Purification of the residue of bromelain from pineapple (Ananas comosus l.Merril) by precipitation integrated into an aqueous (PEG / ammonium sulfate) non conventional

Bromelina é o nome genérico dado ao conjunto de endopeptidases oriundas dos membros pertencentes à família Bromeliaceae, à qual pertence o abacaxi (Ananas Comosus). Devido aos importantes papéis fisiológicos que desempenham, estas enzimas oferecem um amplo espectro de aplicações terapêuticas comprovadas (ação anti-inflamatória, antitumoral; adjuvante na cicatrização; aumento na capacidade cardiorrespiratória, etc.), além de serem utilizadas por indústrias alimentícias no processamento de carnes. Atualmente, a bromelina é preparada através da ultrafiltração, centrifugação e liofilização do suco refrigerado de abacaxi, que produz um pó amarelado com 40% de teor de proteína e pouquíssima atividade biológica. Este trabalho se concentra em estudar a viabilidade da aplicação de sistemas bifásicos aquosos não convencionais na purificação da bromelina a partir do resíduo do processamento do abacaxi. Comparativamente aos sistemas bifásicos convencionais, esta técnica se difere devido à integração entre as metodologias convencionais de extração líquido-líquido e precipitação fracionada. Como resultado, têm-se uma redução do conteúdo protéico do extrato sem perda significativa de atividade através da remoção de moléculas indesejadas. Inicialmente avaliou-se a influência da massa molar e concentração do polímero utilizado, além da saturação de sulfato de amônio, no rendimento da recuperação da bromelina e no fator de purificação obtido. Posteriormente estas variáveis foram otimizadas através de dois planejamentos experimentais consecutivos. Os melhores resultados para o fator de purificação (11,80 vezes) e para o rendimento de recuperação da bromelina (87,36%) foram atingidos utilizando PEG com massa molar de 4000; concentração de PEG de 10,86% (m/m) e saturação de sulfato de amônio de 36,21%.Bromelain is the general name given to the group of endopeptidases found in pineapple (Ananas comosus) as well as all proteases derived from members of the family Bromeliaceae. Due to its important physiological role, these enzymes offer a wide spectrum of proven therapeutic applications (anti-inflammatory, anticancer and fibrinolytic activities; reduction of healing time, increase of cardiorespiratory fitness, etc), besides being used for the meat processing in food industries. Nowadays, bromelain is prepared from cooled pineapple juice by centrifugation, ultrafiltration and lyophilisation. This process yields a yellowish powder with 40% of protein content. This paper focuses on the feasibility of unconventional aqueous two-phase systems (ATPS) for bromelain purification from pineapple processing waste. The main difference in comparison to conventional systems is the integration of the liquid-liquid extraction technique with fractional precipitation, which can decrease the protein content with no loss of biological activity by removing of unwanted molecules. The initial study evaluated the influence of molar mass and polymer concentration used, besides of ammonium sulphate saturation, in recovery yield of bromelain and achieved purification factor. Posteriorly, these variables were optimized through of two consecutives designs of experiments. The best results for the purification factor (11.80 times) and for recovery yield of bromelain (87.36%) were achieved using PEG with molecular weight of 4000, concentration of PEG of 10.86% (m / m ) and ammonium sulfate saturation of 36.21%