木瓜蛋白酶在食品加工中的应用

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1、木瓜蛋白酶在食品加工中的应用食品科学与工程学院摘要：木瓜蛋白酶具有较强的蛋白酶水解能力，还具有凝乳、解脂和溶菌活力，是能作用于各类蛋白质的纯天然产物。又具有耐高温、活性强、稳定性好、蛋白质水解能力强等特性，其用途很多，目前已广泛的应用于各个行业。现对木瓜蛋白酶的结构和组成及其在食品工业中的应用进行简单介绍。关键词：木瓜蛋白酶；特性；结构；应用木瓜蛋白酶主要存在于番木瓜茎叶与果实中，未成熟果实的乳汁中含量最高，因其稳定性好，蛋白水解能力强，并且对多种蛋白质均具有较好的降解作用，目前已被广泛地应用于诸多行业。在食品行业中，用于肉类嫩化、啤酒澄清、饲料添加剂和鱼类加工；在工业行业中，用于明

2、胶制造、蚕茧脱胶皮革脱毛等；在医疗卫生行业中、用于驱肠虫剂、治疗消化不良、各种炎症以及水肿等疾病。现主要介绍木瓜蛋白酶在食品加工中的应用。1木瓜蛋白酶的概述木瓜酶是一种运用很广泛的植物蛋白酶，纯天然，安全无毒素，在食品加工业中应用广泛，属于食品添加剂，已在啤酒酿造和肉类嫩化等行业被普遍应用。利用木瓜酶的酶促反应，可把食品中的大分子的营养物质（如蛋白质、脂肪、麦芽糖、纤维素等）水解成小分子的氨基酸或多肽等，有助消化，易于人体吸收，十分适合体弱或消化系统疾病患者的营养需要，更利于老人、儿童、病人的消化吸收；木瓜酶能有效转化肉质汤料，用于生产高级方便食品。可制成肉类嫩化剂、酒类澄清剂、饼干

3、松化剂、高级口服液、保健食品、营养食品等。由于酶促反应的专一特性，使得应用木瓜酶制剂的食品加工过程中副产品极少，更便于产品的提纯和简化工艺步骤；木瓜酶反应条件温和、催化效率高、安全性高、能有效降低食品生产成本，提高食品质量，增加收入。2木瓜蛋白酶的组成与结构未成熟番木瓜果实中含有木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶A、木瓜凝乳蛋白酶B、木瓜肽酶B等多种蛋白水解酶。且已知4种半胱氨酸蛋白酶的一级结构具有高度的同源性。其中木瓜蛋白酶属巯基蛋白酶可水解蛋白质和多肽中精氨酸和赖氨酸的羧基端，并能优先水解在肽键的N端具有2个羧基的氨基酸或芳香L氨基酸的肽键。木瓜蛋白酶是一种蛋白水解酶，分子量为27000

4、u，由一种单肽链组成，含有212个氨基酸残基。至少有3个氨基酸残基存在于酶的活性中心部位，它们分别是Cys25、His159和Asp158，另外6个半胱氨酸残基形成了三对二硫桥，且都不在活性部位。3木瓜蛋白酶的制备及保存木瓜蛋白酶的制备是将未成熟番木瓜果实割取乳液去杂，在室温下加入半胱氨酸溶液在研钵中充分磨匀，静置后取上清液即为粗制酶，其水溶液呈混浊状，然后在通过离心去杂的上清液中加入硫酸铵分级分离得沉淀，加入半胱氨酸溶液后经盐析重结晶干燥得精制酶。木瓜蛋白酶室温贮存活力稳定性与活力高低呈反比，正常使用时造成活力下降的主要因素为干燥失重、温度和空气氧化。粗制酶比精制酶稳定，热风吹干和

5、喷雾干燥的酶比冷冻干燥的酶稳定，因此酶应存放在低于十度条件下，为了避免木瓜蛋白酶失活，可以加入适量EDTA、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等保护剂，用于医药行业则需进一步纯化。4木瓜蛋白酶在食品行业中的应用4.1豆类食品大豆蛋白营养价值较高，其中必需氨基酸含量在植物蛋白中较为合理，并有良好的胶凝、乳化、起泡能力，但大豆蛋白在使用过程中存在着在等电点易沉淀、粘度随浓度增高而迅速升高等不利因素。研究发现，用酶改性来改善大豆蛋白的理化性质效果较好。木瓜蛋白酶适用于大豆蛋白改性，但水解效率较低、易失活，为充分发挥木瓜蛋白酶的水解效率，添加半胱胺酸、亚硫酸钠、异VC钠等添加剂对其起到保护作用。在传统的

6、豆腐制作工艺中，采用加热法使大豆蛋白质展开。而在酶法凝固工艺中，木瓜蛋白酶在特定水解条件下，其体系中游离氨基和蛋白质表面疏水性发生变化。在豆腐凝胶形成过程中，首先是大豆蛋白质适当展开，使原本处于蛋白质分子内部的-SH、-S-S-和疏水性氨基酸暴露，然后通过蛋白质分子间的相互作用使蛋白质聚集形成凝胶。巫庆华研究表明，木瓜蛋白酶可使大豆蛋白质凝固，酶反应条件为85℃、7.5％蛋白质浓度，用量为510酶活力单位/g蛋白质,胶凝时间为221.1s木瓜蛋白酶在大豆蛋白质分子间的相互疏水方面起着重要的作用。利用木瓜酶的酶促反应，可把食品中的大分子的营养物质（如蛋白质、脂肪、麦芽糖、纤维素等）水解

7、成小分子物质（如氨基酸或多肽等）。可制成营养蛋白食品、胶水、高级口服液、膨化食品等。由于酶促反应的专一特性，使得应用木瓜酶制剂的食品加工过程中副产品极少，更便于产品的提纯和简化工艺步骤（如回收副产品，制造新的食品，提高提取的速度和产量，改进风味和食品质量等）。此外，还有反映条件温和、催化效率高、安全性高、在生产过程中不产生腐蚀性物质和毒物等特殊的优越性。4.2肉类食品嫩化肉类的水解酶可大致分为3类：（1）植物蛋白酶类，如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶