木瓜蛋白酶拍勺研究进展.doc

木瓜蛋白酶拍勺研究进展 惠丽娟 (勃海大学生物与食品科学学院,辽宁佛州121000) 摘耍:木瓜蛋白阵足一类筑基蛋白降,大1存在于木瓜乳汁中。对其组成成分、结构、制备、及在食品上的应用千方面的研究进展进行了综述。 关.键词:木瓜蛋白踌;食品应用 stract:PaPain15asulthydrylProteasefromthelatexofthePaPayafruit.ThePaPersummarizedtheresearehdeveloPmentaboutitseomPosition,strueture,Proeessingandusinginfood.Ke,word。:PaPain:Usinginfood 木瓜蛋白酶又称木瓜酶,是一类琉基蛋白酶。广泛地存在于番木瓜(Carieapapaya)的根、茎、叶和果实内,其 中在未成熟的乳汁中含量最丰富川。它具有酶活高、热稳定 性好、天然卫生安全等特点,因此在食品、医药、饲料、日化、皮革及纺织等行业得到广泛应用。1木瓜蛋白.的组分 工业用的木瓜蛋白酶一般都是未经纯化的多酶体系。由木瓜乳胶提取粗制酶,除含有木瓜蛋白酶外,还含有半耽氨酸蛋白酶、纤维素酶、溶菌酶、谷氨酞胺以及低相对分子质量的疏基化合物,还有葡萄糖酶等。其中大部分都是疏基蛋白酶,主要的种组分是木瓜凝乳酶和木瓜蛋白酶!,,。 2木瓜蛋白I的结构 木瓜乳汁中四种已知半肤氨酸蛋白酶的一级结构具有 高度同源性,其氨基酸数目和同源性比较如表1所示。除chym叩aPain含有8个半肤氨酸外,其余三种酶都只含有7个 半肤氨酸。25位的流基是活性位点,不参与二硫键的形成(ehymopapain的117位琉基也不参与二硫键的形成),其余疏基以相同的方式形成三个二硫键,具有同样的保守性。 人们在不同清晰度下得到了四种酶的X一射线结构。四种酶的肤链折叠方式相似,形成两个大小相同、构型不同的区域。个是由a一螺旋构成的L一区,另一个是由大量反向 平行的片层构成的R一区。活性位点氨基酸残基Cys25,Asnl79和Hisl59就位于这些区域的表面,其中Cys25位于 L一区起始a一螺旋上。木瓜蛋白酶家族的Cys25,Gly23, Gly65形成的S。亚部位是一个大口袋,对底物专一性影响较小;S亚部位由于酶不同其氨基酸组成不同,几何形状亦不同,对酶的性质影响较大『’3,。 裹1四种蛋白.奴基.橄目和同派性比较 3木瓜蛋白醉的创备 木瓜蛋白酶的生产以番木瓜未成熟果实的新鲜乳汁为原科,因番木瓜种植区主要分布在经济不发达地区,所以蛋白酶生产工艺相对落后。乙引等就木瓜蛋白酶生产工艺中的几个重要环节进行了研究,采用烘干法、丹宁沉降法等制备木瓜蛋白酶。试验结果表明,在制备木瓜蛋白酶的过程中,要提高酶的质和量必须加入酶恬性保护剂,去除杂质,同时干燥过程中温度不宜过高.常用的酶保护剂有 EDTA、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等〔‘,。刘叶青等人采用无毒的絮凝剂f。一l与无机助凝剂fc一 2对木瓜乳胶预处理,然后用中空纤维超滤膜进行超滤浓 缩,使木瓜蛋白酶得到了有效的纯化5,。齐杰等人用SephadexG100凝胶层析即得到T一定比活的木瓜蛋白酶,总活力回收为106.2%!61。 4木瓜蛋白.的.定化 通过对木瓜蛋白酶的固定化可以使其反复利用,并且 避免其在酸碱和有机介质中失活,在医药上用固定化的木瓜蛋白酶可以减小其副作用.常用的固定化方法有吸附、载体交联和包埋法‘”。王海英等用甲壳质为固定化载体,戊二醛作为交联剂,采用吸附交联法制备固定木瓜蛋白酶, 其固定化酶的活力回收率平均达52%.酶活力为3.54u/g,并且固定化酶在pH7.O以下,溶液酶在洲6.0以卜性能稳定,在低温条件一F酶的贮藏期限大为延长。另外,木瓜蛋白酶经自制的甲壳质固定化后用于水解甲壳胺.其水解效果较游离木瓜蛋白酶有明显提高[8]。郭刚军等以褐藻酸钙凝 胶为载体,用包埋法固定木瓜蛋白酶,用正交实验探讨了最佳的固定化条件,测定了固定化酶的催化特性和动力学性质 4其他应用 赵冬艳等利用木瓜蛋白酶对谷阮粉乳化性进行改良, 5木瓜蛋白.在t品中的应用 5.1在豆类食品中的应用由于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。但是大豆蛋白在使用过程中存在着在等电点易沉淀, 粘度随浓度增大迅速升高等不利因素,通过研究发现用酶 改性来改善大豆蛋白的理化性质效果良好171。目前,大豆蛋白的改性研究已具成效,但大豆分离蛋白居多,而大豆浓 缩蛋白少见报道。大豆浓缩蛋白特有的功能性可以改善食品的理化特性,这些功能性包括:溶解性、持水性、持油 性、乳化性、凝胶性、粘结性、弹性、发泡性和着色性 等。宋宏哲等主要针对蛋白的溶解性、发泡性、凝胶性等 进行改性,确定最优实验方案是:酶浓度为