菠蘿蛋白酶(Bromelain,簡稱菠蘿酶,亦稱為鳳梨酶或鳳梨酵素)是從菠蘿果莖、葉、皮提取出來,經(jīng)精制、提純、濃縮、酶固定化、冷凍干燥而得到的一種純天然植物蛋白酶。
其外觀為淺灰色粉末狀,分子量為33000,等電點(diǎn)9.55。品質(zhì)最佳的菠蘿蛋白酶是利用菠蘿的中莖加工,采用超濾方法進(jìn)行過濾濃縮,低溫冷凍干燥而得的。產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)。
中文名菠蘿蛋白酶
英文名Bromelain
簡稱菠蘿酶
狀態(tài)粉末
CAS號9001-00-7
EINECS253-387-5
儲存條件20°C
顏色黃棕色
水溶解性可溶
組成結(jié)構(gòu)菠蘿蛋白酶是由多種不同分子量和分子結(jié)構(gòu)的酶所組成的酶系,其中至少包含了5種蛋白水解酶。除此之外,有的還含磷酸酯酶、過氧化物酶、纖維素酶、其它糖苷酶及非蛋白物質(zhì)。
菠蘿蛋白酶是一種糖蛋白,分子結(jié)構(gòu)中含有一個寡糖分子,由木糖(xylo,xy1)、巖藻糖(fuco,F(xiàn)uc)、甘露糖(manno,Man)和N—乙酰葡糖胺(N—aceltylglu2cosamine,GlcNAc)組成,共價連接在肽鏈上,Ishihara和Yasuda等人分別推測出了糖分子的結(jié)構(gòu)。
理化性質(zhì)菠蘿蛋白酶的分子量為30000-33000,等電點(diǎn)為9.55,酶液的最大吸收波長為280nm。因其由多種酶分子構(gòu)成,故在催化底物上具有多樣性。
它能分解蛋白質(zhì)、肽、脂和酰胺,其水解蛋白的活性較木瓜蛋白酶高10倍以上。菠蘿蛋白酶催化的必需基團(tuán)不是糖分子,而是所含肽鏈中的巰基;另外,菠蘿蛋白酶分子結(jié)構(gòu)中的羧基和羥基亦與酶活性無關(guān)。
菠蘿蛋白酶的催化活性易受到pH、溫度、金屬離子、EDTA及還原劑等的影響。該酶最適pH為7.1,最穩(wěn)定的pH范圍為3.9-4.2,最適反應(yīng)溫度為55℃。Mg和Ca在高濃度下對菠蘿蛋白酶活性會產(chǎn)生抑制作用,但低濃度時具有促進(jìn)作用;研究表明,Ca與酶作用1h后,5-10mmol/LCa酶的活性均有促進(jìn)作用,其中當(dāng)Ca濃度為2mmol/L時,促進(jìn)作用最明顯。
EDTA能鰲合菠蘿蛋白酶反應(yīng)所需的金屬離子,使菠蘿蛋白酶活性降低。半胱氨酸的鹽酸鹽在一定濃度范圍內(nèi),對酶反應(yīng)速度有促進(jìn)作用:濃度太低時,促進(jìn)作用減弱;濃度太高時,表現(xiàn)出抑制作用,這可能與其還原作用所引起的酶其它基團(tuán)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變有關(guān)。
生產(chǎn)方法取新鮮干凈的菠蘿皮、刺、芯等出汁率達(dá)45%以上的下腳料,壓榨,取汁濾除果屑。濾液添加0.025-0.05%的苯甲酸,加5%高嶺土進(jìn)行吸附。將高嶺土吸附物用飽和碳酸鈉溶液調(diào)pH6.7-7.0后,加5%氯化鈉,攪拌后壓濾。取濾液用鹽酸調(diào)pH4.8-5.1,加硫酸銨,靜置沉淀,取沉淀減壓干燥,即為菠蘿蛋白酶。對菠蘿下腳料計(jì),收率0.054-0.103%。
生產(chǎn)方法由菠蘿(Ananas?comoslgs和A.bracteatus)果實(shí)及莖(主要利用其外皮)經(jīng)壓榨提取、鹽析(或丙酮、乙醇沉淀)再分離、干燥而得。
制備工業(yè)生產(chǎn)上對菠蘿蛋白酶的制備主要是從菠蘿的下腳料中提取,制備工藝有高嶺土吸附法、單寧沉淀法、鹽析法和超濾法等。由高嶺土吸附法獲得的菠蘿蛋白酶雖然純度較高,酶活力在410×10U/g以上,但工藝流程長,原料消耗多,酶活總回收率低;單寧沉淀法比高嶺土法簡單,原料消耗少,酶活回收率較低,產(chǎn)品酶活力在315×10-410×10U/g,但兩者均會對環(huán)境造成污染。
鹽析法獲得的菠蘿蛋白酶活性較低,純度與藥用要求相差甚遠(yuǎn)。相對來說,超濾法能有效分離提取菠蘿蛋白酶。從超濾法提取菠蘿蛋白酶的工藝流程上看,其操作步驟簡單,并且該法具有無相變、低溫、能耗少、活力損失小、操作簡單等特點(diǎn)。
應(yīng)用于菠蘿蛋白酶的濃縮和分離,不僅能保護(hù)其活性,降低生產(chǎn)成本,使用的有機(jī)溶劑可回收再生產(chǎn),基本上沒有廢物排放,而且超濾透過液還可用作飲料添加劑,可以達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求;另外,超濾法分離得到的菠蘿蛋白酶質(zhì)量好,純度高,能達(dá)到醫(yī)藥級水平。
應(yīng)用在食品加工業(yè)的應(yīng)用?
1、焙烤食品:將菠蘿蛋白酶加入生面團(tuán)中,可使面筋降解,生面團(tuán)被軟化后易于加工。并能提高餅干與面包的口感與品質(zhì)。
2、干酪:用于干酪素的凝結(jié)。
3、肉類的嫩化:菠蘿蛋白酶將肉類蛋白質(zhì)的大分子蛋白質(zhì)水解為易吸收的小分子氨基酸和蛋白質(zhì)。可廣泛地應(yīng)用于肉制品的精加工。
4、菠蘿蛋白酶在其它食品加工業(yè)中的應(yīng)用,有人已經(jīng)用菠蘿蛋白酶來增加豆餅和豆粉的PDI值和NSI值,從而生產(chǎn)出可溶性蛋白制品及含豆粉的早餐、谷類食物和飲料。其它還有生產(chǎn)脫水豆類、嬰兒食品和人造黃油;澄清蘋果汁;制造軟糖;為病人提供可消化的食品;給日常食品添味等。?
在醫(yī)藥、保健品業(yè)的應(yīng)用
菠蘿蛋白酶是酶類的藥物,能夠催化蛋白質(zhì)中分子肽鍵的斷裂,使蛋白質(zhì)、肽、脂和酰胺等物質(zhì)分解,具有抗炎、消水腫的作用。菠蘿蛋白酶在臨床上主要是用于手術(shù)后的感染、骨關(guān)節(jié)急性發(fā)炎、乳腺炎、腮腺炎、蜂窩組織炎、慢性血栓靜脈炎、支氣管炎、腎盂腎炎等輔助治療。??[1]
在美容化妝品業(yè)中的應(yīng)用
菠蘿蛋白酶具有嫩膚、美白去斑的優(yōu)異功效。基本作用原理:菠蘿蛋白酶可作用于人體皮膚上的老化角質(zhì)層,促使其退化、分解、去除,促進(jìn)皮膚新陳代謝,減少因日曬引起的皮膚色深現(xiàn)象。使皮膚保養(yǎng)呈現(xiàn)良好白嫩狀態(tài)。?
菠蘿蛋白酶制劑在飼料中的應(yīng)用
將菠蘿蛋白酶加入飼料配方或直接混合在飼料中,可以大大提高蛋白質(zhì)的利用率和轉(zhuǎn)化率,并能開發(fā)更廣的蛋白源,從而降低飼料成本。
注意事項(xiàng)菠蘿蛋白酶是一種生物活性物質(zhì),易受重金屬離子(Fe2+、Cu2+、Hg+、Pb+等)和氧化劑的抑制及破壞,應(yīng)避免與之接觸。?
對于敏感性的部分人群,若長時間接觸有可能刺激皮膚、眼睛和鼻粘膜膜組織,在操作過程中建議帶好防護(hù)具。
風(fēng)險術(shù)語R36刺激眼睛。
R37刺激呼吸系統(tǒng)。
R36/37/38刺激眼睛、呼吸系統(tǒng)和皮膚。
參考資料本文發(fā)布于:2023-06-06 11:37:21,感謝您對本站的認(rèn)可!
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