CN102108352A - 一种菠萝蛋白酶的固定化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种菠萝蛋白酶的固定化方法，以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，将壳聚糖制备成微球，然后利用壳聚糖微球固定菠萝蛋白酶，既提高了载体的机械强度，也有利于提高固定化酶的负载酶量，提高固定化酶活力及其回收率，同时也使酶与水解产物易于分离。本发明的优点：固定化方法简单，应用广泛。
Description
【技术领域】
本发明涉及菠萝蛋白酶技术领域，具体地说，是一种菠萝蛋白酶的固定化方法。
【背景技术】
菠萝蛋白酶(Bromelain，简称菠萝酶，亦称为凤梨酶或凤梨酵素)是从菠萝果茎、叶、皮提取出来，经精制、提纯、浓缩、酶固定化、冷冻干燥而得到的一种纯天然植物蛋白酶；其外观为浅灰色粉末状，分子量为33000，等电点为9.55。品质最佳的菠萝蛋白酶是利用菠萝的中茎加工，采用超滤方法进行过滤浓缩，低温冷冻干燥而得的，产品已被广泛应用于食品、医药等行业。
中国专利公开号CN101319208涉及一种菠萝蛋白酶的制造方法，特别是以菠萝茎(植株)为主要原料工业化提取菠萝蛋白酶的新方法，它包括以下步骤：(1)菠萝茎清洗→(2)菠萝茎的粉碎→(3)压榨取汁→(4)粗过滤→(5)热交换→(6)离心→(7)微滤→(8)超滤→(9)精制→合成→(10)真空冷冻干燥→(11)粉碎→调制→包装→成品；酶提取回收率高(达到0.2％)、酶纯度高、酶活力高(达到3000GDU/g以上)且稳定性好，节能、降低生产成本的菠萝蛋白酶的制造方法。
中国专利公开号95191714.5涉及菠萝蛋白酶的医疗用途，为菠萝蛋白酶在速率高胆固醇血症及类似疾病中的用途，菠萝蛋白酶能作为胆汁酸受体拮抗剂并因此阻止通过胃肠道重吸收胆汁酸。
中国专利公开号CN1151119涉及菠萝蛋白酶的医学用途，菠萝蛋白酶，一种来自菠萝茎的酶混合物，已发现是一种细胞内信号转导的调节剂，特别是其中肌醇磷酸起作用的途径中的调节剂，因此在治疗由这些细胞内信号途径介导的各种疾病和症状中有用。
中国专利公开号CN1908165涉及菠萝蛋白酶物理提取新方法，它包括以下步骤：原料→清洗→粗粉碎→细粉碎→预处理→榨汁→离心→冷冻→两级过滤→两级超滤→反渗透→真空干燥→成品；其优点是：(1)菠萝果、叶、皮、茎经两级粉碎后成为直径更细小的颗粒，直接提高了菠萝的榨汁率；(2)经过预处理、冷冻处理后减少了酶活损失；(3)采用两级超滤，提高了酶的纯度与收率；(4)在超滤后采用反渗透，进一步降低菠萝蛋白酶中水份的含量，缩短了干燥的时间，降低了能耗；(5)采用反传统的真空干燥技术，运用蒸发脱水的原理，更节能、省时；(6)本方法提取的菠萝蛋白酶的酶活力、细菌含量、重金属含量、水溶性、外观等指标达到或超过国际标准。
中国专利公开号CN1834239涉及菠萝蛋白酶冷冻干燥粉的制备方法，主要解决菠萝蛋白酶的活性问题，将菠萝茎水洗干净后，压榨取汁过滤，滤液用氧化锌吸附后，进行解吸，解吸后进行超滤浓缩，浓缩液冷冻干燥得菠萝蛋白酶冷冻干燥粉，其酶活性单位达到600万单位/g；上述方法制备的酶活力高，可作为医药原料使用。
中国专利公开号CN1548154涉及用于治疗哺乳动物腹泻的菠萝蛋白酶微胶囊化药物组合物，菠萝蛋白酶和除核心辅料之外的其他辅料的混合物通过气流喷雾干燥被微胶囊化固定在核心辅料上；经过气流喷雾干燥技术处理制备的微胶囊化菠萝蛋白酶药物组合物可直接口服使用，制剂中的活性成分菠萝蛋白酶在哺乳动物的胃中不被胃蛋白酶分解失活，可以用于预防或治疗哺乳动物尤其是仔猪腹泻，并且大大降低了毒副作用。
菠萝蛋白酶作为生物活性物质，决定了其易受到外部环境的影响而失活。因此，在生产、储存、运输过程中保持所需的酶活至关重要，这就要求酶的固定化技术等要有所突破。但由于载体材料和形态的限制，载体的负载酶量较少，回收率不高。目前，未见菠萝蛋白酶的固定化技术方面的文献报道。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种菠萝蛋白酶的固定化方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的构思为：以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，首先将壳聚糖制备成微球，然后利用壳聚糖微球固定菠萝蛋白酶，既提高了载体的机械强度，也有利于提高固定化酶的负载酶量，提高固定化酶活力及其回收率，同时也使酶与水解产物易于分离。
一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其具体步骤为：
以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，将壳聚糖制备成微球，然后利用壳聚糖微球固定菠萝蛋白酶，既提高了载体的机械强度，也有利于提高固定化酶的负载酶量，提高固定化酶活力及其回收率，同时也使酶与水解产物易于分离；
固定化菠萝蛋白酶制备的合适条件为：载体的交联时间为0.5～5h，吸附时间为2～8h，酶用量为124mg，戊二醛体积百分比为0.01～0.25％，固定化温度为10～50℃，固定化pH为6.8～7.4；此条件下所得固定化酶的活力为497.29U，酶活回收率为86.57％；
所述的交联时间优选为2～3h，最优选为2.5h；
所述的吸附时间优选为4～6h，最优选为5.2h；
所述的戊二醛体积百分比优选为0.1～0.14％，最优选为0.12％；
所述的固定化温度优选为20～40℃，最优选为30℃。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)本发明的菠萝蛋白酶的固定化工艺流程简单，可大规模的工业化生产；
(2)本发明的菠萝蛋白酶来源于天然植物，具有安全无毒、作用范围广等特；
(3)本发明的菠萝蛋白酶的固定化方法在药品领域，应用广泛。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种菠萝蛋白酶的固定化方法的具体实施方式。
实施例1
一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其具体步骤为：
以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，将壳聚糖制备成微球，然后利用壳聚糖微球固定菠萝蛋白酶，既提高了载体的机械强度，也有利于提高固定化酶的负载酶量，提高固定化酶活力及其回收率，同时也使酶与水解产物易于分离；
固定化菠萝蛋白酶制备的合适条件为：载体的交联时间为0.5h，吸附时间为2h、酶用量为124mg，戊二醛体积百分比为0.01％、固定化温度为10℃、固定化pH为6.8；此条件下所得固定化酶的活力为497.29U，酶活回收率为86.57％。
实施例2
一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其具体步骤为：
以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，将壳聚糖制备成微球，然后利用壳聚糖微球固定菠萝蛋白酶，既提高了载体的机械强度，也有利于提高固定化酶的负载酶量，提高固定化酶活力及其回收率，同时也使酶与水解产物易于分离；
固定化菠萝蛋白酶制备的合适条件为：载体的交联时间为1.5h，吸附时间为4h、酶用量为124mg，戊二醛体积百分比为0.1％、固定化温度为20℃、固定化pH为6.9；此条件下所得固定化酶的活力为497.29U，酶活回收率为86.57％。
实施例3
一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其具体步骤为：
以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，将壳聚糖制备成微球，然后利用壳聚糖微球固定菠萝蛋白酶，既提高了载体的机械强度，也有利于提高固定化酶的负载酶量，提高固定化酶活力及其回收率，同时也使酶与水解产物易于分离；
固定化菠萝蛋白酶制备的合适条件为：载体的交联时间为2.5～5h，吸附时间为5.2h、酶用量为124mg，戊二醛体积百分比为0.12％、固定化温度为30℃、固定化pH为7；此条件下所得固定化酶的活力为497.29U，酶活回收率为86.57％。
实施例4
一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其具体步骤为：
以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，将壳聚糖制备成微球，然后利用壳聚糖微球固定菠萝蛋白酶，既提高了载体的机械强度，也有利于提高固定化酶的负载酶量，提高固定化酶活力及其回收率，同时也使酶与水解产物易于分离；
固定化菠萝蛋白酶制备的合适条件为：载体的交联时间为4h，吸附时间为6h、酶用量为124mg，戊二醛体积百分比为0.20％、固定化温度为40℃、固定化pH为7.2；此条件下所得固定化酶的活力为497.29U，酶活回收率为86.57％。
实施例5
一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其具体步骤为：
以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，将壳聚糖制备成微球，然后利用壳聚糖微球固定菠萝蛋白酶，既提高了载体的机械强度，也有利于提高固定化酶的负载酶量，提高固定化酶活力及其回收率，同时也使酶与水解产物易于分离；
固定化菠萝蛋白酶制备的合适条件为：载体的交联时间为5h，吸附时间为8h、酶用量为124mg，戊二醛体积百分比为0.25％、固定化温度为10～50℃、固定化pH为7.4；此条件下所得固定化酶的活力为497.29U，酶活回收率为86.57％。
本发明的菠萝蛋白酶的固定化工艺流程简单，可大规模的工业化生产；菠萝蛋白酶来源于天然植物，具有安全无毒、作用范围广等特；菠萝蛋白酶的固定化方法在药品领域，应用广泛。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，具体步骤为：以壳聚糖为载体，以戊二醛为交联剂，将壳聚糖制备成微球，然后利用壳聚糖微球固定菠萝蛋白酶，固定化菠萝蛋白酶制备的条件为：载体的交联时间为0.5～5h，吸附时间为2～8h，酶用量为124mg，戊二醛体积百分比为0.01～0.25％、固定化温度为10～50℃，固定化pH为6.8～7.4。
2.如权利要求1所述的一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，所述的交联时间为2～3h。
3.如权利要求2所述的一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，所述的交联时间为2.5h。
4.如权利要求1所述的一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，所述的吸附时间为4～6h。
5.如权利要求4所述的一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，所述的吸附时间为5.2h。
6.如权利要求1所述的一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，所述的戊二醛体积百分比为0.1～0.14％。
7.如权利要求6所述的一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，所述的戊二醛体积百分比为0.12％。
8.如权利要求1所述的一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，所述的固定化温度为20～40℃。
9.如权利要求8所述的一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，所述的固定化温度为30℃。
10.如权利要求1所述的一种菠萝蛋白酶的固定化方法，其特征在于，所述的菠萝蛋白酶的活力为497.29U，酶活回收率为86.57％。
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