9001-00-7 / 菠蘿蛋白酶的應(yīng)用

背景^[1-3]

菠蘿蛋白酶又稱菠蘿酶。由菠蘿汁、皮等提取的巰基蛋白酶。淺黃色無(wú)定形粉末，微有特異臭。分子量33000。對(duì)酪蛋白、血紅蛋白、BAEE的最適pH值是6～8，對(duì)明膠是pH值5.0。酶活性受重金屬抑制。略溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿和乙醚。它優(yōu)先水解堿性氨基酸(例如精氨酸)或芳香族氨基酸(例如苯丙氨酸、酪氨酸)的羧基側(cè)上的肽鏈，選擇性水解纖維蛋白，可分解肌纖維，而對(duì)纖維蛋白原作用微弱。可用于啤酒澄清、藥用助消化和抗炎消腫。

菠蘿蛋白酶

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(duì)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。

菠蘿蛋白酶的作用：

1、抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)

經(jīng)相關(guān)臨床研究觀察表明，菠蘿蛋白酶能抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。

2、對(duì)心血管疾病的防治

菠蘿蛋白酶作為蛋白水解酶對(duì)心血管疾病的防治是有益的。它能抑制血小板聚集引起的心臟病發(fā)作和中風(fēng)，緩解心絞痛癥狀，緩和動(dòng)脈收縮，加速纖維蛋白原的分解。

3、用于燒傷脫痂

菠蘿蛋白酶能選擇性地除皮，使新皮移植得以盡早進(jìn)行。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，菠蘿蛋白酶對(duì)鄰近的正常皮膚無(wú)不良影響。局部使用抗生素不影響菠蘿蛋白酶的效果。

4、消炎作用

菠蘿蛋白酶在各種組織中能有效地治療炎癥和水腫（包括血栓靜脈炎、骨骼肌損傷、血腫、口腔炎、糖尿病人潰瘍及運(yùn)動(dòng)損傷），菠蘿蛋白酶具有激活炎癥反應(yīng)的潛力。菠蘿蛋白酶還可治療腹瀉。

5、增進(jìn)藥物吸收

將菠蘿蛋白酶與各種抗生素（如四環(huán)素，阿莫西林等）聯(lián)用，能提高其療效。相關(guān)研究表明,它能促進(jìn)抗生素在感染部位的傳輸，從而減少抗生素的用藥量。據(jù)推斷，對(duì)于抗癌藥物，也有類似的作用。此外，菠蘿蛋白酶能促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

應(yīng)用^[4][5]

用于醋酸纖維素微球的制備及吸附菠蘿蛋白酶的研究

通過(guò)一步法合成1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽（[Amim]Cl）離子液體,采用酸堿法從蔗渣纖維素中提取了纖維素,并通過(guò)均相法對(duì)纖維素進(jìn)行改性得到醋酸纖維素。以醋酸纖維素為原料,1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽（[Amim]Cl）離子液體作為溶劑,并通過(guò)反相懸浮法制備醋酸纖維素微球,以再生醋酸纖維素微球?yàn)槲絼?菠蘿蛋白酶為吸附模型,研究多個(gè)因素對(duì)吸附過(guò)程的影響。

主要研究結(jié)論如下:1.研究了以醋酸纖維素為原料、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽（[Amim]Cl）離子液體為溶劑,采用反相懸浮法制備再生醋酸纖維素微球。研究了醋酸纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體系溫度、攪拌速度、連續(xù)相用量因素對(duì)再生醋酸纖維素微球粒徑分布范圍的影響;并在單因素的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)3因素4水平的正交試驗(yàn),結(jié)果表明:再生醋酸纖維素微球的最佳制備工藝為:醋酸纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%,攪拌速度650r/min,反應(yīng)溫度80℃。影響粒徑分布范圍的因素大小順序?yàn)?醋酸纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)>攪拌速度>反應(yīng)溫度。

2.研究了采用粒度分析儀、傅里葉紅外光譜（FT-IR）、X射線衍射（XRD）、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（SEM）等對(duì)優(yōu)化條件下制備的再生醋酸纖維素微球進(jìn)行表征,結(jié)果表明:再生醋酸纖維素微球的晶型由晶型I轉(zhuǎn)變?yōu)榫虸I,晶型I為蔗渣纖維素,晶型II為醋酸纖維素,醋酸纖維素微球具有多孔結(jié)構(gòu)。

3.研究了以反向懸浮法制備的再生醋酸纖維素微球?yàn)槲絼?菠蘿蛋白酶為吸附模型,研究溶液p H值、菠蘿蛋白酶的初始濃度、反應(yīng)溫度、吸附時(shí)間因素對(duì)吸附過(guò)程的影響。結(jié)果表明:吸附時(shí)間為240min,震蕩溫度為40℃,溶液的初始濃度為1200mg/L,溶液p H值為9.0的條件下再生醋酸纖維素微球?qū)Σぬ}蛋白酶的吸附量為469.1mg/g。

4.研究了對(duì)吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬,模擬結(jié)果表明,再生醋酸纖維素微球?qū)Σぬ}蛋白酶的吸附過(guò)程更符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。等溫吸附模型參數(shù)表明再生醋酸纖維素微球?qū)Σぬ}蛋白酶的吸附符合Langmuir等溫吸附模型,屬于單層吸附。根據(jù)熱力學(xué)參數(shù)中?G<0時(shí),表明吸附過(guò)程是自發(fā)進(jìn)行的;ΔS>0,說(shuō)明吸附過(guò)程是吸熱反應(yīng),升高溫度有利于吸附;ΔH>0,且高于40KJ.mol-1,本實(shí)驗(yàn)的ΔH為50.78KJ.mol-1,絕對(duì)值大于40KJ.mol-1,表明吸附過(guò)程中主要作用力為化學(xué)鍵力,說(shuō)明化學(xué)吸附占主要作用。動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明,再生醋酸纖維素微球?qū)Σぬ}蛋白酶的吸附符合Mckey二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型。

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