菠萝蛋白酶稳定剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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，本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
菠萝蛋白酶稳定剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物
，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。
技术介绍
菠萝蛋白酶(Bromelain)，别名菠萝酶，是存在于菠萝(Ananacomosus)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，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术的第三目的在于提供菠萝蛋白酶稳定剂在减少菠萝蛋白酶酶活损失中的应用。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种菠萝蛋白酶稳定剂，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。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，菠萝蛋白酶稳定剂按重量份数计包括如下组分：还原剂0.045-0.1份、金属离子螯合剂0.005-0.04份、有机羧酸盐0.02-0.08份、防腐剂0.06-0.13份和维生素0.001-0.01份。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，菠萝蛋白酶稳定剂按重量份数计包括如下组分：还原剂0.075-0.0.09份、金属离子螯合剂0.008-0.01份、有机羧酸盐0.03-0.05份、防腐剂0.08-0.12份和维生素0.002-0.005份。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，还原剂包括D-异抗坏血酸钠、L-半胱氨酸、L-半胱氨酸盐酸盐、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠或β-疏基乙醇中的至少一种，优选D-异抗坏血酸钠和L-半胱氨酸。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，金属离子螯合剂包括乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸或多聚磷酸钠中的至少一种，优选乙二胺四乙酸二钠。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，有机羧酸盐包括乙酸钠、草酸钠、酒石酸钾钠或柠檬酸钠中的至少一种，优选乙酸钠。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，防腐剂包括山梨酸钾、苯甲酸钠或乙酸钙中的至少一种，优选山梨酸钾。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，维生素包括维生素B、维生素C或维生素E中的至少一种，优选维生素B，进一步优选维生素B9。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，菠萝蛋白酶稳定剂按重量份数计包括如下组分：D-异抗坏血酸钠0.01份、L-半胱氨酸0.075份、乙二胺四乙酸二钠0.01份、乙酸钠0.04份、山梨酸钾0.1份和维生素B90.002份。第二方面，本专利技术提供了一种菠萝蛋白酶稳定剂的制备方法，包括以下步骤：将配方量的还原剂、金属离子螯合剂、有机羧酸盐、防腐剂和维生素混合均匀后得到菠萝蛋白酶稳定剂。第三方面，本专利技术提供了菠萝蛋白酶稳定剂在减少菠萝蛋白酶酶活损失中的应用；优选地，所述应用包括以下步骤：按固体酶粉末的1.5-3wt％添加菠萝蛋白酶稳定剂；或，按液体酶的0.1-0.3wt％添加菠萝蛋白酶稳定剂。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供的菠萝蛋白酶稳定剂，其中，还原剂通过抗氧化的作用，可以有效阻止菠萝蛋白酶的游离疏基氧化，防止酶失活；金属离子螯合剂能与多价金属离子形成可溶性金属络合物，减少金属离子对酶活的影响；有机羧酸盐可以影响溶剂结构和疏水相互作用，维护酶分子的活性三维构象，明显延长菠萝蛋白酶的半衰期；防腐剂可以有效减少污染微生物的生长，大大减少酶蛋白被生物降解而失活，延长酶保持活性的时间；维生素竞争性参与菠萝酶溶液中氧分子的消耗，减少了菠萝蛋白酶活性中心被氧化的机会，间接的起到保护菠萝蛋白酶活性中心。通过上述各个组分和组分含量的合理配比，使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；菠萝蛋白酶稳定剂的各个组分价格便宜、组分简单、方便易得、使用量少和使用方便，使菠萝蛋白酶稳定剂成本较低，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。(2)本专利技术提供的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，便本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种菠萝蛋白酶稳定剂，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种菠萝蛋白酶稳定剂，其特征在于，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。2.按照权利要求1所述的菠萝蛋白酶稳定剂，其特征在于，按重量份数计包括如下组分：还原剂0.045-0.1份、金属离子螯合剂0.005-0.04份、有机羧酸盐0.02-0.08份、防腐剂0.06-0.13份和维生素0.001-0.01份；优选地，所述的菠萝蛋白酶稳定剂，按重量份数计包括如下组分：还原剂0.075-0.0.09份、金属离子螯合剂0.008-0.01份、有机羧酸盐0.03-0.05份、防腐剂0.08-0.12份和维生素0.002-0.005份。3.按照权利要求1或2所述的菠萝蛋白酶稳定剂，其特征在于，所述还原剂包括D-异抗坏血酸钠、L-半胱氨酸、L-半胱氨酸盐酸盐、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠或β-疏基乙醇中的至少一种，优选D-异抗坏血酸钠和L-半胱氨酸。4.按照权利要求1或2所述的菠萝蛋白酶稳定剂，其特征在于，所述金属离子螯合剂包括乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸或多聚磷酸钠中的至少一种，优选乙二胺四乙酸二钠。5.按照权利要求1或2所述的菠萝蛋...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雁，崔莉，何远志，徐小琴，钱英，
申请(专利权)人：重庆骄王天然产物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50