Purification of the enzyme bromelain from pineapple waste for stability study in dermatological bases

A bromelina é uma enzima proteolítica encontrada em tecidos vegetais como casca, talo, fruta e folhas de espécies da família Bromeliaceae, incluindo o abacaxi (Ananas comosus). É uma enzima conhecida por seus efeitos terapêuticos, sendo usadas em tratamentos de vários problemas de saúde, como desordens digestivas, feridas, queimaduras e inflamações. Este trabalho teve como objetivo a purificação da enzima bromelina de casca de abacaxi e sua posterior aplicação em bases dermatológicas. Foi demonstrado que é possível purificar bromelina extraída de casca de abacaxi, um resíduo da indústria alimentícia, através de um processo de recuperação e purificação, incluindo precipitação por sulfato de amônio (40- 80%), seguido de dessalinização e liofilização, com 75% de recuperação da atividade. Cromatografia de troca iônica com dietilaminoetil-agarose (DEAE-Sepharose) separou polissacarídeos da enzima e esta foi recuperada na etapa de eluição, mantendo sua atividade enzimática. A enzima foi incorporada em creme e loção Lanette, gel de Carbopol e creme e loção da Chemyunion na concentração de 5 mg de enzima por mL de base dermatológica. Essas bases foram submetidas ao teste de centrifugação e teste de estabilidade acelerada durante 90 dias a 25ºC (com e sem a incidência de luz solar), 37ºC e 4°C, a fim de avaliar a estabilidade da bromelina nas bases dermatológicas. As formulações permaneceram estáveis quanto a suas características organolépticas (aspecto, cor, odor, sensibilidade ao tato) apenas quando mantidas a 4°C, com atividade remanescente de 84,9%, 73,8%, 95,5%, 77,7% e 72,3% após 90 dias de teste em creme e loção Lanette, gel de Carbopol e creme e loção da Chemyunion, respectivamente. Baseando-se nestes resultados, foi possível purificar bromelina de casca de abacaxi e incorporá-la em bases dermatológicas mantendo se sua atividade mais estável quando estas bases foram mantidas em geladeira a 4ºC.Bromelain is a proteolytic enzyme found in vegetable tissues like peel, stem, fruit and leaves of the Bromeliaceae family including pineapple (Ananas comosus). Bromelain is known for its therapeutic effects, being useful in the treatment of several health problems such as digestive disorders, burns and inflammation. This work aimed the purification of the enzyme bromelain from pineapple peel for potential therapeutic application in dermatological bases. It was shown that it is possible to purify bromelain extracted from pineapple peel, a waste in food industry, in a downstream processing, including ammonium sulfate precipitation (40-80%), followed by desalting and freeze-drying with a 75% activity recovery. Ion exchange chromatography on diethylaminoethyl-agarose (DEAE-Sepharose) was able to separate polysaccharides from the enzyme, which was recovered in the elution step, maintaining its enzymatic activity. The enzyme was then incorporated in Lanette cream and lotion, Carbopol gel and Chemyunion cream and lotion at a concentration of 5 mg enzyme per mL of dermatological bases. These bases were subjected to centrifugation test and accelerated stability test during 90 days at 25°C (with and without sunlight), 37°C and 4°C, in order to evaluate bromelain stability in a dermatologic formulation. The formulations were stable as its organoleptic characteristics (appearance, color, smell and sensitivity to touch) only when kept at 4ºC with activity remaining 84.9%, 73.8%, 95.5%, 77.7 % and 72.3% after 90 days of testing in Lanette cream and lotion, Carbopol gel and Chemyunion cream and lotion, respectively. Based on the results, it was possible to purify bromelain from pineapple peel and to incorporate it in dermatological bases maintaining the activity stabler when these bases were kept in refrigerator at 4ºC