凝乳酶及代替酶研究和现状.doc

简述凝乳酶及其代替酶研究和生产现状 摘要：近年来，随着干酪产量的增加，从小牛皱胃中提取的皱胃酶产量已经不能满足干酪生产的需要，迫使人们不得不寻找其它凝乳酶来代替小牛皱胃酶，因此凝乳酶的研究显得愈来愈重要。本文对目前的凝乳酶进行简述，重点论述了动物凝乳酶、植物凝乳酶、微生物凝乳酶以及基因工程凝乳酶的研究及应用现状，为解决凝乳酶的短缺问题提供思路。 关键词：凝乳酶 代替酶 动物性凝乳酶 植物性凝乳酶 微生物凝乳酶 基因工程凝乳酶 概述 凝乳酶是制造干酪的凝乳过程中起凝乳作用的关键性酶, 同时凝乳酶对干酪的质构和特有风味的形成起着非常重要的作用。凝乳酶一般特指皱胃酶, 它是一种从未断奶的小牛胃中发现的天门冬氨酸蛋白酶，其主要的生物学功能是有限剪切 Phe105 -M et106连接的K-酪蛋白，导致牛乳凝结，因此被广泛用于乳酪制造业，成为重要的酶制剂。我国还是发展中国家，畜牧业还不很发达，如果单靠屠宰小牛而提取凝乳酶是不能满足干酪生产的需求，也不符合中共中央提出的和谐社会，可持续发展观的根本要求。因此，凝乳酶的性质及其代用品的研究对我国干酪产业的发展有重大而深远的理论和现实意义。 二、凝乳酶代替品的研发进展 小牛皱胃酶代替品应具备以下的特点： 凝乳活性与蛋白分解活性之比适当；酪制品的质地及风味可以被接受；贮藏期间性质稳定；对人体无毒副作用，来源广泛，成本及价格较小牛皱胃酶竞争低等特点。 在自然界中，几乎所有的蛋白分解酶在适当条件下都能使乳凝固。但是由于上述条件的限制，能够实现商品化的凝乳剂却为数极少。目前, 国内研究范围涉及其它动物器官、高等植物及细菌、真菌。虽对皱胃酶代替品的研发尚处于初级阶段，但已经取得一定阶段性的研究成果。 1、动物性凝乳酶 动物来源凝乳酶是指自羔羊皱胃、未成年牛皱胃提取的皱胃酶或从猪 胃中提取的胃蛋白酶。胃蛋白酶对酪蛋白的水解特异性较差。人们研究了羔羊皱胃酶和猪胃蛋白酶对羊奶干酪出品率、组织结构、感官品质和成熟过程中蛋白质降解的影响，发现用羔羊皱胃酶生产干酪产品得率高，组织结构细腻；用猪胃蛋白酶生产干酪产量低，组织状态差，口感粗糙，有苦味产生，且成熟速度慢。用胃蛋白酶生产干酪时，干酪风味淡，且易生成苦味肤。这是因为胃蛋白酶的底物特异性差，且对酪蛋白的蛋白水解活力高。 （1）羔羊皱胃酶 随着干酪工业的发展, 干酪产量逐年增加，对皱胃酶需求量不断增大, 皱胃酶供应日益短缺, 长期以来，科学家们千方百计地寻找小牛皱胃酶的代用品。传统使用的小牛皱胃酶由于需求量增大, 已经造成世界性小牛短缺，微生物凝乳酶和通过微生物改性和发酵生产的发酵凝乳酶由于产品的风味欠缺和某些国家对其安全性的怀疑, 其应用也受到限制。小牛皱胃酶具有较高的牛乳凝结能力，能得到没有苦味、组织状态适宜的干酪及较高的产品得率，至今仍是干酪生产中使用最多、质量最好的凝乳酶。羔羊和小牛同属反刍动物，其皱胃也具有相似的功能和特点。因此，利用羔羊皱胃可能是最适宜的小牛皱胃酶的代用品。 研究表明羔羊皱胃酶的最适作用温度为50℃。在40℃以下羔羊皱胃酶稳定性较好，60℃处理10min，酶活完全丧失。在乳pH 5.5~ 7.5 之间，随乳pH 的增大，酶活降低，当pH达到7.5 时酶活近乎完全丧失。酶液在 pH 2.0 ~ 7.0 的范围内, 酶活保持稳定。Al3+，Ca2+和Na+对皱胃酶有较强的促凝乳作用，K+，Mg2+， Mn2+，Fe3+无较明显的促进和抑制凝乳作用，而Cu2+和Zn2+有明显的抑制酶活作用。 （2）猪胃蛋白酶 猪胃蛋白酶是一种很有潜力的凝乳酶替代品，它具有来源广泛、价格低廉等优点，但该蛋白酶的水解活性与凝乳活性比值较高，易产生苦味，影响了其广泛应用。 研究表明应用猪胃蛋白酶产量低, 组织状态较差, 口感粗糙, 有苦味产生, 成熟速度慢, 因此在生产中最好不要单独使用。使用初步纯化的胃蛋白酶-小牛皱胃酶混合凝乳酶，发现初步纯化去除了大部分没有凝乳活性的蛋白酶，降低了凝乳酪中酶水解活性与凝乳活性的比值，初步纯化的胃蛋白酶-小牛皱胃酶混合凝乳酶在新鲜干酪的应用，蛋白质损失量显著降低。所以初步纯化可以得到较好的凝乳效果。 （3）其他 目前，水牛和骆驼的幼仔皱胃酶已经被开发利用，鱼胃粘膜的凝乳酶在西班牙等国家一直在使用。 此外还有鸡胃蛋白酶， 但它是最不适用的， 我国没有使用记录， 它仅在以色列得到应用； 兔胃蛋白酶， 在干酪最初制作阶段， 人们常将从野兔和小兔中提取的皱胃酶、无花果树枝和醋作为凝乳剂制作干酪，但现在很少用此种方法。 我国的猪、羊等家畜的屠宰量很大，其肠胃等副产品的利用价值不高，但其中含有较低活性和稳定性的凝乳酶非常丰富，如果考虑将数种凝乳酶混合使用，制成复合凝乳酶制剂，有时可以达到甚至超过小牛皱胃酶的凝乳效果，而且还可以增加