基本介紹
- 中文名：魚精蛋白
- 外文名：Protamine Sulfate
- 來源：魚類成熟精子
- 套用：食品和醫學領域
簡介,提取,純化,套用,
簡介
1870 年，Miescher 等在動物的精細胞中發現了一種鹼性的精蛋白。精蛋白是一種存在於各種動物精巢組織中的多聚陽離子肽，它是以與DNA 結合的核精蛋白形式存在。目前已經從鮭魚、鯡魚等多種魚類及其它水生動物中提取到魚精蛋白。已有研究結果表明，魚精蛋白具有促進細胞繁殖發育、增強肝功能、抑制腫瘤生長繁殖等功能，在醫藥和保健領域有著重要套用。此外，魚精蛋白具有很強的抑菌活性。在食品安全問題不斷凸顯的今天，食品添加劑的營養化和功能化越來越受到食品界的關注，從魚類成熟精巢中分離得到的魚精蛋白以其廣譜、高效、安全的抑菌活性而引起人們對這種天然食品防腐劑的廣泛研究。
魚精蛋白分子量小，一般由30－50個左右胺基酸組成，富含精氨酸，呈鹼性，能溶於水和烯酸，不易溶於乙醇、丙酮等有機溶劑，穩定性好，加熱不凝固。根據鹼性胺基酸組成種類和數量的不同，可以將魚精蛋白分為單魚精蛋白、雙魚精蛋白和三魚精蛋白3 種。其中，單魚精蛋白僅含一種組分精氨酸，如鮭、鯡和虹鱒精蛋白等。雙魚精蛋白含有精氨酸、組氨酸或賴氨酸，如鯉精蛋白。三魚精蛋白含有3種鹼性胺基酸，如鰱、鱘精蛋白。然而魚精蛋白並不是單一組分，它們是通常由數種成分組成的混合物，如鯡魚精蛋白經離子交換層析後分離出3種成分，且成分之間彼此非常相似，而紅鱒魚精蛋白則由6種差別極小的成分組成。不同魚種魚精蛋白在胺基酸組成比例上有很大的差別，但是它們存在很多相似的特徵。
提取
成熟精巢組織——均漿——硫酸酸解——NACL溶液提取——四層紗布過濾——加乙醇沉澱雜蛋白——離心——上清液——加TCA溶液沉澱——離心——魚精蛋白硫酸鹽
純化
分離提取後的魚精蛋白必須純化。利用魚精蛋白的電荷和分子大小，分別採用聚丙烯醯胺等電聚焦和凝膠過濾層析手段對提取的魚精蛋白粗提物進行純化。在聚丙烯醯胺等電聚焦過程中，因魚精蛋白是帶正電荷的鹼性蛋白質，所以聚集於鹼性端，而處在中、酸性區域的蛋白質條帶則為雜蛋白。聚丙烯醯胺等電聚焦完畢後，取膠板的鹼性端，經擴散洗脫、透析除鹽，然後進行凝膠過濾層析。當魚精蛋白粗提物通過凝膠過濾柱時，溶液中的物質就按照不同分子量篩分開來，魚精蛋白分子小，能夠進入凝膠孔內，所以最後被洗脫出來。
套用
1、食品中的套用
魚精蛋白的一個重要特點就是具有抑菌特性，所以其在食品中的套用主要用於開發成一種天然防腐劑。早期研究結果發現，魚精蛋白對革蘭氏陽性菌的繁殖具有顯著的抑制作用，但對革蘭氏陰性菌、黴菌和酵母菌等真核微生物幾乎無影響。後來陸續有研究者認為魚精蛋白的抑菌效果與革蘭氏反應的關係並不大，其具有廣譜的抑菌活性，對革蘭氏陽性菌、黴菌和酵母菌均有明顯的抑制作用，且能抑制枯草桿菌、巨大芽胞桿菌和地衣芽胞桿菌的生長。此外，魚精蛋白的抑菌活性還受金屬離子、酸鹼度、溫度、有機成分等因素的影響。基於魚精蛋白的強抗菌特性，魚精蛋白已被廣泛套用於各類食品的保鮮防腐中。如日本早在80年代就已經將魚精蛋白套用於飯糰、馬鈴薯和乳油等食品的保鮮和保藏。一些公司如日本上野製藥公司將魚精蛋白開發成天然食品保鮮劑商品，這些產品中主要通過將魚精蛋白和甘氨酸、檸檬酸、焦磷酸鈉等復配方式製成的。在我國，也開展了不少關於魚精蛋白套用於食品防腐的研究。已有學者將魷魚魚精蛋白添加到新鮮的魚糜製品中進行研究，結果表明魚精蛋白是一種有效的天然食品防腐劑，並研究了鯉魚精蛋白的抑菌活性，結果表明魚精蛋白具有較好的熱穩定性，且與EDTA復配後可明顯增強抑菌效果，在醬油中可以代替苯甲酸起到防腐作用。魚精蛋白與山梨酸鉀、甘氨酸和醋酸鈉復配後用於香腸製品中防腐抑菌效果好。
2、醫學上的套用
目前，魚精蛋白在臨床醫學上有重要的作用，且套用於製藥行業已有多年。從魚類精巢提取的魚精蛋白硫酸鹽是體外循環心臟手術中唯一對抗肝素的藥物，能抵消肝素或人工合成抗凝血劑的抗凝作用，在臨床上可作這些抗凝血劑的解毒劑。魚精蛋白能夠與多種蛋白質相結合而形成複合物，如魚精蛋白與胰島素結合，能夠阻止或延遲胰島素的釋放，延長其降血糖作用，因此可以開發成具有降血糖功效的魚精蛋白胰島素鋅鹽激素製劑。當激素或抗菌製劑與魚精蛋白復配時，可延長其自身的藥效，從而減少其使用量。如在抗流感藥物中復配0.5%魚精蛋白，能夠延長抗菌素的有效期，減少藥物的注射劑量和對病人的注射次數。然而少數機體使用魚精蛋白後可能會發生低血壓、過敏反應、嚴重的肺動脈高壓或心源性肺水腫等不良反應，應該儘量避免。除此之外，魚精蛋白還具有抗腫瘤、緩解疲勞、增強肝功能、刺激垂體釋放促性腺激素等功效，對治療男性不育症也有一定效果。魚精蛋白能夠抑制血管腫瘤的形成，抑制血管炎症的發生，限制腫瘤細胞的增殖，並且能誘導其凋亡，具有抗腫瘤活性。
