9001-00-7 / 菠蘿蛋白酶的制備

背景及概述^[1][3]

菠蘿蛋白酶(bromelain)是從菠蘿植株中提取的一類蛋白水解酶的總稱，主要存在于菠蘿莖和果實中，根據提取部位的不同，分為莖菠蘿蛋白酶和果菠蘿蛋白酶。菠蘿蛋白酶的應用已有很長的歷史，隨著提取純化技術的進步，它將有更廣泛的應用。我國菠蘿資源豐富，年產菠蘿100萬噸以上，每年都有大量的菠蘿皮、莖被浪費掉。同時，我國對菠蘿蛋白酶的需求量逐年增多，特別是高活性的菠蘿蛋白酶。

在醫藥領域，對菠蘿蛋白酶的純度要求越來越高，甚至要明確起功能作用的具體成分，而目前工業化生產的酶很難達到此標準，就要求提取純化技術要不斷進步，以滿足各領域的需求。菠蘿蛋白酶作為生物活性物質，決定了其易受到外部環境的影響而失活。因此，在生產、儲存、運輸過程中保持所需的酶活至關重要，這就要求酶的固定化技術等要有所突破。

理化性質及結構^[1]

菠蘿蛋白酶(Bromelain)，簡稱菠蘿酶，也稱為鳳梨酶或鳳梨酵素，是從鳳梨科(Ananascomosus)植物中提取制備而得一種純天然植物蛋白質。菠蘿蛋白酶是一類巰基蛋白酶，其活性中心為巰基(-SH)，具很強的水解活性，能進行蛋白質水解等各種生化反應，還具有很強的分解纖維蛋白和血凝塊的作用，可提高人體免疫力，因而，被廣泛的用于食品、生物、醫藥和化工等行業。

菠蘿蛋白酶作為有活性的蛋白質，易受到溫度、pH、金屬離子等的影響。菠蘿蛋白酶的最適反應溫度介于(55～60)℃，溫度再高，酶的熱失活增強，反應速度下降；菠蘿蛋白酶的最適pH在6.5～7.5，在7.1附近達最大值，在酸性環境中，酶反應速度下降快，在堿性下有個較寬的應用范圍，酶較穩定的pH范圍在3.5～4.5。

菠蘿蛋白酶

制備^[2]

(1)菠蘿蛋白酶的提取：取菠蘿果皮500克，洗凈，切碎成2～3cm小塊；加入含4mmol/L焦亞硫酸鈉和5mmol/L乙二胺乙酸鈉的水溶液，切碎后的菠蘿果皮或莖葉與水溶液的固、液質量比為5∶1.5，勻漿；用200目尼龍布過濾并擠出濾液；3500r/min，離心10分鐘，收集上清液，即得菠蘿蛋白酶提取液，共計155ml；

(2)冷凝聚向上述步驟(1)所得菠蘿蛋白酶提取液中加入0.5％的聚丙烯酸(PAA)后，攪拌均勻，置于4℃冷凝聚12小時；3500r/min，離心10分鐘，收集沉淀，即為聚丙烯酸-菠蘿蛋白酶；

(3)游離出菠蘿蛋白酶及聚丙烯酸回收：向步驟(2)所得聚丙烯酸-菠蘿蛋白酶中，加入可以溶解沉淀量的50mmol/L醋酸鈣，使菠蘿蛋白酶游離出來，同時生成聚丙烯酸-鈣沉淀；3500r/min，離心10分鐘，上清液即為菠蘿蛋白酶液，共計145ml，沉淀為聚丙烯酸-鈣；向所述聚丙烯酸-鈣沉淀中加入沉淀體積2％的硫酸，即生成硫酸鈣和聚丙烯酸；3500r/min，離心10分鐘，沉淀為硫酸鈣，上清液為聚丙烯酸(PAA)，回收聚丙烯酸，重復利用。

(4)固態酶制劑制備：向步驟(3)所得菠蘿蛋白酶液中加入1/15mol/L，pH6.8的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖液，4℃透析8小時；取出透析后的菠蘿蛋白酶液，冷凍干燥，即得菠蘿蛋白酶固體酶制劑，共計2.5g。

主要參考資料

[1]李乃成, 賀艷麗, 凌沛學, & 張天民. (2007). 菠蘿蛋白酶. 食品與藥品, 9(1), 26-28.

[2] 章佩芬, 郭勇, & 羅煥敏. (2002). 菠蘿蛋白酶的研究與應用進展. 華西藥學雜志, 17(2), 128-129.

[3] 章佩芬, 陳敏華, & 郭利平. (2002). 菠蘿蛋白酶應用的性質研究. 現代食品科技, 18(2), 16-17.