木瓜蛋白酶的提取及应用研究进展_New

木瓜蛋白酶的提取及应用研究进展

木瓜蛋白酶的提取及应用研究进展

赵电波，陈茜，张丽尧

(郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州450002)

摘要：本文主要介绍木瓜蛋白酶的组成，重点阐述提取方法、提取工艺的研究进展，进一步介绍木瓜蛋白酶在食品工业特别是在食品加工中的应用，并对其在医药、化工及未来食品加工方面的应用前景进行展望。

关键词：木瓜蛋白酶；提取工艺；食品加工；应用

Progress of Extraction and Application of Technology of PapainZHAO Dianbo, CHEN Xi, ZHANG Liyao（College of Food and Biotechnology Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, HenanZhengzhou 450002, P. R. China）Abstract: The composition of papain was described, and its extraction methods, research of extractiontechnology had been highlighted. Applications of papain in food industry, particularly in food processing itwas further described, and its applicationsinpharmaceutical, chemical industry and the future prospects offood processing have been prospected in this article.Key words:

papain;extractiontechnology; food processing; application

中图分类号：TS201.1文献标识码：A文章编号：1001-8123(2010)11-0019-05

木瓜蛋白酶（papain）来源于未成熟番木瓜（Carica papaya）果实的新鲜乳汁，是一种含疏基（-SH）肽链的内切酶，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；同时还具有合成的功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。工业用的木瓜蛋白酶一般都是未经纯化的多酶体系。现已知经木瓜乳汁干燥而得的木瓜蛋白酶至少含有四种主要酶类：木瓜蛋白酶（papain）、木瓜凝乳蛋白酶（chymopapain）、木瓜蛋白酶Ω（papaya proteinaseΩ）、木瓜凝乳蛋白酶M（chymopapain M）[1]，其中木瓜凝乳蛋白酶的含量最多，占可溶性蛋白的45%。木瓜蛋白酶易溶于水和甘油，水溶液为无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于有机溶剂。它的最适pH值为5.7（一般3～9.5皆可），在中性或偏酸性时亦有作用；最适温度为55～60℃（一般10～85℃皆可），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。1木瓜蛋白酶的提取工艺

1.1过去的常规提取方法

木瓜蛋白酶最原始的提取方法是烘干法，就是在番木瓜浆液中加入保护剂，然后将浆液离心，取上清液放置于鼓风干燥箱中，在55～60℃烘干，粉碎后即得到粗酶制品。乙引等[2]用这种方法所获得的酶得率为23.1%，但此法不利于酶活的保持，其酶活力仅为0.16×105U/g，且产品的纯度较低。木瓜蛋白酶的提取也曾广泛采用单宁沉淀法，乙引等[2]

用单宁沉淀法提取了木瓜蛋白酶。先将番木瓜乳汁离心，于上清液中缓慢加入已溶解的单宁溶液，不断搅拌，使溶液中单宁达到一定浓度。静置，沉淀

单宁-酶复合物，调节pH值，沉淀后进行真空干燥，得到酶制品。结果表明，这种方法生产的酶得率较低，仅有7.3%，但酶活力较高，为3.53×105U/g。但是这种方法存在环境污染等问题。1.2目前较为常见的提取方法

目前生产中多采用超滤、絮凝、盐析等方法提取木瓜蛋白酶。

1.2.1超滤法提取木瓜蛋白酶

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%，CaC12

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。

2.4其他新方法

近几年来人们不断地开发新型的固定化载体和新方法，取得了较好的成果。邹

泽昌等[16]以氧化硅介

孔泡沫材料为载体对木瓜蛋白酶进行了固定，结果表明，固定化木瓜蛋白酶的

最适反应温度较游离酶提高

了10℃，最适pH值向碱性方向偏移0.5个单位，酶活保留65.1%。林音等[17] 对高沸醇木质素和酶解木质素进行化学改性，以增加木质素的亲水性，制得新

型高

聚物高沸醇木质素酚（HBS木质素酚）和木质素氨基酚衍生物，对木瓜蛋白进

行了固定化的研究，结果

表明，木瓜蛋白酶被酶解木质素氨基酚和HBS木质素酚吸附时活性回收率达到

50%以上，有望成为固定化

酶的优良载体。3木瓜蛋白酶在食品工业中的应用现状

3.1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。老龄畜禽肉煮熟后，口感粗糙、

坚硬，而加入嫩肉粉后，肉

质就会变的松软、嫩化。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[18]。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；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。雷昌贵等[19]

人以新鲜牛肉为原料，研究了木瓜蛋

白酶对牛肉肌原纤维小片化指数（MFI）及剪切力的

影响，结果表明浓度为0.007%的木瓜蛋白酶溶液对牛肉的嫩化效果最佳，主要

是由于木瓜蛋白酶促进Z线

的裂解，使肌原纤维小片化指数（MFI）发生显著性增加，剪切力随着贮藏时间

的延长显著降低。B.M. Naveena等[20]

人曾研究了各类植物蛋白酶

对水牛肉的嫩化作用，结果表明，利用木瓜蛋白酶处理过的水牛肉，其肌原纤维蛋白溶解度显著增加，剪切力值显著减少。

木瓜蛋白酶由于其良好的蛋白水解能力，可将其用于多方面。在海洋捕捞中低

值鱼和小杂鱼占有很大

的比例，如不好好利用就会造成很大的浪费，我们可

以利用木瓜蛋白酶生产浓缩水解蛋白，而且这样得到

的蛋白优于整鱼肉或鱼蛋白浓缩物，具有水溶性好、低脂、低灰分、高蛋白等特点。木瓜蛋白酶还可以用于由于阻止食品的褐变，回收屠宰的动物骨头中残

存