;2.云南省临沧市永德县永康镇红旗山中学,云南临沧 677600)

以红蚂蚁为原料,采用单因素实验法,分别用 3种盐对红蚂蚁蛋白质的提取条件进行了研究.结果表明,最适合的盐是硫酸铵;最好的提取条件为:固液比 (w/v)=1∶10、盐浓度为 1%、pH=4.0、抽提时间为 2 h,所得的蛋白质提取率最高为为 36%,最低为 13%.

红蚂蚁;蛋白质;提取

红蚂蚁属节肢动物门昆虫纲 (Insecta)膜翅目(Hynencptera)蚁科 (For m icidae)动物,红蚂蚁是佤族民间药用动物中的一种[1-3].实验证明:红蚂蚁富含42%以上的特种昆虫蛋白;有 28种氨基酸.其中人体所必需的 8种氨基酸齐全,并含有大量的维生素B、D等;还含有锌、镁、钙、铁、硒等多种人体必需的常量元素和微量元素;其中以锌、锰的含量最高.此外还含有代谢过程中氧化所必需的辅酶 FAD、蚁酸以及人工无法合成的草体蚁醛等多种生物活性物质[4-5].

佤族民间使用红蚂蚁来抗炎、镇痛、护肝、平喘、镇静、解痉等,其补肾之功尤为显著[6-7].临床使用证明:红蚂蚁所富含的药物成分,能直接参与机体的新陈代谢活动,增强或改善机体多种系统的功能,能有效地治疗风湿、类风湿性关节炎、肝炎、阳痿等虚损性疾病[8],佤族民间用红蚂蚁还因为它具有明显的滋补、养颜、抗衰老、抗疲劳、增性欲、助睡眠、防脱发等保健作用[9].

1 材料与方法

1.1 材料

红蚂蚁:来源于云南省永德县.

1.2 药品与试剂

NaCl、KCl、(NH4)2SO4、CuSO4、NaOH、EDTA、HCl(天津市东升化学试剂厂);

1.3 主要仪器

TDL-60B低速大容量离心机,上海安亭科学仪器厂制造;D36 mm透析袋 (MW:8000-14000、size:5M、进口).

1.4 方法

1.4.1 盐提蛋白法

蛋白质可以溶于盐溶液中,称为盐溶作用.离子强度较低的中性盐溶液有促进蛋白质溶解,保护蛋白质活性的作用,离子强度高则会引起蛋白质发生盐析作用[11].

1.4.2 蛋白质提取工艺流程

未处理的红蚂蚁→研磨→取样调浆→加盐抽提→离心分离 (去渣)→提取液加盐到饱和→离心分离 (去下层清液)→含盐蛋白 (4℃冷藏过夜)→透析得到去盐蛋白→双缩脲反应鉴定[12]→干燥→产品.

1.4.3 实验过程

1)最佳提取条件测定.每次称取 1 g湿蚂蚁于研钵中研磨成浆,分装于 10 mL的离心管中,分别用NaCl、KCl、(NH4)2SO4按照表1的条件 ,根据上面设计的蛋白质提取工艺流程,然后离心分离去除上清液,得去盐蛋白,然后将去盐蛋白干燥称重,求出蛋白质提取率.蛋白质提取率 =去盐蛋白的质量 /湿蚂蚁的质量,结果见表1.

表1 红蚂蚁蛋白质提取条件比较

2)蛋白质的透析.蛋白质是生物大分子物质,它不能透过透析膜,而小分子物质可以自由透过.因此在分离提纯蛋白质的过程中,常利用透析的方法使蛋白质与其中夹杂的小分子物质分开.将上一步得到的含盐蛋白质溶液放入透析袋,袋两端分别用夹子夹好,放入盛有蒸馏水的烧杯中透析,每 10 min换 1次蒸馏水.通过透析后,袋内液含有蛋白质,而袋外液不含蛋白质.

3)蛋白质的鉴定 (蛋白质双缩脲反应).多肽及蛋白质分子结构中均含有许多肽键,其结构与双缩脲分子中的亚酰胺键相同,因此,在碱性条件下铜离子也能够呈现出类似于双缩脲的紫红色显色反应[13].取 4支试管分别加入 10 d蛋白质透析后的透析袋内液、袋外液、不透析液、蒸馏水 (对比),再分别加入 10 d 20%NaOH溶液和 4 d 0.1%CuSO4溶液,实验结果见表2.

表2 蛋白质的双缩脲反应

2 结果与讨论

2.1 结果

按 1.4的方法,离心管内液体分层,上层为乳白色浑浊液,下层为透明溶液,而且用 (NH4)2SO4来提取的下层液最浑浊,用 NaCl来提取的次之,用KCl来提取的下层液最不浑浊,从表1也可以看出,用 (NH4)2SO4来提取蛋白质提取率最高,可达36%;用 KCl来提取的提取率最低只有 13%.从双缩脲反应可以看出:经透析后的产物含有蛋白质.从上述实验结果可知,最有利于蚂蚁蛋白质提取的条件是:固液比 (w/v)=1∶10,盐浓度为 1%,pH=4.0,抽提时间为 2 h;盐析提取红蚂蚁蛋白质最好的盐是硫酸铵.

2.2 讨论

2.2.1 固液比对提取效率的影响

在提取过程中固液比太小会因为蛋白质的浓度太小而影响蛋白质的提取,因为在多次提取中会有一定的损耗,影响提取的效果;若固液比过大,虽然提取的蛋白质较多,但是在离心的过程中蛋白质不能够完全地被析出,对蛋白质的完全提取有一定的影响.从实验结果看,固液比 1∶10提取率最高.

2.2.2 盐浓度对提取效率的影响

提取体系中利用无机盐是为了增强提取体系的离子强度,因为被提取的蛋白质为极性物质,离子强度越大,越容易被提取.但是蛋白质又是一种胶体分子,离子强度过大会破坏蛋白质分子的水化层,使蛋白质发生沉降.实验结果表明盐浓度 1%较为合适.

2.2.3 pH值对提取效率的影响

体系中 pH值的选择要尽量避开蛋白质的等电点[14],经实验测得红蚂蚁蛋白质的等电点为 5.0～6.5左右,通过实验可知 pH=4较为合适.

2.2.4 抽提时间对提取效率的影响

由表1可知抽提时间太短,蛋白质没有完全被析出影响产品的数量,离心的时间太长蛋白质会被破坏,从实验结果看,抽提时间以 2 h提取率最高.

2.2.5 不同的盐溶液对提取效率的影响

因为蛋白质是亲水胶体,借水化膜和同性电荷(在 pH值 7.0的溶液中一般蛋白质带负电荷)维持蛋白质的稳定性.向蛋白质溶液中加入某种碱金属或碱土金属的中性盐类 (如 (NH4)2SO4、KCl、NaCl或MgSO4等),则发生电荷中和现象 (失去电荷).当盐类的浓度足够大时,蛋白质胶粒脱水而沉淀,此蛋白质沉淀经过透析或用水稀释以减低或出去盐后,能够再溶解并且恢复其分子原有的结构及生物活性,因此这样得到的蛋白质是有可逆性的[15].所以用氯化钠、氯化钾和硫酸铵 3种盐溶液来提取蛋白质,实验结果表明硫酸铵的效果最好,与 3种盐溶液的离子强度有直接的相关,从文献得知,3种盐中硫酸铵的离子强度最强,所以本实验最终选择了硫酸铵.

3 结语

蛋白质是红蚂蚁的营养及药用成分之一,国内外对昆虫蛋白质主要采用非溶法提取,但存在着褪色、除臭及纯化等较困难的问题[10].本实验采用盐提蛋白法 ,分别用 NaCl、KCl、(NH4)2SO43种盐来提取云南佤族民间药红蚂蚁蛋白质,并对提取效果进行了系统比较,得到红蚂蚁蛋白质的较好提取方法,此方法操作简单,而且蛋白质的提取效率高,适合实际生产,为研究佤族民间药红蚂蚁的营养及药用成分及开发红蚂蚁类产品提供了参考.

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(责任编辑戴 云)

Wa Medicinal Animals in Yunnan Red Ant Protein Extraction Method

DENG Fang-yi1,BAO Xue-cai2
(1.School of Chemistry and Biotechnology,Yunnan University ofNationalities,Kunming 650031,China;2.Red Hill School of Yongde County of Yunnan Province,Lincang 677602,China)

Taking Tetramorium guineense Fabricius tested in three kindsof salt as the raw material and adopting the single factor testmethod,this research studied the effectsof different factorson the extraction of antprotein.The results showed that the optimum conditions included the following:the ratio of solid/liquidwas 1∶10,the salt concentration in the extractive reagentwas 2%,the pH was 4.0,and the time of centrifuge was 2 hours,the max imum protein extractwas 36%and the lowest 13%.

red ant;protein;extraction

Q 336

A

1672-8513(2011)01-0020-03

10.3969/j.issn.1672-8513.2011.01.005

2010-01-09.

邓芳轶 (1970-),女,硕士,副教授.主要研究方向:生物技术.