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菠萝蛋白酶的提取及应用

2017-02-01张艺凡沈阳工学院

食品安全导刊 2017年33期
关键词:鱼露菠萝蛋白酶

□ 田 欣 张艺凡 沈阳工学院

菠萝蛋白酶的提取及应用

□ 田 欣 张艺凡 沈阳工学院

菠萝蛋白酶又称菠萝酶,具有烧伤治疗、嫰化肉类的作用,因此在医疗和食品两方面都受到很大的欢迎。本文从菠萝酶的提取方法和菠萝酶的应用价值进行论述。

菠萝蛋白酶;提取;应用价值

菠萝酶是从菠萝中提取的一类水解蛋白酶的总称,主要存在于菠萝的茎、果实和果皮中。由于其具有特殊的生理作用,吸引了人们,并使人们对其展开了一系列的研究,结果发现它在医疗和化工方面都有很大的利用价值。本文综述了菠萝蛋白酶的结构性质、工业生产性状和实验室提取的工艺,并介绍了其在医疗方面的应用和食品行业的发展前景。

1 菠萝酶的组成及理化性质

1.1 菠萝酶的组成

菠萝酶是由至少5种以上不同分子量和分子结构的水解蛋白酶构成的酶系[1]。此外,还包括岩藻糖、木糖、N-乙酰葡萄胺和甘露糖,它的分子结构中还有一个寡糖分子,且共价连接在肽链上。

1.2 菠萝酶的理化性质

菠萝酶的分子量为30 000~33 000,等电点为9.55,在280 nm波长处酶液的吸收值最大。0.051%浓度的酶液在280 nm的光OD值达0.984。因其由多种酶分子构成,故在催化底物上具有多样性。它能分解蛋白质、肽、脂和酰胺,其水解蛋白的活性较木瓜蛋白酶高10倍以上[2]。而且分子中有4个N-乙酰化的氨基己糖,含糖2.1%,分子中有285个氨基酸残基,含氮量为15.88%。

菠萝酶是一种高活性的酶,易受温度、pH值、金属离子等的影响。菠萝酶在30 ℃、pH 7左右,提取率最高。因为金属离子对菠萝酶有一定的影响,所以再生产过程中常为了保护酶的活性而加入EDTA、Vc等活性保护剂。

2 菠萝酶的提取

2.1 菠萝酶的工业提取方法

目前,工业化生产酶的方法有高岭土吸附法、单宁沉淀法和超滤浓缩法。这三种方法中高岭土吸附法所得的菠萝酶活性较高但生产工艺和操作都比较复杂且消耗量大回收率低;丹宁沉淀法操作比较简单但回收率低,生产过程中对环境也有较大的破坏,提取的菠萝酶活性也不高;超滤浓缩法条件温和,提取率高对环境没有较大的污染,提取的菠萝酶活性高,是人们研究和进行大量生产的主要方法。

2.2 菠萝蛋白酶的提取新工艺

利用超滤浓缩法进行菠萝酶的提取,在实验中通过对实验操作和实验条件的改善。用菠萝下脚料和乙醇进行提取。

实验步骤:菠萝下脚料→研磨(添加0.08%纤维素酶)→搅拌(PH=7的缓冲溶液30 ℃下搅拌20 min料液比1∶1.5)→汁液去杂质(汁液四层纱布过滤)→4 000 r/min离心15 min→上清液加1.1倍95%乙醇→4 000 r/min离心15 min→湿酶→上清液进行低温冷冻离心→酶制品。

3 菠萝蛋白酶的应用

3.1 菠萝酶在食品中的应用

在食品行业中,菠萝酶被用作食品添加剂应用于食品中,由于特殊的生理功能它能够分解蛋白质、肽和核酸等生物大分子,因此它具有肉质嫰化、水解蛋白、澄清啤酒等作用。

菠萝酶对含有酪氨酸的蛋白质有很强的水解能力,可提高肉类的口感。它为人们贮藏、加工和销售肉类制品提供了良好的渠道。

菠萝酶常被工业上用来生产鱼露。鱼露是在55 ℃下小鱼虾和菠萝酶在低盐条件下水解生产制得的,通过此法制得的鱼露口味鲜美,营养价值丰富,是制作调味品的一个良好的方法,也帮助人们改善了传统的加工工艺方法。

吴鑫颖等[3]以啤酒废酵母为原料,利用菠萝酶酶解,并对其进行分离、纯化和干燥等,最终得到了啤酒废酵母活性肽,并探索出了啤酒废酵母活性肽获取的最佳条件。

3.2 菠萝酶在医疗方面的应用

近几年来国内外许多医学专家在医疗领域方面做了大量的研究。结果表明,菠萝酶在医学方面起到了很大的作用。大量的动物实验表明,菠萝酶对淋巴细胞的免疫作用具有一定的作用,能加速肌纤维的分解缓解心绞痛和中风,能够预防一定的心脑血管疾病。菠萝酶能加速细胞组织的愈合速度,对组织性创伤具有一定的疗效,医疗上应用于烧伤治疗,能选择性地去除死皮,对正常的皮肤无任何副作用。李乃成[4]用菠萝酶对豚鼠Ⅲ度烫伤脱痂进行研究,菠萝酶具有良好的脱痂效果。

4 菠萝酶的应用前景

随着我国农业的大力发展,菠萝的产量也在逐年增长,因此会有大量的菠萝下脚料被浪费。但菠萝酶作为一种天然的从植物中提取的蛋白酶产品,受到众多医学研究者和化工研究者的关注。

菠萝酶在各个行业的地位也变得举足轻重。在医疗方面,人们对菠萝酶的纯度要求也越来越高,就目前生产方法来说基本上达不到此要求,因此我们要在提取纯化方面不断改善。在功能性食品中,要求起作用的是某一具体成分,不再是菠萝酶这一个笼统的概念,因此要不断研究菠萝酶具体成分的作用。我国每年需要从国外购买大量的菠萝酶,如何进行高效的提纯菠萝酶成了我们进一步需要研究的课题。

[1]吴茂玉,马超,等.菠萝蛋白酶的研究及应用进展[J].食品科技,2008(8):17-20.

[2]林晨,李诺, 韩琦.菠萝蛋白酶的药用功能及其在畜牧业的应用前景[J].中国畜牧兽医,2005(1):14-16.

[3]吴鑫颖,邱树毅,等.啤酒废酵母酶法制备生物活性肽的工艺研究[J].酿酒科技,2008(2):110-113.

[4]李乃成.菠萝蛋白酶的分离及其脱痂作用的研究[D].泰安:山东农业大学,2008.

田欣(1997—),女,安徽滁州人,本科在读。研究方向:食品质量与安全。

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