菠萝蛋白酶的提取与制剂工艺研究

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菠萝蛋白酶是从菠萝皮和菠萝茎中提取到的一种蛋白酶,菠萝蛋白酶的生产可解决菠萝产业中大量废料被丢弃造成的环境污染和资源浪费问题,还可使菠萝产品高值化利用。由于菠萝蛋白酶对环境条件的敏感性,在其生产过程中活性易丢失,使得生产效率降低。本文旨在通过研究菠萝蛋白酶的分布及性质、分析生产过程中榨汁的状态变化及各种干燥手段,探讨了菠萝蛋白酶的生产与制剂工艺。   菠萝组织中蛋白酶活性最高的部位是菠萝茎,其次是菠萝根、果肉、果皮、芽和菠萝顶,菠萝杆和叶中没有发现蛋白酶成分;青菠萝各组织中蛋白酶的活性普遍比熟菠萝的高。对GDU法、FLP法和福林试剂法三种检测方法测定的结果间具有很高的相关性,可以相互换算。   菠萝蛋白酶在避光、低温条件下贮藏的酶活力损失最小。在55℃时具有最高的蛋白酶活性,40℃以上条件下酶活半衰期在2h以内,其热变性温度在55℃和60℃之间。金属离子对菠萝蛋白酶的酶活力具有影响,Ca2+引起的酶的失活速度最快;Fe2+和Cu2+对酶活力影响最大。半胱氨酸的最佳添加量为0.010%,使酶液的蛋白酶剩余活力再24h时比空白高2倍;焦亚硫酸钠的最佳添加量为0.10%。   菠萝茎和菠萝皮的含水量都达到85%以上,但菠萝茎的榨汁率比菠萝皮的榨汁率低。菠萝皮和菠萝茎中的糖分含量占总干重的80%左右,其中菠萝茎中淀粉占总糖份量的一半。离心可以有效去除榨汁中的不溶物质及菠萝茎中的淀粉,能部分去除果胶,对一些大分子悬浮物质去除困难。过滤工艺可以更完全的去除菠萝榨汁中的杂质。超滤工艺可以得到较高活力的菠萝蛋白酶浓缩液,蛋白得率可接近95%。   菠萝蛋白酶的最佳干燥工艺是采用喷雾干燥、真空干燥串联工艺。喷雾干燥条件为:进料量350ml/h、空气流量0.6m3/min、喷雾压力14KPa、进风温度160℃、出风温度60℃;真空干燥条件为:干燥温度40℃,干燥时间8h。所制得酶粉的酶活性得率为47.1%,最后产品含水量为5.83%。   海藻糖、葡萄糖和脱脂乳对菠萝蛋白酶冷冻干燥的保护效果最好,使用正交优化出最佳冻干保护剂配比:脱脂乳0.1%、糊精0.1%、海藻糖0.05%、蔗糖0.1%;使用此保护剂的冻干酶活得率为99.8%,贮藏90天后的酶活得率为98.3%。
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