菠萝蛋白酶的纯化方法技术

本发明专利技术公开了一种菠萝蛋白酶的纯化方法，包括(1)将菠萝汁调节至pH 2.5‑3.5，得到菠萝汁上样液；(2)将所述菠萝汁上样液过活化的阳离子交换树脂柱，流速为2.5‑4.5BV/h，收集流出液，并将所述流出液调节至pH 6.5‑7.5，得到第一流出液；(3)将所述第一流出液过活化的阴离子交换树脂柱，流速为2.5‑4.5BV/h，收集流出液；将所述流出液调节至pH 3.0‑4.0，得到纯化的菠萝汁处理液。本发明专利技术的方法能够有效降低菠萝蛋白酶产品中的金属离子含量，特别是铁离子的含量，有效提高菠萝蛋白酶产品的合格率，使其质量稳定可控。

Purification of Bromelain

The invention discloses a method for purifying bromelain, which includes: (1) adjusting pineapple juice to pH 2.5 3.5 to obtain the sample solution of pineapple juice; (2) super-activated cation exchange resin column with flow rate of 2.5 4.5BV/h, collecting the effluent, and adjusting the effluent to pH 6.5 7.5 to obtain the first effluent; (3) activating the first effluent solution. The effluent was collected by anion exchange resin column with flow rate of 2.5 4.5BV/h. The effluent was adjusted to pH 3.0 4.0 to obtain the purified pineapple juice treatment solution. The method of the invention can effectively reduce the content of metal ions in bromelain products, especially the content of iron ions, effectively improve the qualified rate of bromelain products, and make the quality of bromelain products stable and controllable.

【技术实现步骤摘要】
菠萝蛋白酶的纯化方法
本专利技术涉及一种菠萝蛋白酶的除杂纯化处理方法，还涉及菠萝蛋白酶产品的制备方法。
技术介绍
菠萝蛋白酶简称菠萝酶，亦称凤梨酶或凤梨酵素，主要是从菠萝果、茎、叶、皮提取出来的，并经过纯化等步骤而得到的一种天然植物蛋白酶。菠萝蛋白酶是一种蛋白质消化酶的复杂混合体，由多种不同分子量和分子结构的酶组成的酶系，主要由半胱氨酸蛋白酶组成，此外还含有磷酸酯酶、过氧化物酶、纤维素酶、其他糖苷酶等。现代研究表明，菠萝蛋白酶具有重要的药用价值，其具有免疫刺激作用；能够在各种组织中有效治疗炎症和水肿；治疗腹泻；还可用于烧伤脱痂，选择性地去除死皮；抑制肿瘤细胞生长，降低毒素结合活性。除了药用领域，菠萝蛋白酶还应用于食品、化妆品等领域。现有的菠萝蛋白酶生产工艺主要有硫酸铵沉淀法、超滤法、单宁沉淀法等。其中，硫酸铵沉淀法是在高浓度的硫酸铵溶液中，盐离子竞争性地结合蛋白表面的水分子，破坏蛋白表面的水化膜，溶解度降低，蛋白质在疏水作用下聚集形成沉淀。硫酸铵沉淀法由于需要使用大量的硫酸铵，环境污染严重，同时生产的蛋白酶中可能带入硫酸铵，蛋白得率低，工艺不稳定且耗时。超滤法是在一定压力和流量下，利用不对称微孔结构和半透膜介质，依靠膜两侧的压力差作为推动力，以错流方式进行过滤，使溶剂及小分子物质通过，大分子蛋白质被滤膜阻留，从而达到分离纯化的目的。超滤法所需设备投资大，菠萝汁在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，成本高，提取收率低。单宁沉淀法是利用鞣酸能与蛋白中氨基酸的氨基端结合从而使蛋白质沉淀。实际生产中发现，不同来源、不同批次的原料用相同的生产方法制得的菠萝蛋白酶质量差别较大，菠萝蛋白酶质量不稳定问题比较突出，产品合格率偏低。
技术实现思路
为解决上述问题，专利技术人进行了大量研究，意外地发现菠萝原料中的金属离子、特别是铁离子的含量对菠萝蛋白酶的酶活具有较大影响。当用于提取菠萝蛋白酶的菠萝原料中铁离子的含量较高时，容易出现生产的菠萝蛋白酶质量不合格的情况，这是导致现有方法生产菠萝蛋白酶质量不稳定的重要原因。本专利技术的目的在于提供一种菠萝蛋白酶的纯化方法，该方法能够有效降低菠萝蛋白酶产品中的金属离子含量，特别是铁盐的含量，从而提高菠萝蛋白酶产品的合格率，使其质量稳定可控。本专利技术的进一步的目的在于提供一种菠萝蛋白酶的纯化方法，该方法获得的菠萝蛋白酶的酶活明显提高。本专利技术的另一目的在于提供一种菠萝蛋白酶产品的制备方法。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的：一种菠萝蛋白酶的纯化方法，包括如下步骤：(1)将菠萝汁调节至pH2.5-3.5，得到菠萝汁上样液；(2)将所述菠萝汁上样液过活化的阳离子交换树脂柱，流速为2.5-4.5BV/h，收集流出液，并将所述流出液调节至pH6.5-7.5，得到第一流出液；(3)将所述第一流出液过活化的阴离子交换树脂柱，流速为2.5-4.5BV/h，收集流出液；将所述流出液调节至pH3.0-4.0，得到纯化的菠萝汁处理液。本专利技术中，优选地，步骤(1)所述的菠萝汁为经过前处理后的菠萝汁；所述前处理包括将菠萝原汁与防腐剂、抗氧剂混合，搅拌，进行固液分离操作，经过电渗析，从而得到经过前处理后的菠萝汁。本专利技术中，优选地，步骤(1)中，所述菠萝原汁的pH为3.5-5.5，所述防腐剂为苯甲酸钠，所述抗氧剂为偏重亚硫酸钠，且所述菠萝汁、苯甲酸钠和偏重亚硫酸钠的重量比为1000:0.05-0.2:0.05-0.2；所述固液分离操作包括于0-6℃的离心温度下进行离心，然后用微孔滤膜过滤。本专利技术中，优选地，步骤(2)中，所述活化的阳离子交换树脂柱的制备方法为：(A)将阳离子交换树脂用纯化水润胀，装柱，得到阳离子交换树脂柱；(B)采用0.5-4mol/L盐酸溶液过柱，盐酸溶液的流速为0.5-3BV/h，盐酸溶液的用量为1-6BV，再用纯化水洗至流出液近中性；(C)再采用0.5-4mol/L氢氧化钠溶液过柱，氢氧化钠溶液的流速为0.5-3BV/h，氢氧化钠溶液的用量为1-6BV，再用纯化水洗至流出液近中性，得到活化的阳离子交换树脂柱。本专利技术中，优选地，步骤(A)中，所述阳离子交换树脂柱为带有磺酸基的阳离子交换树脂柱。本专利技术中，优选地，步骤(3)中，所述活化的阴离子交换树脂柱的制备方法为：(A’)将阴离子交换树脂用纯化水润胀，装柱，得到阴离子交换树脂柱；(B’)采用0.5-4mol/L氢氧化钠溶液过柱，氢氧化钠溶液的流速为0.5-3BV/h，氢氧化钠溶液的用量为1-6BV，再用纯化水洗至流出液近中性；(C’)再采用0.5-4mol/L盐酸溶液过柱，盐酸溶液的流速为0.5-3BV/h，盐酸溶液的用量为1-6BV，再用纯化水洗至流出液近中性，得到活化的阴离子交换树脂柱。本专利技术中，优选地，步骤(A’)中，所述阴离子交换树脂柱为带有季铵基的阴离子交换树脂柱。本专利技术中，优选地，所述纯化方法还包括如下步骤：(4)将所述纯化的菠萝汁处理液加入氯化钙并使氯化钙的浓度为2-5mmol/L，得到含氯化钙的菠萝汁处理液。本专利技术中，优选地，所述除杂纯化处理方法还包括如下步骤：(5)将步骤(3)得到的纯化的菠萝汁处理液或者步骤(4)得到的含氯化钙的菠萝汁处理液进行微孔滤膜过滤，得到除菌处理后的菠萝汁处理液。本专利技术还提供一种菠萝蛋白酶产品的制备方法，其包括将上述纯化的菠萝汁处理液、含氯化钙的菠萝汁处理液或除杂纯化处理后的菠萝汁处理液进行析酶处理，析出菠萝蛋白酶；再将所述菠萝蛋白酶进行干燥处理，得到菠萝蛋白酶产品。本专利技术的除杂纯化处理方法，能够有效除去铁离子，同时除杂过程很好地保护了菠萝蛋白酶的酶活，能够获得质量稳定的菠萝蛋白酶产品。本专利技术优选的实施方式，酶活进一步提高。此外，本专利技术工艺流程简单，设备投入少，资源消耗低，各流程参数确定，便于控制，适合工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术中，“BV”表示柱体积。本专利技术的菠萝蛋白酶的纯化方法利用树脂除杂方式除去其中的金属离子，特别是能够有效除去铁离子。所述的除杂纯化处理方法还可以包括菠萝汁前处理的步骤。本专利技术的纯化方法还可以包括阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的活化步骤。本专利技术的菠萝蛋白酶产品的制备方法包括将经过纯化处理的菠萝蛋白酶处理液进行析酶处理和干燥处理的步骤。＜菠萝汁的前处理＞本专利技术中，菠萝汁的前处理步骤中，所述菠萝汁是指从菠萝的果、茎、叶或皮中压榨取得的菠萝原汁。从废物利用和节约能源的角度，优选地，所述菠萝汁是指从菠萝茎、叶或皮中压榨取得的菠萝原汁，更优选为从菠萝皮中压榨取得的菠萝原汁。所述压榨方法不限，例如可以为常温压榨法或冷榨法。本专利技术中，所述的菠萝汁的前处理包括将所述菠萝原汁与防腐剂、抗氧剂混合的步骤。所述防腐剂选自苯甲酸钠、山梨酸钾、羟苯甲酯、羟苯乙酯、羟苯丙酯、羟苯丁酯中的一种或多种；所述抗氧剂选自偏重亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施方式，所述防腐剂为苯甲酸钠，所述抗氧剂为偏重亚硫酸钠，且所述菠萝原汁、苯甲酸钠和偏重亚硫酸钠的重量比为1000:0.05-0.2:0.05-0.2，优选为1000:0.08-0.15:0.08-0.15，再优选为1000:0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种菠萝蛋白酶的纯化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将菠萝汁调节至pH 2.5‑3.5，得到菠萝汁上样液；(2)将所述菠萝汁上样液过活化的阳离子交换树脂柱，流速为2.5‑4.5BV/h，收集流出液，并将所述流出液调节至pH 6.5‑7.5，得到第一流出液；(3)将所述第一流出液过活化的阴离子交换树脂柱，流速为2.5‑4.5BV/h，收集流出液；将所述流出液调节至pH 3.0‑4.0，得到纯化的菠萝汁处理液。

【技术特征摘要】
1.一种菠萝蛋白酶的纯化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将菠萝汁调节至pH2.5-3.5，得到菠萝汁上样液；(2)将所述菠萝汁上样液过活化的阳离子交换树脂柱，流速为2.5-4.5BV/h，收集流出液，并将所述流出液调节至pH6.5-7.5，得到第一流出液；(3)将所述第一流出液过活化的阴离子交换树脂柱，流速为2.5-4.5BV/h，收集流出液；将所述流出液调节至pH3.0-4.0，得到纯化的菠萝汁处理液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的菠萝汁为经过前处理后的菠萝汁；所述前处理包括将所述菠萝原汁与防腐剂、抗氧剂混合，搅拌，进行固液分离操作和电渗析，从而得到经过前处理后的菠萝汁。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述菠萝原汁的pH为3.5-5.5，所述防腐剂为苯甲酸钠，所述抗氧剂为偏重亚硫酸钠，且所述菠萝汁、苯甲酸钠和偏重亚硫酸钠的重量比为1000:0.05-0.2:0.05-0.2；所述固液分离操作包括于0-6℃的离心温度下进行离心，然后用微孔滤膜过滤。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述活化的阳离子交换树脂柱的制备方法为：(A)将阳离子交换树脂用纯化水润胀，装柱，得到阳离子交换树脂柱；(B)采用0.5-4mol/L盐酸溶液过柱，盐酸溶液的流速为0.5-3BV/h，盐酸溶液的用量为1-6BV，再用纯化水洗至流出液近中性；(C)再采用0.5-4mol/L氢氧化钠溶液过柱，氢氧化钠溶液的流速为0.5-3BV/h，氢氧化钠溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志国，王静宇，梁懿，林桥辉，韦规学，
申请(专利权)人：广西南宁百会药业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45