蛋白胨(peptone)是蛋白質(zhì)經(jīng)水解得到的一種水溶性混合物,主要是由胨、肽和氨基酸組成。蛋白胨可以提供大部分微生物生長(cháng)和發(fā)育所需要的氮源,可作為微生物培養基的基礎成分和細胞培養添加劑,已廣泛用于發(fā)酵工業(yè)和醫藥工業(yè),也作為功能性食品和化妝品的配料應用于相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)中。
近年來(lái),國內外開(kāi)發(fā)了多種蛋白胨的生產(chǎn)工藝,主要有酸法水解(以硫酸、鹽酸等作水解劑)、堿法水解(以氨水、石灰水、NaOH 作水解劑)和酶法水解(以堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃酶、胰酶等作水解劑)工藝。酸法水解和減法水解工藝對生產(chǎn)設備的要求較高,生產(chǎn)的蛋白胨的品質(zhì)不夠穩定,且容易造成環(huán)境污染;酶法水解工藝具有操作簡(jiǎn)便、成品質(zhì)量穩定、品質(zhì)優(yōu)良、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)逐步替代酸堿水解工藝而成為目前制備蛋白胨的主流方法。
初生產(chǎn)的蛋白胨均為動(dòng)物源蛋白胨,但后期發(fā)現,使用動(dòng)物源生產(chǎn)出來(lái)的疫苗、抗生素等產(chǎn)品,由于動(dòng)物源成分的復雜性,以及易被瘋牛病病毒感染,且瘋牛病目前尚無(wú)*藥品潛伏期長(cháng)等缺點(diǎn),人們對其安全性產(chǎn)生了質(zhì)疑。應用動(dòng)物源蛋白胨生產(chǎn)生物制品,潛在瘋牛病的風(fēng)險,在制藥、疫苗和生物行業(yè)引起了巨大的恐慌。
我國《藥典》中規定細菌性疫苗生產(chǎn)中應盡量避免使用動(dòng)物源性材料,以有效降低生物制品安全風(fēng)險。病毒性疫苗用細胞培養液應采用成分明確的材料制備,并驗證生產(chǎn)細胞的適應性。而動(dòng)物源蛋白胨成分復雜,追溯困難,應盡量使用非動(dòng)物源成分蛋白胨,保證成品安全。
上FDA、藥品管理機構也一直在尋找植物源蛋白胨的替代品,來(lái)保證疫苗、抗體、抗生素等生物制品的安全性。據悉,HiMedia公司(上微生物公司)歷經(jīng)幾年的時(shí)間,研發(fā)出無(wú)污染和高安全性HiVegTM系列植物源蛋白胨。
HiVegTM系列植物源蛋白胨是以非轉基因植物成分為原料,經(jīng)復合生物酶的酶解、膜分離提純精制、噴霧干燥等一系列工藝制成的蛋白胨,可替代目前80——90%動(dòng)物源蛋白胨,在FDA上應用已經(jīng)有10多年,安全性較高。
近年來(lái),國內外越來(lái)越多研究學(xué)者采用植物源蛋白胨。萬(wàn)春艷等[1],采用復合蛋白酶制備出的水解度為 19.98%的大豆蛋白水解物可有效促進(jìn)釀酒酵母的增殖,且分子量在3k Da 以下的肽有顯著(zhù)的促生長(cháng)活性。有關(guān)植物蛋白水解產(chǎn)物在蛋白藥物和疫苗生產(chǎn)中的應用研究,國外已有較多的文獻報道。
通過(guò)添加小麥蛋白水解物、大豆蛋白水解物及酵母提取物的復合物,對懸浮型重組CHO細胞進(jìn)行培養,可以促進(jìn)抗體的合成[2]。Benedini 等[3],證實(shí),大豆蛋白胨能夠替代腦心浸液(brain-heart infusion)和羊血培養基作為獸疫鏈球菌培養的氮源,其菌體生長(cháng)良好,未造成菌體生長(cháng)損傷和代謝偏轉。
就人類(lèi)角質(zhì)細胞的培養而言,添加了大豆蛋白水解物和牛腦垂體提取物(BPE)的培養基中的活細胞數量多,只添加了 BPE 的培養基中的活細胞數量次之,再其次為只添加了大豆蛋白水解物的培養基;盡管大豆蛋白水解物不能*替代 BPE,但其可作為人類(lèi)角質(zhì)細胞的優(yōu)良氮源[4]。
HiVegTM系列植物源蛋白胨,100%植物源成分,有效避免了瘋牛病原體潛在危險,批間差異更小,植物源成分干擾因素少,生產(chǎn)過(guò)程中,使工藝流程更易控制,確保連續穩定生產(chǎn);
采用植物源成分生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更容易純化,可有效降低生產(chǎn)成本;
后續產(chǎn)品對人體更安全,易于生產(chǎn)注冊證的申報及審批,可節省大量時(shí)間,HiVegTM系列植物源培養基很早就被世界學(xué)術(shù)出版社CRC出版的《微生物培養基手冊》(Handbook of Microbiological Media, fourth edition)第四版所收錄。
締一生物2014年將HiMedia公司引入中國,作為中國地區的總代理幫助中國生物制藥研究獲得更快的發(fā)展,現已將HiVegTM系列1500多種植物源培養基和原料帶入中國。
參考文獻
[1] 萬(wàn)春艷, 趙謀明, 趙海鋒. 大豆蛋白水解物對釀酒酵母生長(cháng)和發(fā)酵性能的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),
2011, 37(9): 50-53.
[2] Kim S H, Lee G M. Development of serum-free medium supplemented with hydrolysates for the production of therapeutic antibodies in CHO cell cultures using design of experiments[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2009, 83(4):639-648.
[3] Benedini L J, Santana M H A. Effects of soy peptone on the inoculum preparation of Streptococcus zooepidemicus for production of hyaluronic acid[J]. Bioresource technology, 2013, 130: 798-800.
[4] Lee Y K, Kim S Y, Kim K H, et al. Use of soybean protein hydrolysates for promoting proliferation of human keratinocytes in serum-free medium[J]. Biotechnology Letters, 2008, 30(11): 1931-1936.