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影响菠萝蛋白酶活力主要因素的研究

潘江球  
【摘要】: 本文用超滤法从菠萝果实中提取高纯度菠萝蛋白酶,其活力达50-140×10~4u/g。用化学分析、红外光谱和热分析研究了光、热、pH值、水分、添加剂对菠萝蛋白酶活力稳定性的影响,得到了菠萝蛋白酶变性热焓、变性温度以及不同水分含量时的变性温度曲线,并求出了菠萝蛋白酶热失活动力学参数。结果表明:光对菠萝蛋白酶贮存过程中的稳定性影响明显,室温贮存10天后,避光和无避光酶活力保留率相差10%。菠萝蛋白酶在pH4.0-5.5时,酶活力较稳定,pH5.0时酶活稳定性最好。随着贮存温度的升高,菠萝蛋白酶活力保留率明显下降。菠萝蛋白酶液在30-60℃之间,活力保留率(R)与贮存温度(T)呈线性关系R=121.6-1.493T。粉状菠萝蛋白酶在70℃前加热活力下降幅度较小,在70℃以上加热,酶活力急剧下降。DSC研究结果表明,菠萝蛋白酶的平衡热变性温度为85.2℃,变性热焓为71.1J/g,水分含量对菠萝蛋白酶热变性温度影响明显,当水分含量为0至20%时,变性温度由84.09℃降为30.48℃,水分含量为20-60%,变性温度为30-35℃。红外光谱(IR)研究表明,菠萝蛋白酶在80℃下加热后,其图谱无大变化,说明其一级结构没有改变,变性可能是由于二级或三级结构变化等原因所致。研究了半胱氨酸与维生素C对菠萝蛋白酶的保护作用,结果表明半胱氨酸的稳定化作用与保护作用都优于维生素C。苯甲酸钠是菠萝蛋白酶的防腐剂,加入量为0.05%。EDTA可以消除有害金属影响,使菠萝蛋白酶活力保持率得到显著改善。β-环糊精和B-1都是高分子型菠萝蛋白酶稳定剂,能明显提高酶活力保留率。由半胱氨酸、β-环糊精和EDTA组成的复合稳定剂对菠萝蛋白酶稳 定性的影响相当明显。菠萝蛋白酶热失活动力学研究结果表明,在30oC下的热失 活速率常数K。,。=0.2897八,酶的热失活半衰期T。,;=2.39h;45OC时K:;;。=0.5787/h, T.;。=1.20h 60 oC时 K”。=1.245/h,T。。=0.557h。菠萝蛋白酶的热失活活化能AE. (30-45oC)为36.gkJ/mol,频率因子A,=8.39x10‘/h;A巳(45-60oC)为22.5 kJ/mol,A。=4.23xl0’/h。菠萝蛋白酶力入 B-1稳定齐后,酶失活速率常数变刁, 半衰期延长,活化能增加,从而使酶的稳定性提高。


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