CN104611316A - 一种提取菠萝蛋白酶的方法 - Google Patents

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周宁
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Abstract

本发明公开了一种提取菠萝蛋白酶的方法，首先将新鲜菠萝皮或菠萝茎叶洗净,然后经过榨汁、过滤、离心等处理，获得杂质少的菠萝汁，经过超滤，将菠萝汁中的金属离子等小分子物质透析去除，使电导率降低95％以上，然后将所得的电导率低的菠萝汁的pH调至3～5，并将菠萝汁冷却至4～8℃，静置2～3小时，使菠萝蛋白酶产生絮状沉淀。通过5000～8000转/分钟离心条件收集絮状沉淀，得到酶膏。最后将酶膏冷冻干燥，获得干燥的菠萝蛋白酶。本发明提取的菠萝蛋白酶，不含任何添加的杂质，具有酶活力高、杂质少，提取工艺简单，生产成本低，回收率高，设备投入少，易于扩大生产规模。

Description

一种提取菠萝蛋白酶的方法
技术领域
本发明涉及一种植物酶的提取方法，特别是提取菠萝蛋白酶的方法。
背景技术
菠萝蛋白酶(bromelain， EC3.4.22.33 )是存在于菠萝类植株（包括果、茎、柄和叶片）、剑麻叶中的蛋白水解酶，有多个同工酶，其活性中心含有巯基（－SH），所以属巯基蛋白酶。菠萝蛋白酶广泛用于医药、食品、化妆品、纺织、饲料、皮革等行业。它能分解纤维蛋白、血红蛋白等蛋白质，能在副作用较小的情况下使纤维蛋白和血凝块溶解，进而改善体液循环，增加组织通透性，导致炎症、水肿消退；与抗生素、化疗药物合用可促进药物对病灶的渗透和扩散，从而增强疗效。
蛋白质的提取纯化方法主要有盐析、等电点沉淀、有机溶剂沉淀、单宁(鞣酸)沉淀、离子交换层析、亲和层析、超滤浓缩等方法。菠萝蛋白酶的生产工艺主要有硫酸铵沉淀法、单宁沉淀法、超滤法等，这些方法都有其缺点：硫酸铵沉淀法需要使用大量的硫酸铵，环境污染严重；单宁沉淀法所得的酶制剂难溶于水，酶活力低；超滤法所需设备投资大，菠萝汁超滤浓缩过程中黏度逐渐加大，超滤膜极易堵塞，因此生产周期长，提取收率低。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种提取菠萝蛋白酶的方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种提取菠萝蛋白酶的方法，包括以下步骤：
(1)去杂质菠萝汁的制备：新鲜菠萝皮或菠萝茎叶原料清洗，洗净附在其表面的泥土等杂质，榨汁，菠萝汁经60～100目滤网过滤， 离心分离后，取上层清液。
(2)透析：利用超滤设备的超滤功能，将经步骤（1）处理的菠萝汁中的金属离子等小分子物质透析去除，使电导率降低95％以上；所述的透析是采用超滤装置；超滤装置由一个泵和超滤膜组成，所用超滤膜：截留分子量为20KD的内压式中空纤维超滤膜。
(3)酶的沉淀：将经步骤（2）处理的电导率低的菠萝汁的pH调至3～5，并冷却至2～8℃，静置2～3小时，使菠萝蛋白酶产生絮状沉淀。
(4)离心收集酶膏：将经过酶沉淀的菠萝汁离心分离，获得酶膏。
(5)冷冻干燥：将酶膏冷冻干燥，得到干燥的菠萝蛋白酶成品。
步骤(1)及步骤(4)中所述的离心是采用高速碟片离心机离心，转速优选为5000～8000转/分钟离心。
步骤(3)中所述的用于调节菠萝汁的pH的酸溶液是盐酸或醋酸，酶沉淀的最佳温度为1-5℃。
步骤(4)中酶膏冷冻干燥预冻温度为-20～-30℃。
本发明使用提取菠萝蛋白酶的原料也可以使用剑麻叶，特别是生产剑麻中的剑麻液，也可以大量提取菠萝蛋白酶。
本发明的实质性特点和显著的进步是：
本发明利用超滤设备的超滤功能，将菠萝汁中的金属离子等小分子物质透析去除，降低菠萝蛋白酶的溶解性，然后再调节pH、降温，达到沉淀菠萝蛋白酶的目的。由于未加入任何沉淀剂，所以所得的菠萝酶的污染少、纯度高，设备要求低，外加杂质少、酶活力高、提取工艺简单，生产成本低，产品质量好，易于扩大生产规模。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图中看到，菠萝皮或菠萝茎叶经过清洗、压榨、过滤、离心，得到菠萝汁，然后透析、调节pH、酶沉淀、离心收集、冷冻干燥，得到产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。此外，在阅读本发明的内容后，本领域的技术人员可以对本发明作各种修改，这些等价变化同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
清洗新鲜菠萝皮，洗净附在其表面的泥土等杂质，然后压榨，得到蛋白酶活力为3010活力单位/毫升的菠萝汁；用80目滤网过滤菠萝汁，去除其中的粗杂质，用高速碟片离心机将滤液离心（7300转/分钟），去除其中的细杂质，得到杂质少的透明菠萝汁。利用超滤设备的透析功能，将杂质少的菠萝汁中的金属离子等小分子物质透析去除，使电导率降低98％。将电导率低的菠萝汁的pH调至3.8，冷却至1-2℃，静置3小时，使菠萝蛋白酶产生絮状沉淀。用高速碟片离心机7300转/分钟离心收集含菠萝蛋白酶的絮状沉淀，得到酶膏；将酶膏预冻至-25℃，冷冻干燥，得到干燥的菠萝蛋白酶成品，酶活力达到118万单位/克。
实施例2
将新鲜菠萝皮洗净附在其表面的泥土等杂质，然后压榨，得到蛋白酶活力约为3030活力单位/毫升的菠萝汁；用80目滤网过滤菠萝汁，去除其中的粗杂质，用高速碟片离心机将滤液离心（7300转/分钟），去除其中的细杂质，得到杂质少的透明菠萝汁。利用超滤设备的透析功能，将杂质少的菠萝汁中的金属离子等小分子物质透析去除，使电导率降低96％。将电导率低的菠萝汁的pH调至3.5，冷却至3-4℃，静置2.5小时，使菠萝蛋白酶产生絮状沉淀。用高速碟片离心机7300转/分钟离心收集含菠萝蛋白酶的絮状沉淀，得到酶膏；将酶膏预冻至-25℃，冷冻干燥，得到干燥的菠萝蛋白酶成品，酶活力达到110万单位/克。
实施例3
清洗新鲜菠萝皮，洗净附在其表面的泥土等杂质，然后压榨，得到蛋白酶活力为3500活力单位/毫升的菠萝汁；用80目滤网过滤菠萝汁，去除其中的粗杂质，用高速碟片离心机将滤液离心（7300转/分钟），去除其中的细杂质，得到杂质少的透明菠萝汁。利用超滤设备的透析功能，将杂质少的菠萝汁中的金属离子等小分子物质透析去除，使电导率降低约60％，用碟片离心机将菠萝液离心（7300转/分钟），去除其中因电导率降低而析出的色素蛋白等杂质；然后继续透析该菠萝液，使电导率降低98％，将电导率低的菠萝汁的pH调至3.8，冷却至3-5℃，静置3小时，使菠萝蛋白酶产生絮状沉淀。用高速碟片离心机7300转/分钟离心收集含菠萝蛋白酶的絮状沉淀，得到酶膏；将酶膏预冻至-25℃，冷冻干燥，得到干燥的菠萝蛋白酶成品，酶活力达到135万单位/克。
实施例4
新鲜菠萝茎和叶清洗，洗净附在其表面的泥土等杂质，然后压榨，得到蛋白酶活力为3010活力单位/毫升的菠萝叶汁；用80目滤网过滤菠萝叶汁，去除其中的粗杂质，用高速碟片离心机将滤液离心（7300转/分钟），去除其中的细杂质，得到杂质少的透明菠萝汁。利用超滤设备的透析功能，将杂质少的菠萝汁中的金属离子等小分子物质透析去除，使电导率降低98％。将电导率低的菠萝汁的pH调至3.8，冷却至1-2℃，静置3小时，使菠萝蛋白酶产生絮状沉淀。用高速碟片离心机7300转/分钟离心收集含菠萝蛋白酶的絮状沉淀，得到酶膏；将酶膏预冻至-25℃，冷冻干燥，得到干燥的菠萝蛋白酶成品，酶活力达到118万单位/克。
实施例5
将剑麻厂生产过程的剑麻叶，洗净附在其表面的泥土等杂质，然后压榨，取得剑麻。还得到剑麻液及剑麻渣，剑麻液为蛋白酶活力约为2800活力单位/毫升的剑麻液；用80目滤网过剑麻液，再用高速碟片离心机将滤液离心（7300转/分钟），去除其中的细杂质，得到杂质少的透明剑麻液。利用超滤设备的透析功能，将杂质少的剑麻液中的金属离子等小分子物质透析去除，使电导率降低96％。将电导率低的剑麻液的pH调至3.5，冷却至3-4℃，静置2.5小时，使菠萝蛋白酶产生絮状沉淀。用高速碟片离心机7300转/分钟离心收集含菠萝蛋白酶的絮状沉淀，得到酶膏；将酶膏预冻至-25℃，冷冻干燥，得到干燥的菠萝蛋白酶成品，酶活力达到110万单位/克。
用上述方法提取的菠萝蛋白酶具有酶活力高、杂质少的特点，提取工艺简单，生产成本低、设备投入少。
上述三个实施例所得到的菠萝蛋白酶比传统的硫酸铵沉淀法、单宁沉淀法的酶活力比较
 
方法 酶活力
硫酸铵沉淀法 98万单位/克
单宁沉淀法 69万单位/克
实施例1 118万单位/克
实施例2 110万单位/克
实施例3 135万单位/克
实施例4 115万单位/克
实施例5 105万单位/克

Claims (6)

1.一种提取菠萝蛋白酶的方法，包括以下步骤：
(1)去杂质菠萝汁的制备：将新鲜菠萝皮或菠萝茎叶原料清洗，榨汁，菠萝汁经60～100目滤网过滤，离心分离后，取上清液；
(2)透析：利用超滤设备的超滤功能，将经步骤（1）处理的菠萝汁中的金属离子等小分子物质透析去除，使电导率降低95％以上；
(3)酶的沉淀：将经步骤（2）处理的电导率低的菠萝汁的pH调至3～5，并冷却至2～8℃，静置2～3小时，使菠萝蛋白酶产生絮状沉淀；
(4)离心收集酶膏：将经过酶沉淀的菠萝汁离心分离，获得酶膏；
(5)冷冻干燥：将酶膏冷冻干燥，得到干燥的菠萝蛋白酶成品。
2.根据权利要求1所述的提取菠萝蛋白酶的方法，其特征在于，步骤(1)及步骤(4)中所述的离心是采用高速碟片离心机离心。
3.根据权利要求1所述的提取菠萝蛋白酶的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的透析是采用超滤装置；超滤装置由一个泵和超滤膜组成，所用超滤膜：截留分子量为20KD的内压式中空纤维超滤膜。
4.根据权利要求1或2所述的提取菠萝蛋白酶的方法，其特征在于，步骤(1)及步骤(4)中所述的离心机转速为5000～8000转/分钟。
5.根据权利要求1所述的提取菠萝蛋白酶的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的调菠萝汁的pH所用的酸是盐酸或醋酸，酶沉淀的温度为1-5℃。
6.根据权利要求1所述的提取菠萝蛋白酶的方法，其特征在于，所述的原料还包括剑麻叶。
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