一個多世紀以來,蛋白胨作為培養基中主要的營養組分而廣泛使用。蛋白胨包含肽類、氨基酸、微量元素以及能作為生長因子或輔助因子的其它微量營養素,促進細胞增殖及生產。
蛋白胨的起始原料包括肉類、干酪素和乳清(乳品蛋白)、明膠、大豆、酵母和谷物。通常根據蛋白質來源的不同,將蛋白胨分為三類:動物蛋白胨、植物蛋白胨、微生物蛋白胨。每一種蛋白胨產品都有其獨有的特性,源于起始蛋白質原料的來源和質量、酶的來源和質量、制造該種蛋白胨的水解方法。
國內的動物蛋白胨主要有牛骨蛋白胨、豬骨蛋白胨、魚粉蛋白胨等,且以牛骨蛋白胨的使用最為廣泛。骨胨是以動物骨頭中的膠原蛋白為原料,酶解得到的蛋白水解物。膠原蛋白是一種纖維蛋白,其一級結構的氨基酸序列非常有特點,一般以 -甘氨酸-脯氨酸-羥脯氨酸- 三聯交替出現的順序排列,因此富含甘氨酸和脯氨酸,尤其是甘氨酸的含量,占總氨基酸殘基的20%以上。相應地,骨胨中氨基酸組分的一個鮮明特點就是,甘氨酸、脯氨酸含量較高。
植物蛋白胨以大豆蛋白胨為主,大豆蛋白屬于完全蛋白,氨基酸組成全面,但甲硫氨酸含量較低。同時大豆富含B族維生素。大豆蛋白胨在氨基酸組成和比例、B族維生素含量上接近另一種蛋白胨——酵母蛋白胨。
近年來,隨著時有爆發的動物疫情、新型動物病毒的層出不窮,動物來源的原料越來越受到嚴格控制,新型發酵產業面臨著一個大的發展趨勢:使用非動物源產品進行培養基組分替代。而其中,對大豆蛋白胨的選擇和需求日益增多,國內特別是從事醫藥原料、生物醫藥產品發酵生產的企業,逐漸都在使用大豆蛋白胨來進行原有產品的替換。
根據對目前市場的了解,大豆蛋白胨有進口的,也有來自國內廠家的,價格上也有較大的差距,國內外不同大豆蛋白胨的價格差距主要在于原料大豆的轉基因與否。鑒于藥品安全、出口認證、原料追溯等多方面的因素,大部分生物醫藥企業都傾向于使用非轉基因的大豆蛋白胨產品,同時也要承受該產品的高價格,該產品往往依托于進口。國內的大豆蛋白胨產品往往可追溯性不強,且應用效果不佳,難以起到更新培養基配方的初衷,有時甚至還會產生隱性風險。
有這樣一件真實案例,某企業發酵生產普魯蘭多糖,用于制造藥用膠囊,其發酵培養基中使用大豆蛋白胨,避開動物源材料的干擾,以生產符合藥用標準及安全認證的生物制品。其蛋白胨供應商提供的產品及質檢報告單,均明確標示為大豆蛋白胨,并通過該企業的審核,進入到商品生產流程。后將生產上使用的大豆蛋白胨送交第三方檢驗:氨基酸數據中甘氨酸、脯氨酸殘基的含量極高(分別為20%、11%),與大豆蛋白的氨基酸組成迥異,初步判定為明膠蛋白胨。
這一案例值得我們思考,非動物源蛋白胨的使用是一個趨勢,國內外都在力推非動物源蛋白胨的應用,但同時我們需要對各類型蛋白胨有一個科學的認識。對于新型發酵企業而言,有兩個基本需求:原料的營養性和原料的安全性,這是必須保證的,當我們在面對來源可靠、價格較高的國外大豆蛋白胨,和價格不高、原料不可追溯的國內大豆胨產品時,營養特性更優,具有Kosher、Halal認證的酵母蛋白胨或許是更理想的選擇。
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