菠蘿蛋白酶的提取及應(yīng)用

□ 田 欣 張藝凡 沈陽工學(xué)院

菠蘿蛋白酶的提取及應(yīng)用

□ 田 欣 張藝凡 沈陽工學(xué)院

菠蘿蛋白酶又稱菠蘿酶，具有燒傷治療、嫰化肉類的作用，因此在醫(yī)療和食品兩方面都受到很大的歡迎。本文從菠蘿酶的提取方法和菠蘿酶的應(yīng)用價值進(jìn)行論述。

菠蘿蛋白酶；提??；應(yīng)用價值

菠蘿酶是從菠蘿中提取的一類水解蛋白酶的總稱，主要存在于菠蘿的莖、果實和果皮中。由于其具有特殊的生理作用，吸引了人們，并使人們對其展開了一系列的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它在醫(yī)療和化工方面都有很大的利用價值。本文綜述了菠蘿蛋白酶的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、工業(yè)生產(chǎn)性狀和實驗室提取的工藝，并介紹了其在醫(yī)療方面的應(yīng)用和食品行業(yè)的發(fā)展前景。

1 菠蘿酶的組成及理化性質(zhì)

1.1 菠蘿酶的組成

菠蘿酶是由至少5種以上不同分子量和分子結(jié)構(gòu)的水解蛋白酶構(gòu)成的酶系[1]。此外，還包括巖藻糖、木糖、N-乙酰葡萄胺和甘露糖，它的分子結(jié)構(gòu)中還有一個寡糖分子，且共價連接在肽鏈上。

1.2 菠蘿酶的理化性質(zhì)

菠蘿酶的分子量為30 000～33 000，等電點為9.55，在280 nm波長處酶液的吸收值最大。0.051%濃度的酶液在280 nm的光OD值達(dá)0.984。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[2]。而且分子中有4個N-乙?；陌被禾?，含糖2.1%，分子中有285個氨基酸殘基，含氮量為15.88%。

菠蘿酶是一種高活性的酶，易受溫度、pH值、金屬離子等的影響。菠蘿酶在30 ℃、pH 7左右，提取率最高。因為金屬離子對菠蘿酶有一定的影響，所以再生產(chǎn)過程中常為了保護酶的活性而加入EDTA、Vc等活性保護劑。

2 菠蘿酶的提取

2.1 菠蘿酶的工業(yè)提取方法

目前，工業(yè)化生產(chǎn)酶的方法有高嶺土吸附法、單寧沉淀法和超濾濃縮法。這三種方法中高嶺土吸附法所得的菠蘿酶活性較高但生產(chǎn)工藝和操作都比較復(fù)雜且消耗量大回收率低；丹寧沉淀法操作比較簡單但回收率低，生產(chǎn)過程中對環(huán)境也有較大的破壞，提取的菠蘿酶活性也不高；超濾濃縮法條件溫和，提取率高對環(huán)境沒有較大的污染，提取的菠蘿酶活性高，是人們研究和進(jìn)行大量生產(chǎn)的主要方法。

2.2 菠蘿蛋白酶的提取新工藝

利用超濾濃縮法進(jìn)行菠蘿酶的提取，在實驗中通過對實驗操作和實驗條件的改善。用菠蘿下腳料和乙醇進(jìn)行提取。

實驗步驟：菠蘿下腳料→研磨（添加0.08%纖維素酶）→攪拌（PH=7的緩沖溶液30 ℃下攪拌20 min料液比1∶1.5）→汁液去雜質(zhì)（汁液四層紗布過濾）→4 000 r/min離心15 min→上清液加1.1倍95%乙醇→4 000 r/min離心15 min→濕酶→上清液進(jìn)行低溫冷凍離心→酶制品。

3 菠蘿蛋白酶的應(yīng)用

3.1 菠蘿酶在食品中的應(yīng)用

在食品行業(yè)中，菠蘿酶被用作食品添加劑應(yīng)用于食品中，由于特殊的生理功能它能夠分解蛋白質(zhì)、肽和核酸等生物大分子，因此它具有肉質(zhì)嫰化、水解蛋白、澄清啤酒等作用。

菠蘿酶對含有酪氨酸的蛋白質(zhì)有很強的水解能力，可提高肉類的口感。它為人們貯藏、加工和銷售肉類制品提供了良好的渠道。

菠蘿酶常被工業(yè)上用來生產(chǎn)魚露。魚露是在55 ℃下小魚蝦和菠蘿酶在低鹽條件下水解生產(chǎn)制得的，通過此法制得的魚露口味鮮美，營養(yǎng)價值豐富，是制作調(diào)味品的一個良好的方法，也幫助人們改善了傳統(tǒng)的加工工藝方法。

吳鑫穎等[3]以啤酒廢酵母為原料，利用菠蘿酶酶解，并對其進(jìn)行分離、純化和干燥等，最終得到了啤酒廢酵母活性肽，并探索出了啤酒廢酵母活性肽獲取的最佳條件。

3.2 菠蘿酶在醫(yī)療方面的應(yīng)用

近幾年來國內(nèi)外許多醫(yī)學(xué)專家在醫(yī)療領(lǐng)域方面做了大量的研究。結(jié)果表明，菠蘿酶在醫(yī)學(xué)方面起到了很大的作用。大量的動物實驗表明，菠蘿酶對淋巴細(xì)胞的免疫作用具有一定的作用，能加速肌纖維的分解緩解心絞痛和中風(fēng)，能夠預(yù)防一定的心腦血管疾病。菠蘿酶能加速細(xì)胞組織的愈合速度，對組織性創(chuàng)傷具有一定的療效，醫(yī)療上應(yīng)用于燒傷治療，能選擇性地去除死皮，對正常的皮膚無任何副作用。李乃成[4]用菠蘿酶對豚鼠Ⅲ度燙傷脫痂進(jìn)行研究，菠蘿酶具有良好的脫痂效果。

4 菠蘿酶的應(yīng)用前景

隨著我國農(nóng)業(yè)的大力發(fā)展，菠蘿的產(chǎn)量也在逐年增長，因此會有大量的菠蘿下腳料被浪費。但菠蘿酶作為一種天然的從植物中提取的蛋白酶產(chǎn)品，受到眾多醫(yī)學(xué)研究者和化工研究者的關(guān)注。

菠蘿酶在各個行業(yè)的地位也變得舉足輕重。在醫(yī)療方面，人們對菠蘿酶的純度要求也越來越高，就目前生產(chǎn)方法來說基本上達(dá)不到此要求，因此我們要在提取純化方面不斷改善。在功能性食品中，要求起作用的是某一具體成分，不再是菠蘿酶這一個籠統(tǒng)的概念，因此要不斷研究菠蘿酶具體成分的作用。我國每年需要從國外購買大量的菠蘿酶，如何進(jìn)行高效的提純菠蘿酶成了我們進(jìn)一步需要研究的課題。

[1]吳茂玉,馬超,等.菠蘿蛋白酶的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J].食品科技,2008(8):17-20.

[2]林晨,李諾, 韓琦.菠蘿蛋白酶的藥用功能及其在畜牧業(yè)的應(yīng)用前景[J].中國畜牧獸醫(yī),2005(1):14-16.

[3]吳鑫穎,邱樹毅,等.啤酒廢酵母酶法制備生物活性肽的工藝研究[J].釀酒科技,2008(2):110-113.

[4]李乃成.菠蘿蛋白酶的分離及其脫痂作用的研究[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

田欣（1997—），女，安徽滁州人，本科在讀。研究方向：食品質(zhì)量與安全。