[发明专利]菠萝蛋白酶稳定剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种菠萝蛋白酶稳定剂及其制备方法和应用，涉及生物技术领域。本发明提供的菠萝蛋白酶稳定剂，按重量份数计包括如下组分：还原剂0.015‑0.13份、金属离子螯合剂0.002‑0.07份、有机羧酸盐0.01‑0.09份、防腐剂0.05‑0.15份和维生素0.001‑0.02份。该菠萝蛋白酶稳定剂具有保护酶活效果明显、减少酶活损失、延长酶的半衰期、使用量少和成本低等优点。此外，本发明还提供了菠萝蛋白酶稳定剂的制备方法和应用，该制备方法操作简单，便于工业化生产；菠萝蛋白酶稳定剂可直接添加用于酶固体粉末保存或液体酶生产过程中，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体而言，涉及一种菠萝蛋白酶稳定剂及其制备方法和应用。

背景技术

菠萝蛋白酶(Bromelain)，别名菠萝酶，是存在于菠萝(Anana comosus)植株中的蛋白质水解酶，是从菠萝果茎或皮提取出来，经精制、提纯、浓缩和冷冻干燥而得到的一种纯天然植物蛋白酶。菠萝蛋白酶为浅黄色无定形粉末，分子量约为3300，等电点为9.55，pH在6.5-7.5之间，最适pH为7.1，不完全溶于水，也不溶于乙醇、氯仿和丙酮等有机溶剂。

菠萝蛋白酶属于糖蛋白，含有2.1％的糖成分，有4个N-乙酰化的氨基己糖，是由疏基蛋白质和非蛋白酶组成的复杂复合物，也是一种巯基蛋白水解酶，属于混合物。菠萝蛋白酶作为单一肽链而存在，在菠萝蛋白酶分子中，对其催化活性起关键作用的必需基团是疏基、氨基、色氨酸残基及组氨酸残基。因菠萝蛋白酶含有一个不稳定的游离疏基，所以菠萝蛋白酶极易被氧化，形成一种可自行降解的醌—硫醇复合物，从而导致酶失去活性。酶分子的三维构象在一些外力的作用下会发生变化，如氢键、范德华力、共价二硫键、疏水相互作用和静电相互作用等，其它因素如温度、pH、金属离子、加工助剂或激活剂等会导致酶活下降。

菠萝蛋白酶作为一种酶制剂，在工业生产过程中不可避免的需要在一定条件进行长时间加工、运输和储存这样一个流通环节。而在常温状态下，作为一种生物催化剂，菠萝蛋白酶在加工、生产、运输和储存等过程中极易受到环境因素变化和微生物污染的影响；而且如环境因素温度、压力、pH和离子强度等的变化会引起酶蛋白的变性失活；此外微生物的快速增长，则会快速的导致酶蛋白被生物降解而失活。因此，提高菠萝蛋白酶的稳定性，减少生产过程中的酶活损失，尽可能的保持酶在运输、储存过程中的稳定性是提高其在工业化生产和工业化应用的关键点。

目前针对酶制剂产品提高酶的热稳定性、延长酶的储藏寿命方面的研究，主要有四个方面：(1)嗜热有机体中酶的研究；(2)蛋白质变性的研究；(3)蛋白质分子的化学修饰；(4)添加保护剂对酶的保护作用。而关于提高菠萝蛋白酶稳定剂性的方法有：(1)添加有关食品添加剂，通过对酶活性中心的保护作用，减少酶活性中心的氧化，提高酶活稳定性；(2)通过对菠萝蛋白酶进行化学修饰提高菠萝蛋白酶稳定性；(3)通过对菠萝蛋白酶进行固定化生成固定化酶，改变其耐热范围等来提高菠萝蛋白酶稳定性。其中最常用的是通过加入保护剂的方式对酶进行保护。目前市场上对于菠萝蛋白酶保护剂的研究，主要是根据菠萝蛋白酶所具有的自身特性，结合生产，通过添加盐类、多糖类或多元醇类等来提高菠萝蛋白酶酶活的稳定性，增加工业生产价值。采用多糖类或多元醇等作为保护剂一般使用量较大，对于菠萝酶浸膏或者液体菠萝蛋白酶溶液而言，其添加量更大，对于单个的盐类保护剂虽然也可以在较小的剂量下起到一定保护作用，但是对于酶活的保护效果不明显，放置后酶活损失依然较快，特别是在固体粉末状菠萝蛋白酶保存中。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种菠萝蛋白酶稳定剂，该菠萝蛋白酶稳定剂具有保护酶活效果明显、减少酶活损失和延长酶的半衰期等优点；而且各个组分价格便宜、组分简单、方便易得、使用量少和使用方便、成本较低和方便推广应用；此外，菠萝蛋白酶稳定剂可直接添加用于酶固体粉末保存或液体酶生产过程中，应用范围广泛。

本发明的第二目的在于提供一种菠萝蛋白酶稳定剂的制备方法，将配方量的各组分混合均匀后得到菠萝蛋白酶稳定剂，该制备方法操作简单，便于工业化生产。