CN102703410B

CN102703410B - 一种菠萝蛋白酶稳定化保护剂

Info

Publication number: CN102703410B
Application number: CN201210215821.8A
Authority: CN
Inventors: 曹昱; 谢丹青
Original assignee: Guangdong Pd Pharmaceutical Co Ltd; XUMEN ZHONGYUAN BIO-TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD
Current assignee: Guangdong Pd Pharmaceutical Co Ltd; XUMEN ZHONGYUAN BIO-TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: CN102703410A

Abstract

本发明公开了一种菠萝蛋白酶稳定化保护剂及添加有该菠萝蛋白酶稳定化保护剂的菠萝蛋白酶组合物。该菠萝蛋白酶稳定化保护剂，用于菠萝蛋白酶产品的喷雾干燥或者热泵干燥工艺，其特征在于，包含质量百分比如下的成分：溶血卵磷脂10~50%、蔗糖2%~30%、糊精10%~70%、脱脂奶粉5%~50%。另外，本发明还公开了上述菠萝蛋白酶组合物的制备方法。本发明菠萝蛋白酶稳定化保护剂，能够保持菠萝蛋白酶在生产过程中的稳定性，克服菠萝蛋白酶对热敏感、易氧化的缺点，适用于菠萝蛋白酶产品的喷雾干燥或者热泵干燥工艺，能够显著提高产物的酶活得率。

Description

一种菠萝蛋白酶稳定化保护剂

技术领域

本发明涉及一种菠萝蛋白酶稳定化保护剂，及含有该菠萝蛋白酶稳定化保护剂的菠萝蛋白酶组合物及其制备方法。

技术背景

菠萝蛋白酶是从菠萝皮和菠萝茎中提取到的一种蛋白酶，菠萝蛋白酶的生产可解决菠萝产业中大量废料被丢弃造成的环境污染和资源浪费问题，还可使菠萝产品高值化利用。由于菠萝蛋白酶对环境条件的敏感性，在其生产过程中活性易丢失，使得生产效率降低。早在1892年Chittenden, R.H.就已发现菠萝汁中含有能够水解蛋白质的物质，随着研究的深入，菠萝蛋白酶的性质和功能被进一步认识。菠萝蛋白酶在食品、制药、啤酒、化工、养殖等领域都具有广泛的应用，并且由于其独特的医疗作用，成为蛋白酶研究中的热点。近年菠萝蛋白酶的需求量日益提高，市场前景良好。菠萝蛋白酶来源于菠萝皮和菠萝茎，我国每年菠萝生产时副产60万吨菠萝皮和菠萝茎，只有少数菠萝皮经过榨汁后被干燥成饲料，而菠萝皮汁只能丢弃，造成环境污染和资源浪费。利用这些物料提取菠萝蛋白酶是农产品废弃物高值化利用的好方法。在菠萝蛋白酶的生产中，干燥工段是重要工段。因菠萝酶对热敏感、易被氧化等特性，大部分厂家通常选用冷冻干燥作为干燥工艺，但冷冻干燥工艺能耗高、投资高、效率低、生产成本高，严重制约着菠萝酶工业的应用与发展。在菠萝酶生产中，有部分企业尝试了喷雾干燥技术，但未取得成功，主要是酶活得率低，往往只有10％的得率。

有鉴于此，提供一种新型的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，克服现有技术中存在的技术问题，能够保持菠萝蛋白酶在生产过程中的稳定性，尤其是喷雾干燥和热泵干燥工艺中的稳定性，提高产物的酶活得率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种菠萝蛋白酶稳定化保护剂，能够保持菠萝蛋白酶在生产过程中的稳定性，克服菠萝蛋白酶对热敏感、易氧化的缺点，适用于菠萝蛋白酶产品的喷雾干燥或者热泵干燥工艺，能够显著提高产物的酶活得率。

为此，本发明提供的一种菠萝蛋白酶稳定化保护剂，用于菠萝蛋白酶产品的喷雾干燥或者热泵干燥工艺，其特征在于，包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂10~50%，

蔗糖2%~30%，

糊精10%~70%，

脱脂奶粉5%~50%。

更优地，本发明的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂40%，

蔗糖10%，

糊精30%，

脱脂奶粉20%。

另一方面，本发明所解决的技术问题还在于提供一种菠萝蛋白酶组合物，该组合物配方中的菠萝蛋白酶具有良好的稳定性，通过喷雾干燥或者热泵干燥工艺制得的该组合物具有极高的酶活得率。

为此，本发明提供的一种菠萝蛋白酶组合物，该组合物通过喷雾干燥或者热泵干燥工艺制得，该组合物中含有占组合物质量10%~30%的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂10~50%，

蔗糖2%~30%，

糊精10%~70%，

脱脂奶粉5%~50%。

更优地，该组合物中含有占组合物质量20%的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂40%，

蔗糖10%，

糊精30%，

脱脂奶粉20%。

再则，本发明所解决的技术问题还在于提供一种菠萝蛋白酶组合物的制备方法，通过向菠萝蛋白酶浓缩液中添加入本发明的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，并合理地控制好干燥工艺参数，显著地提高了产物的酶活得率。

作为方案之一，本发明的提供的一种菠萝蛋白酶组合物的制备方法，包含预先制备菠萝蛋白酶浓缩液，而后测定菠萝蛋白酶浓缩液中固体物质的含量，并根据此固体物质的含量加入占最终菠萝蛋白酶组合物质量10%~30%的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，再将此添加有菠萝蛋白酶稳定化保护剂的浓缩液进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为：进风温度180℃，出风温度80℃，喷雾压力14KPa；

所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂10~50%，

蔗糖2%~30%，

糊精10%~70%，

脱脂奶粉5%~50%。

优选地，菠萝蛋白酶稳定化保护剂占最终菠萝蛋白酶组合物质量的20%，所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂40%，

蔗糖10%，

糊精30%，

脱脂奶粉20%。

作为方案之二，本发明提供的一种菠萝蛋白酶组合物的制备方法，包含预先制备菠萝蛋白酶浓缩液，而后测定菠萝蛋白酶浓缩液中固体物质的含量，并根据此固体物质的含量加入占最终菠萝蛋白酶组合物质量10%~30%的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，再将此添加有菠萝蛋白酶稳定化保护剂的浓缩液进行热泵干燥，热泵干燥条件为：40℃，干燥8h；

所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂10~50%，

蔗糖2%~30%，

糊精10%~70%，

脱脂奶粉5%~50%。

溶血卵磷脂40%，

蔗糖10%，

糊精30%，

脱脂奶粉20%。

相比于现有技术，采用本发明的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，能够保持菠萝蛋白酶在生产过程中的稳定性，克服菠萝蛋白酶对热敏感、易氧化的缺点，适用于菠萝蛋白酶产品的喷雾干燥或者热泵干燥工艺，能够显著提高产物的酶活得率；另外，本发明的菠萝蛋白酶组合物的制备方法，通过向菠萝蛋白酶浓缩液中添加入本发明的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，并合理地控制好干燥工艺参数，显著地提高了产物的酶活得率。

通过借助以下实施例将更详细地说明本发明，需要指出地是，以下实施例仅是说明性的，本发明并不受这些实施例的限制。

具体实施方式：

实施例一：制备菠萝蛋白酶浓缩液

先将新鲜菠萝置于4 ℃预冷；然后进行切块并榨汁，榨汁迅速放入冰浴冷却，将榨汁在8 000 r/min 下离心5 min；取上清液使用2 μm 孔径滤膜进行预过滤得到粗酶液。使用100 k 超滤膜包过滤粗酶液除去大分子蛋白；使用10 k 超滤膜包进行超滤浓缩，所得浓缩液-20 ℃冷冻备用。

其中，所用新鲜菠萝来源于市售普通菠萝，以八成熟的新鲜菠萝为佳。所用设备：10 k、100 k 超滤膜包：Pall 公司；SD-1000 喷雾干燥机：EYELA 公司；UV-2100 紫外-可见分光光度计：UNIC 公司。

需要说明的是，在本发明的各实验中所设计到的酶活的测定方法依据行业标准粤Q/ WS -1050-82《菠萝蛋白酶》，以酪蛋白为底物，经过菠萝酶水解10 min 后用三氯乙酸溶液终止反应，并在275 nm 波长下检测水解产物酪氨酸的含量，从而计算出菠萝蛋白酶的活力。而酶活得率的计算，则测定干燥前菠萝酶浓缩液的比活力U₀及干燥后酶粉的比活力U_d，并按下式进行计算得出酶活得率：

酶活得率= U₀/U_d×100 %。

另外，还需测定菠萝蛋白酶浓缩液中固体物质的含量，定量称取菠萝蛋白酶浓缩液于称量瓶中在烘箱中以105 ℃干燥3 h 后在干燥器中冷却，称重，对比干燥前后重量变化算出菠萝蛋白酶的含水量。以便在后续的干燥工艺中确定需在菠萝蛋白酶浓缩液中添加的菠萝蛋白酶稳定化保护剂的用量。

实施例二：菠萝蛋白酶浓缩液的干燥

向菠萝蛋白酶浓缩液中添加的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，并通过干燥工艺制得菠萝蛋白酶组合物成品，以占最终菠萝蛋白酶组合物质量百分比计，按照表一中所列配方向菠萝蛋白酶浓缩液中添加的菠萝蛋白酶稳定化保护剂。

表一

其中，作为方案之一，采用喷雾干燥工艺，本发明实施例中所公开的菠萝蛋白酶组合物的制备方法，包含预先制备菠萝蛋白酶浓缩液，而后测定菠萝蛋白酶浓缩液中固体物质的含量。而后按表一中所列配方向浓缩液添加稳定化保护剂，再将此添加有菠萝蛋白酶稳定化保护剂的浓缩液进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为：进风温度180℃，出风温度80℃，喷雾压力14KPa。

另外，作为方案之二，采用热泵干燥工艺，也通常被称作真空干燥，本发明实施例中所公开的菠萝蛋白酶组合物的制备方法，包含预先制备菠萝蛋白酶浓缩液，而后测定菠萝蛋白酶浓缩液中固体物质的含量。而后按表一中所列配方向浓缩液添加稳定化保护剂，再将此添加有菠萝蛋白酶稳定化保护剂的浓缩液进行热泵干燥，热泵干燥条件为：40℃，干燥8h。

最后根据实施例一中所述的酶活得率测定方法确定采用本发明实施二中所用的两种干燥工艺和添加有不同配方的稳定化保护剂的菠萝蛋白酶产品的酶活得率。其中，表一中配方1未添加稳定化保护剂的方案。从表中所列的酶活得率和常温保存半衰期能够看出将本发明的菠萝蛋白酶稳定化保护剂用在菠萝蛋白酶产品的喷雾干燥和热泵干燥工艺，均能够强化菠萝蛋白酶的稳定性，并显著提高菠萝蛋白酶产物的酶活得率。另外，当菠萝蛋白酶稳定化保护剂，包含质量百分比如下的成分：溶血卵磷脂30~50%、蔗糖10%~20%、糊精30%~50%、脱脂奶粉20%~40%时，添加有本发明的菠萝蛋白酶稳定化保护剂的菠萝蛋白酶制品在酶活得率和稳定性方面表现出更优的特性。

以上所述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来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种菠萝蛋白酶稳定化保护剂，用于菠萝蛋白酶产品的喷雾干燥或者热泵干燥工艺，其特征在于，包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂10~50%，

蔗糖2%~30%，

糊精10%~70%，

脱脂奶粉5%~50%。

2.根据权利要求1所述的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂40%，

蔗糖10%，

糊精30%，

脱脂奶粉20%。

3.一种菠萝蛋白酶组合物，其特征在于，该组合物通过喷雾干燥或者热泵干燥工艺制得，该组合物中含有占组合物质量10%~30%的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂10~50%，

蔗糖2%~30%，

糊精10%~70%，

脱脂奶粉5%~50%。

4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，该组合物中含有占组合物质量20%的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂40%，

蔗糖10%，

糊精30%，

脱脂奶粉20%。

5.一种菠萝蛋白酶组合物的制备方法，其特征在于，包含预先制备菠萝蛋白酶浓缩液，而后测定菠萝蛋白酶浓缩液中固体物质的含量，并根据此固体物质的含量加入占最终菠萝蛋白酶组合物质量10%~30%的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，再将此添加有菠萝蛋白酶稳定化保护剂的浓缩液进行喷雾干燥，喷雾干燥条件为：进风温度180℃，出风温度80℃，喷雾压力14KPa；

所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂10~50%，

蔗糖2%~30%，

糊精10%~70%，

脱脂奶粉5%~50%。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，菠萝蛋白酶稳定化保护剂占最终菠萝蛋白酶组合物质量的20%，所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂40%，

蔗糖10%，

糊精30%，

脱脂奶粉20%。

7.一种菠萝蛋白酶组合物的制备方法，其特征在于，包含预先制备菠萝蛋白酶浓缩液，而后测定菠萝蛋白酶浓缩液中固体物质的含量，并根据此固体物质的含量加入占最终菠萝蛋白酶组合物质量10%~30%的菠萝蛋白酶稳定化保护剂，再将此添加有菠萝蛋白酶稳定化保护剂的浓缩液进行热泵干燥，热泵干燥条件为：40℃，干燥8h；

所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂10~50%，

蔗糖2%~30%，

糊精10%~70%，

脱脂奶粉5%~50%。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，菠萝蛋白酶稳定化保护剂占最终菠萝蛋白酶组合物质量的20%，所述菠萝蛋白酶稳定化保护剂包含质量百分比如下的成分：

溶血卵磷脂40%，

蔗糖10%，

糊精30%，

脱脂奶粉20%。