一种精制木瓜蛋白酶的制备方法[发明专利]

[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101570748A [43]公开日2009年11月4日
[21]申请号200810027842.0[22]申请日2008.05.04
[21]申请号200810027842.0
[71]申请人徐闻县美仑生物制品有限公司
地址524132广东省湛江市徐闻县曲界镇仙安村
[72]发明人龙晓鹏 林森 黄忠华 [74]专利代理机构广州市南锋专利事务所有限公司代理人潘献民
[51]Int.CI.C12N 9/50 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 5 页
[54]发明名称
一种精制木瓜蛋白酶的制备方法
[57]摘要
本发明公开了一种精制木瓜蛋白酶的制备方法，
它包括以下步骤：木瓜浆、预处理、碾磨、热交换、
两级离心、微滤、超滤、真空冷冻干燥、粉碎调制、
成品。

本提取方法的特点是：(1)通过预处理、热
交换并保持提取过程在低温条件下进行，能有效减
少长期高温等条件对酶活力降低的影响；(2)通过
碾磨将木瓜酶充分溶解在料液中，利于提高酶提取
回收率；(3)本方法提取的木瓜蛋白酶纯度高、活
力高(最高活力达到300万u/g)、热稳定性好，外观、
理化、微生物限度等指标均达到或超过国内外相关
食品药品标准，通过调制可以生产不同规格的产品，
可被广泛用于医药保健品、食品、美容化妆品、化
工制革等行业和领域；(4)该方法工艺简单、生产
成本低，产量高，可工业化生产。

200810027842.0权 利 要 求 书第1/1页 1、一种精制木瓜蛋白酶的制备方法，它包括以下步骤：木瓜浆→预处理→碾磨→热交换→两级离心→微滤→超滤→真空冷冻干燥→调制、粉碎、成品。

2、根据权利要求1所述的精制木瓜蛋白酶的制备方法，其特征在于：所述的预处理步骤是：对采收的新鲜木瓜浆添加0.5％～1.0％的抗氧化剂，0.5％～1.0％的重金属螯合剂后，充分搅拌20～30分钟。

3、根据权利要求1所述的精制木瓜蛋白酶的制备方法，其特征在于：所述的碾磨步骤是：将预处理的木瓜浆倒入胶体磨中，充分磨碎，得到木瓜酶料液。

4、根据权利要求1所述的精制木瓜蛋白酶的制备方法，其特征在于：所述的热交换步骤是：木瓜酶料液通过板式换热器迅速降低温度至8℃～12℃，并且在此后的提取分离过程通过冷水循环系统维持料液在这个温度范围。

5、根据权利要求1所述的精制木瓜蛋白酶的制备方法，其特征在于：所述的两级离心步骤是：木瓜酶料液通过碟式离心机、管式离心机的不断连续分离，得到澄清的木瓜酶料液。

6、根据权利要求1所述的精制木瓜蛋白酶的制备方法，其特征在于：所述的微滤步骤是：木瓜酶澄清料液通过截留分子量为0.1～0.2u的微滤膜组件去除微生物和大分子量杂质。

7、根据权利要求1所述的精制木瓜蛋白酶的制备方法，其特征在于：所述的超滤步骤是：除菌除杂的木瓜酶料液通过截留分子量为8000～16000的超滤膜组件去除小分子量杂质和水，浓缩料液，体积比为4.0～5.0∶1。

8、根据权利要求1所述的精制木瓜蛋白酶的制备方法，其特征在于：所述的真空冷冻干燥步骤是：将木瓜蛋白酶浓缩液放入真空冷冻干燥机或超低温冰箱(冷库)中速冻至温度为-30℃；开始抽真空，继续维持制冷2小时；将制冷变为加热，缓慢加热使料液温度上升至30℃时即得木瓜蛋白酶干燥固体。

9、根据权利要求1所述的精制木瓜蛋白酶的制备方法，其特征在于：所述的粉碎调制步骤是：木瓜蛋白酶干燥固体经过粉碎、添加辅料、混匀后就可以包装成不同规格的成品。

200810027842.0说 明 书第1/5页
一种精制木瓜蛋白酶的制备方法
技术领域
本发明涉及一种木瓜蛋白酶的制备方法，特别是以木瓜浆为原料，采用碾磨、两级分离、超滤、真空冷冻干燥等组合方法提取精制木瓜蛋白酶，属于生物技术领域。

背景技术
木瓜蛋白酶(Papain)广泛存在于番木瓜茎叶和果实中，以未成熟果实乳汁的含量为最高，可以通过化学方法(沉淀法)和生物技术方法制备而得。

木瓜蛋白酶属植物蛋白酶，简称木瓜酶，因其热稳定性好，对动植物蛋白、脂、酰胺等有非常强的分解能力，可被广泛用于医药保健品、食品、美容化妆品、化工制革等行业和领域。

近年来，对木瓜蛋白酶的提取和应用已经有很多报道，但是目前市场上使用的大多为木瓜蛋白酶粗酶，因为粗酶的提取工艺简单，生产成本低，一般采用热风干燥，制得的木瓜蛋白酶活力只在100万u/g左右；同时，由于其他的精制木瓜蛋白酶生产工艺复杂，生产成本高，不利于精制木瓜蛋白酶的产业化生产，从而也限制了木瓜蛋白酶的在医药保健品和美容化妆品等高端行业的应用。

发明目的
本发明的目的就是为了现有技术中存在的不足，提供一种更适合于精制木瓜蛋白酶产业化生产的方法。

发明内容
由于木瓜浆采收后暴露于空气中，而且南方气温偏高，使得采收到的木瓜浆很快就变成凝胶状态，需要快速添加酶保护剂(抗氧化剂等)，并通过胶体磨的碾磨作用将木瓜酶尽量溶解在料液中，才能利于后续的提取分离；同时整个提取过程料液均在低温条件(8℃～12℃)下进行，减少酶活的损失；整个提取过程快速、高效、节能、环保，利于形成产业化生产。

本发明的目的可以通过以下过程来实现：一种精制木瓜蛋白酶的制备方法，它包括以下步骤：木瓜浆→预处理→碾磨→热交换→两级离心→微滤→超滤→真空冷冻干燥→调制、粉碎、成品。

所述的预处理步骤是：对采收的新鲜木瓜浆添加0.5％～1.0％的抗氧化剂、0.5％～1.0％的重金属螯合剂，充分搅拌20～30分钟。

所述的碾磨步骤是：将预处理的木瓜浆倒入胶体磨中，充分磨碎，得到木瓜酶料液。

所述的热交换步骤是：木瓜酶料液通过板式换热器迅速降低温度至8℃～12℃，并且在此后的提取分离过程通过冷水循环系统维持料液在这个温度范围。

所述的两级离心步骤是：木瓜酶料液通过碟式离心机、管式离心机的不断连续分离，得到澄清的木瓜酶料液。

所述的微滤步骤是：木瓜酶澄清料液通过截留分子量为0.1～0.2u的微滤膜组件去除微生物和大分子量杂质。

所述的超滤步骤是：除菌除杂的木瓜酶料液通过截留分子量为g000～16000的超滤膜组件去除小分子量杂质和水，浓缩料液，体积比为4.0～5.0∶1。

所述的真空冷冻干燥步骤是：将木瓜蛋白酶浓缩液放入真空冷冻干燥机或超低温冰箱(冷库)中速冻至温度为-30℃；开始抽真空，继续维持制冷2小时；将制冷变为加热，缓慢加热使料液温度上升至30℃时即得木瓜蛋白酶干燥固体。

所述的粉碎调制步骤是：木瓜蛋白酶干燥固体经过粉碎、添加辅料、混匀后就可以包装成不同规格的成品。

本发明相对现有技术具有如下优点：
(1)通过预处理、热交换并保持提取过程在低温条件下进行，能有效减少长期高温等条件对酶活力降低的影响；
(2)通过胶体磨的磨碎作用将木瓜酶尽量溶到料液中，利于后序的提取。

(3)通过碟式离心机和管式离心机的连续分离得到澄清的木瓜蛋白酶料液。

(4)通过微滤膜组件去除微生物和大分子杂质，保证产品质量。

(5)通过超滤膜组件去除小分子杂质和水分，浓缩料液体积比为4.0～5.0∶1，增加物料比重，降低干燥成本。

(7)采用真空冷冻干燥技术，通过物料中的水变成冰时直接升华被排走，保证酶在干燥过程中在低温条件下进行，减少烘干过程中的酶质量的损失和酶活力的降低。

(8)本方法提取的木瓜蛋白酶纯度高、活力高(最高活力达到300万u/g)、热稳定性好，外观、理化、微生物限度等指标均达到或超过国内外相关食品药品标准，通过调制可以生产不同规格的产品，可被广泛用于医药保健品、食品、美容化妆品、化工制革等行业和领域。

(9)该方法工艺简单、生产成本低，产量高，可工业化生产。

具体实施方式
实施例1
本实施例的精制木瓜蛋白酶制造方法，它包括以下步骤：木瓜浆→预处理→碾磨→热交换→两级离心→微滤→超滤→真空冷冻干燥→调制、粉碎、成品。

具体操作为：采收新鲜木瓜浆，添加0.5％的抗氧化剂、0.5％的重金属螯合剂，充分搅拌20分钟；将预处理的木瓜浆倒入胶体磨中，充分磨碎，得到木瓜酶料液；木瓜酶料液通过板式换热器迅速降低温度至8
℃，并且在此后的提取分离过程通过冷水循环系统维持料液在这个温度范围；木瓜酶料液通过碟式离心机、管式离心机的不断连续分离，得到澄清的木瓜酶澄清料液；木瓜酶澄清料液通过截留分子量为0.1u的微滤膜组件去除微生物和大分子量杂质；除菌除杂的木瓜酶料液通过截留分子量为8000的超滤膜组件去除小分子量杂质和水，浓缩料液，体积比为4.0∶1；将木瓜蛋白酶浓缩液放入真空冷冻干燥机或超低温冰箱(冷库)中速冻至温度为-30℃；开始抽真空，继续维持制冷2小时；将制冷变为加热，缓慢加热使料液温度上升至30℃时即得木瓜蛋白酶干燥固体；木瓜蛋白酶干燥固体经过粉碎、添加辅料、混匀后就可以包装成不同规格的成品，酶的活力高(最高活力为300万u/g)，纯度高、水溶性好，外观、理化、微生物限度等指标均达到或超过国内外相关医药和食品标准。

实施例2
本实施例的精制木瓜蛋白酶制造方法，它包括以下步骤：木瓜浆→预处理→碾磨→热交换→两级离心→微滤→超滤→真空冷冻干燥→调制、粉碎、成品。

具体操作为：采收新鲜木瓜浆，添加1.0％的抗氧化剂、1.0％的重金属螯合剂，充分搅拌30分钟；将预处理的木瓜浆倒入胶体磨中，充分磨碎，得到木瓜酶料液；木瓜酶料液通过板式换热器迅速降低温度至12℃，并且在此后的提取分离过程通过冷水循环系统维持料液在这个温度范围；木瓜酶料液通过碟式离心机、管式离心机的不断连续分离，得到澄清的木瓜酶澄清料液；木瓜酶澄清料液通过截留分子量为0.2u的微滤膜组件去除微生物和大分子量杂质；除菌除杂的木瓜酶料液通过截留分子量为6000的超滤膜组件去除小分子量杂质和水，浓缩料液，体积比为5.0∶1；将木瓜蛋白酶浓缩液放入真空冷冻干燥机或超低温冰箱(冷库)中速冻至温度为-30℃；开始抽真空，继续维持制冷2小时；将制冷变为加热，缓慢加热使料液温度上升至30℃时即得木瓜蛋白酶干燥固体；木瓜蛋白酶干燥固体经过粉碎、添加辅料、混匀后就可以包装成不同规格的成品，酶的活力高(最高活力为300万u/g)，纯度高、水溶性好，外观、理化、微生物限度等指标均达到或超过国内外相关医药和食品标准。

实施例3
本实施例的精制木瓜蛋白酶制造方法，它包括以下步骤：木瓜浆→预处理→碾磨→热交换→两级离心→微滤→超滤→真空冷冻干燥→调制、粉碎、成品。

具体操作为：采收新鲜木瓜浆，添加0.6％的抗氧化剂、0.6％的重金属螯合剂，充分搅拌25分钟；将预处理的木瓜浆倒入胶体磨中，充分磨碎，得到木瓜酶料液；木瓜酶料液通过板式换热器迅速降低温度至10℃，并且在此后的提取分离过程通过冷水循环系统维持料液在这个温度范围；木瓜酶料液通过碟式离心机、管式离心机的不断连续分离，得到澄清的木瓜酶澄清料液；木瓜酶澄清料液通过截留分子量为0.15u的微滤膜组件去除微生物和大分子量杂质；除菌除杂的木瓜酶料液
通过截留分子量为10000的超滤膜组件去除小分子量杂质和水，浓缩料液，体积比为4.5∶1；将木瓜蛋白酶浓缩液放入真空冷冻干燥机或超低温冰箱(冷库)中速冻至温度为-30℃；开始抽真空，继续维持制冷2小时；将制冷变为加热，缓慢加热使料液温度上升至30℃时即得木瓜蛋白酶干燥固体；木瓜蛋白酶干燥固体经过粉碎、添加辅料、混匀后就可以包装成不同规格的成品，酶的活力高(最高活力为300万u/g)，纯度高、水溶性好，外观、理化、微生物限度等指标均达到或超过国内外相关医药和食品标准。

实施例4
本实施例的精制木瓜蛋白酶制造方法，它包括以下步骤：木瓜浆→预处理→碾磨→热交换→两级离心→微滤→超滤→真空冷冻干燥→调制、粉碎、成品。

具体操作为：采收新鲜木瓜浆，添加0.8％的抗氧化剂、0.8％的重金属螯合剂，充分搅拌30分钟；将预处理的木瓜浆倒入胶体磨中，充分磨碎，得到木瓜酶料液；木瓜酶料液通过板式换热器迅速降低温度至11℃，并且在此后的提取分离过程通过冷水循环系统维持料液在这个温度范围；木瓜酶料液通过碟式离心机、管式离心机的不断连续分离，得到澄清的木瓜酶澄清料液；木瓜酶澄清料液通过截留分子量为0.18u的微滤膜组件去除微生物和大分子量杂质；除菌除杂的木瓜酶料液通过截留分子量为12000的超滤膜组件去除小分子量杂质和水，浓缩料液，体积比为4.8∶1；将木瓜蛋白酶浓缩液放入真空冷冻干燥机或超低温冰箱(冷库)中速冻至温度为-30℃；开始抽真空，继续维持制冷2小时；将制冷变为加热，缓慢加热使料液温度上升至30℃时即得木瓜蛋白酶干燥固体；木瓜蛋白酶干燥固体经过粉碎、添加辅料、混匀后就可以包装成不同规格的成品，酶的活力高(最高活力为300万u/g)，纯度高、水溶性好，外观、理化、微生物限度等指标均达到或超过国内外相关医药和食品标准。

实施例5
本实施例的精制木瓜蛋白酶制造方法，它包括以下步骤：木瓜浆→预处理→碾磨→热交换→两级离心→微滤→超滤→真空冷冻干燥→调制、粉碎、成品。

具体操作为：采收新鲜木瓜浆，添加0.9％的抗氧化剂、0.9％的重金属螯合剂，充分搅拌25分钟；将预处理的木瓜浆倒入胶体磨中，充分磨碎，得到木瓜酶料液；木瓜酶料液通过板式换热器迅速降低温度至9℃，并且在此后的提取分离过程通过冷水循环系统维持料液在这个温度范围；木瓜酶料液通过碟式离心机、管式离心机的不断连续分离，得到澄清的木瓜酶澄清料液；木瓜酶澄清料液通过截留分子量为0.12u的微滤膜组件去除微生物和大分子量杂质；除菌除杂的木瓜酶料液通过截留分子量为15000的超滤膜组件去除小分子量杂质和水，浓缩料液，体积比为4.9∶1；将木瓜蛋白酶浓缩液放入真空冷冻干燥机或超低温冰箱(冷库)中速冻至温度为-30℃；开始抽真空，继续维持制冷2小时；将制冷变为加热，缓慢加热使料液温度上升至30℃时即得
木瓜蛋白酶干燥固体；木瓜蛋白酶干燥固体经过粉碎、添加辅料、混匀后就可以包装成不同规格的成品，酶的活力高(最高活力为300万u/g)，纯度高、水溶性好，外观、理化、微生物限度等指标均达到或超过国内外相关医药和食品标准。

实施例6
本实施例的精制木瓜蛋白酶制造方法，它包括以下步骤：木瓜浆→预处理→碾磨→热交换→两级离心→微滤→超滤→真空冷冻干燥→调制、粉碎、成品。

具体操作为：采收新鲜木瓜浆，添加0.7％的抗氧化剂、0.7％的重金属螯合剂，充分搅拌30分钟；将预处理的木瓜浆倒入胶体磨中，充分磨碎，得到木瓜酶料液；木瓜酶料液通过板式换热器迅速降低温度至10℃，并且在此后的提取分离过程通过冷水循环系统维持料液在这个温度范围；木瓜酶料液通过碟式离心机、管式离心机的不断连续分离，得到澄清的木瓜酶澄清料液；木瓜酶澄清料液通过截留分子量为0.2u的微滤膜组件去除微生物和大分子量杂质；除菌除杂的木瓜酶料液通过截留分子量为14000的超滤膜组件去除小分子量杂质和水，浓缩料液，体积比为4.1∶1；将木瓜蛋白酶浓缩液放入真空冷冻干燥机或超低温冰箱(冷库)中速冻至温度为-30℃；开始抽真空，继续维持制冷2小时；将制冷变为加热，缓慢加热使料液温度上升至30℃时即得木瓜蛋白酶干燥固体；木瓜蛋白酶干燥固体经过粉碎、添加辅料、混匀后就可以包装成不同规格的成品，酶的活力高(最高活力为300万u/g)，纯度高、水溶性好，外观、理化、微生物限度等指标均达到或超过国内外相关医药和食品标准。

本发明不限于以上实施方式，只要是本发明书提及的方案均是可以实施的。