木瓜蛋白酶的研究进展

另一方面，由于嫩化剂比较充分的发挥作用是在肉品被
蒸煮的期间，温度较高，而木瓜蛋白酶最适合温度55～60℃， 热稳定性强，在90℃时也不会完全失活，因此常用于生产嫩 肉粉水解啤酒内的蛋白质，部分水解一些 已形成的复合物，产生更多的多肽或氨基酸，保证啤酒 在冷冻过程中的高清澈度，同时改善啤酒口感及原有多 肽和氨基酸的组成和比例，有效地改良啤酒品质。
木瓜蛋白酶的研究进展
一 木瓜蛋白酶的简介 二 木瓜蛋白酶的提取 三 木瓜蛋白酶的固定化 四 木瓜蛋白酶的应用 五 木瓜蛋白酶的展望
一 木瓜蛋白酶的简介
中文名称：木瓜蛋白酶，别名番木瓜酶,木瓜朊酶, 番瓜酵素,木瓜酶 英文名称：papain 定义：一种蛋白水解酶，广泛地存在于番木瓜的 根、茎、叶和果实内，其中在未成熟的乳汁中含 量最丰富。木瓜蛋白酶的活性中心含半胱氨酸， 属于巯基蛋白酶，它具有酶活高、热稳定性好、 天然卫生安全等特点
双水相萃取具有目标产物收率高、易于连续化操作、 不存在有机溶剂残留、分离过程经济等优点。
三 木瓜蛋白酶的固定化
由于木瓜蛋白酶价格昂贵且无法重复利用， 促使人们研究和制备固定化木瓜蛋白酶。固 定化的木瓜蛋白酶可以避免其在酸碱和有机 介质中失活，实现酶的反复利用，达到节约 生产成本的目的。常用的固定化方法有吸附 法、载体交联法和包埋法。
3.包埋法
将酶或含酶菌体包埋在多孔载体中，使酶固定化的 方法称为包埋法。
金锋采用微孔淀粉-海藻酸钠包埋法固定化木瓜蛋 白酶，结果表明，最佳固定化木瓜蛋白酶制备条件为 微孔淀粉浓度4%，海藻酸钠浓度3%，CaCl2浓度5.5%。此 时固定化木瓜蛋白酶的最适pH值为5.7，最适温度72℃， 其耐热性、操作稳定性、机械强度都不同程度增加， 操作成本低，适合工业推广。
亲和膜色谱与传统的膜分离、亲和色谱相比，不仅具 有纯化倍数高、压降小，分析时间短、生物大分子在分 离过程中变性机率小，允许较快的加料速度等特点，而 且比柱亲和色谱更易实现规模化纯化分离。
6.双水相萃取提取木瓜蛋白酶
双水相萃取是利用物质在不相溶的两水相间分配系数 的差异进行萃取的方法。
结果表明，用8%的聚乙二醇和15%的硫酸铵组成的双水 相体系对木瓜蛋白酶的提取效果最好，酶的活力可达 1659U/mg，收率为86.2%。
在适宜的条件下进行絮凝处理，可使木瓜蛋白酶在这步 的收率达95～97%。但这种方法提取专一性不强，制得的木瓜 蛋白酶纯度不高，杂质含量较高。
4.超声波法提取木瓜蛋白酶
超声波产生的空化效应，一方面赋予溶剂对细胞壁 更大的渗透力，并强化细胞内外的质量传输，另一方面 破坏细胞壁，使细胞内含物更易释放，从而强化了提取 过程。
结果表明：超声功率300W，超声时间200s，果浆质 量分数30%，这时酶活力是未经超声波处理的1.71倍。
5.亲和膜色谱法提取木瓜蛋白酶
亲和膜色谱技术是一种20世纪80年代末发展起来的生 物大分子分离纯化的新技术，把膜分离与亲和分离结合 起来，使之兼具膜分离与亲和分离的特点。
聂华丽等实验表明，亲和膜具有良好的色谱性能，对 木瓜蛋白酶有较高的吸附量（235.3mg/g），使用该亲和 膜对木瓜粉中的木瓜蛋白酶进行分离纯化，纯化倍数可 达46.5倍。
用该法制备的木瓜蛋白酶纯度相对较高，酶的比活力 达到了1184U/mg，适宜作为化妆品成分。
由于用了大量的盐，使酶中灰分增加，同时降低了木 瓜蛋白酶的活性
3.絮凝法分离纯化木瓜蛋白酶
絮凝法是在木瓜乳胶水提取液中添加某种化合物，该化 合物能与木瓜蛋白酶生成难溶性的复合物，从而使酶从溶液 中沉淀析出。
1.吸附法
利用固体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面而使酶固 定化的方法称为吸附法。常用的吸附剂有活性炭、氧化铝、 硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羧基磷灰石等。
方焕等人用经磷酸缓冲液处理后的多孔陶瓷膜作为固定化 酶的载体，采用物理吸附法固定木瓜蛋白酶。结果表明，当溶 液酶质量浓度为1.0～2.0mg/mL、p H为7 . 0、固定2 h时，固定 化酶的活力最高可达111.1U/g，活力回收达57.9%，半衰期为54d。
3.作为饼干松化剂
在饼干、糕点中使用木瓜蛋白酶可以通过破坏巯基，降低 面团筋度、提高饼干疏松度，使其成型性好，饼色油润，减少 次品率、提高成品率；此外还可减少油脂和糖的用量。适用于 各种风味的高、中、低档饼干、糕点及面包的制造。
4.用于调味品生产
啤酒酵母菌是啤酒工业的一 个附产物，通过木瓜蛋白酶分解 而提取香味浓郁的酵母抽提物， 经调味后可制得酵母调味酱，它 作为一种优良的调味品提高了酵 母菌的价值和利用率。
2.载体交联法
交联法是采用双功能试剂使酶分子之间或酶分子与固 相载体之间发生交联作用而制成固定化酶的方法。常用 的双功能试剂有戊二醛、己二胺等。
高明侠等以壳聚糖为载体、戊二醛为交联剂固定化木瓜 蛋白酶，研究结果表明壳聚糖固定化木瓜蛋白酶的最佳条 件为：壳聚糖浓度2.5%，加酶量0.3g/g，时间6h，温度15℃， pH7.5，酶活力回收率38.98%。固定化酶重复使用五次，酶 活力仍保持50%以上
它是一种含疏基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和 酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多 肽、酯、酰胺等有较强的水解能力，同时，还具有合 成功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。
溶于水和甘油，水溶液无色或淡黄色，有时呈乳 白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。最 适PH值6～7，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点 （pI)为8.75；最适合温度55～65℃，耐热性强，在 90℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质 激活
五 木瓜蛋白酶的展望
目前，木瓜蛋白酶被广泛地应用于食品行业，如肉类、啤 酒、调味品等的生产。随着我国人民生活水平的提高，人们 对食品安全和食品营养的问题越来越关注，而木瓜蛋白酶可 用来生产安全、营养的食品，如具有保健功能的口服液等， 具有良好的市场前景。
同时，为了满足各行各业对木瓜蛋白酶的需求，尤其是食 品与医药行业，研究如何分离纯化得到成本低、纯度高的木 瓜蛋白酶就很有意义。
5.用于营养保健品工业
木瓜蛋白酶用于保健食品主要有两种途径：一种途径是 辅助消化，可做成肠溶片，口服以达到消除消化紊乱的目 的；另一种途径是将一些含有特殊蛋白源的动植物分解制 成各种营养保健液。
6.用于宠物食品生产
用木瓜蛋白酶对宠物食品进行处理，可以减少宠物食品的 黏稠性，改善口感，增加风味。由于木瓜蛋白酶还具有驱虫效 果，也可以用番木瓜汁来驱除哺乳动物宿主肠道内的线虫。
四 木瓜蛋白酶在食品工业应用
1.作为肉类嫩化剂
随着人们生活水平的提高，在解决了温饱问题之后，人们 对吃肉的品质口感也逐渐有了要求。
嫩肉粉的主要成分之一是木瓜蛋白酶，一方面因为木瓜蛋 白酶是一种半胱氨酰基蛋白酶，能降解肌原纤维和结缔组织的 蛋白酶。它将肌动球蛋白和胶原蛋白降解成小分子的多肽甚至 氨基酸，令其肌丝和筋腱丝断裂，使肉类变得嫩滑爽脆，从而 使肉类蛋白质因结构简化而易于消化吸收
二 木瓜蛋白酶的提取
1. 超滤法提取木瓜蛋白酶
先将中空纤维超滤膜洗净，经过处理后，控制一定压 力和流量，进行超滤。
实验结果表明，超滤后木瓜蛋白酶的活力是超滤前的 1.22倍，蛋白质含量为超滤前的2.8倍，说明超滤后木瓜蛋 白酶的纯度有所增加。
2.盐析法提取木瓜蛋白酶
王丽彬等在粗酶液中加入一定浓度的硫酸铵溶液进行 盐析，然后调pH值，离心取沉淀，干燥，得酶产品。