木瓜蛋白酶1448551
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木瓜蛋白酶的纯化和鉴定方法研究木瓜蛋白酶(Papain)是一种广泛存在于木瓜中的天然酶,具有优异的蛋白水解能力和广泛的应用领域。
对于木瓜蛋白酶的纯化和鉴定方法的研究,可以为其在食品、药物和生物技术等领域的应用提供重要的理论和实践基础。
纯化木瓜蛋白酶的常用方法主要包括:硫酸铵沉淀、离子交换层析、凝胶过滤层析和亲和层析等。
首先,通过将木瓜果肉或木瓜乳剂进行初步的提取和分离,得到粗木瓜酶液或浓缩液。
接下来,通过酸性、碱性或酶处理等方法,将杂质蛋白质去除,然后经过一系列的层析纯化步骤,最终获得纯度较高的木瓜蛋白酶。
其中,离子交换层析是最常用的纯化方法之一。
离子交换层析是根据蛋白质与固定在固定相上带电的离子交换基团之间的相互作用进行纯化的。
通常使用阳离子交换剂如DEAE-Sepharose CL-6B或阴离子交换剂如CM-Sepharose CL-6B作为固定相,可实现木瓜蛋白酶与其他蛋白质之间的分离。
通过控制缓冲液的pH和离子强度,可以调节木瓜蛋白酶在层析柱上的吸附和洗脱,从而实现对其的纯化。
凝胶过滤层析是另一种常见的纯化方法,其基本原理是根据蛋白质分子大小的差异进行纯化。
凝胶过滤层析对分子量较大且较纯的蛋白质具有较好的分离效果。
在纯化木瓜蛋白酶时,可以选择适当的凝胶过滤层析介质,如Sephadex G-75或Sephadex G-100等,将混合溶液在凝胶柱上进行层析,分离出目标蛋白质。
除了纯化方法的研究外,正确鉴定木瓜蛋白酶的纯度和活性也是非常重要的。
鉴定木瓜蛋白酶的常用方法主要包括:SDS-PAGE电泳、活性测定和质谱鉴定等。
其中,SDS-PAGE电泳是一种常用的蛋白质分子量分析方法,它可将蛋白质按照分子量大小进行分离和定量。
通过在分离凝胶上染色或通过Western blotting方法检测,可以确定木瓜蛋白酶的纯度和分子量。
活性测定是评价木瓜蛋白酶酶活性的重要手段。
常用的活性测定方法包括卟啉-酪蛋白分光光度法、酪蛋白分解能力法等。
食品添加剂木瓜蛋白酶学院:食品与营养工程学院专业:食品加工班级:食工102学号:010*******姓名:王瑞真木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶又称木瓜酶,是一类疏基蛋白酶。
广泛存在与番木瓜的根、茎、叶和果实内,在未成熟的乳汁中含量最丰富。
它具有酶活高、热稳定性好、天然卫生安全等特色,因此在食品、医药、饲料、皮革及纺织等行业得到广泛应用[1]。
一、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,主要的两种组分是木瓜凝乳酶和木瓜蛋白酶[2]。
二、木瓜蛋白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chymopapain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(chymopapain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、构型不同的区域。
一个是由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,Asn179和His159 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]。
三、木瓜蛋白酶的提取工艺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。
木瓜酶的功效有哪些很多的食物中都可以提炼出一些对身体非常有好处的东西,或者是提炼出一些用途非常广泛的东西。
比如从番木瓜中可以提炼出木瓜酶,这是用途就比较广泛的一种蛋白酶。
很多人对木瓜酶的功效可能还都不知道。
那么,木瓜酶的功效有哪些?对于这个问题,一起来看看下文的具体的介绍。
木瓜蛋白酶(Papain),又称木瓜酶,是一种蛋白水解酶。
木瓜蛋白酶是番木瓜(Carieapapaya)中含有的一种低特异性蛋白水解酶,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,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。
在食品行业中,木瓜蛋白酶可用于肉类嫩化、啤酒澄清、饼干松化等用途。
啤酒澄清剂引起啤酒冷藏混浊时主要原因是啤酒中的蛋白质极易与多元酚结合成大分子的复合物。
利用啤酒澄清剂中的木瓜蛋白酶对形成混浊的蛋白质有广泛的特异性,能把大分子的蛋白质降解成小分子的物质,提高了蛋白质与多元酚复合物的溶解度;另一方面,木瓜蛋白酶是一种具有生物活性的蛋白质,该蛋白质可与引起啤酒冷藏混浊的多元酚形成稳定状态平衡,防止了啤酒的冷藏混浊。
肉类嫩化剂利用木瓜蛋白酶能裂解肉类中的胶原蛋白和肌肉纤维,而使肉的结构松散。
由于木瓜蛋白酶是半胱氨酰基蛋白酶,能降解胶原纤维和结缔组织蛋白质,它将肌动球蛋白和胶原蛋白降解成为小分子的多肽甚至氨基酸, 令肌肉肌丝和筋腰丝断裂, 使肉类变得嫩滑,并简化蛋白质结构使人体食用后易于消化吸收。
饼干松化剂利用木瓜蛋白酶的酶促反应, 将面团的蛋白质降解为小分子的肤或氨基酶, 降低了面团的拉伸阻力, 使面团变得柔软、更有可塑性, 减少弹性, 易于成型。
用量视饼干厂的加工方法和面团中蛋白质的含量不同而不同,研究表明每公斤面添加0.6-1.0万单位/ 克为佳。
木瓜酶的功效有哪些?木瓜酶的功效是非常的多的,可以用作啤酒澄清剂、肉类嫩化剂以及饼干松化剂等等。
木瓜蛋白酶,重要的生物学植物酶:综述Ezekiel Amri and Florence Mamboya Department of Science and Laboratory Technology,Dar es Salaam Institute of Technology (DIT), P. O. Box 2958, Dar es Salaam, TanzaniaReceived 2012-05-13; Revised 2012-05-20; Accepted 2012-06-02摘要木瓜蛋白酶是一种植物蛋白水解酶,属于半胱氨酸蛋白酶家族的半胱氨酸蛋白酶,我们对于其功能的研究已经取得了重大进展。
木瓜蛋白酶天然存在于木瓜(番木瓜番木瓜属) ,由木瓜果实的胶乳中提取。
能够分解为氨基酸,多肽等有机分子,在生理,病理,药物设计,工业用途,如肉嫩化和药物制剂等不同的生物学过程扮演重要角色。
木瓜蛋白酶的独特的结构有助于阐明蛋白水解酶的工作原理,实现一系列生物学价值。
现在研究认为,其生物学重要性,特性和结构特点对于对其生物功能的理解十分重要。
同时我们对其潜在的生产和市场价值进行了讨论。
1. 引言木瓜蛋白酶(EC3.4.22.2)是一种内源性植物半胱氨酸,它是从番木瓜中分离出的蛋白酶(番木瓜番木瓜属) 胶乳。
木瓜蛋白酶是通过切割未成熟木瓜表皮,收集并干燥从切口中流出的胶乳得到的。
在不成熟的水果中木瓜蛋白酶的活性更高。
木瓜酶属于木瓜蛋白酶超家族,作为蛋白水解酶,木瓜蛋白酶在所有活的生物体是许多重要的生物过程中至关重要的物质(黄杨等人,1999)。
木瓜蛋白酶示在蛋白,短链肽,氨基酸酯和酰胺链接中表现出广泛的蛋白水解活性,并在食品和医学领域被广泛应用(尤利格,1998 年)。
它优先切割的肽键包括碱性氨基酸,特别是精氨酸,赖氨酸和苯丙氨酸残留物(梅纳尔等人,1990年)。
木瓜蛋白酶的独特的结构有助于理解蛋白水解酶如何工作的并且达到多种生物学目的。
木瓜蛋白酶,重要的生物学植物酶:综述Ezekiel Amri and Florence Mamboya Department of Science and Laboratory Technology,Dar es Salaam Institute of Technology (DIT), P. O. Box 2958, Dar es Salaam, TanzaniaReceived 2012-05-13; Revised 2012-05-20; Accepted 2012-06-02摘要木瓜蛋白酶是一种植物蛋白水解酶,属于半胱氨酸蛋白酶家族的半胱氨酸蛋白酶,我们对于其功能的研究已经取得了重大进展。
木瓜蛋白酶天然存在于木瓜(番木瓜番木瓜属),由木瓜果实的胶乳中提取。
能够分解为氨基酸,多肽等有机分子,在生理,病理,药物设计,工业用途,如肉嫩化和药物制剂等不同的生物学过程扮演重要角色。
木瓜蛋白酶的独特的结构有助于阐明蛋白水解酶的工作原理,实现一系列生物学价值。
现在研究认为,其生物学重要性,特性和结构特点对于对其生物功能的理解十分重要。
同时我们对其潜在的生产和市场价值进行了讨论。
1.引言木瓜蛋白酶(EC3.4.22.2)是一种内源性植物半胱氨酸,它是从番木瓜中分离出的蛋白酶(番木瓜番木瓜属)胶乳。
木瓜蛋白酶是通过切割未成熟木瓜表皮,收集并干燥从切口中流出的胶乳得到的。
在不成熟的水果中木瓜蛋白酶的活性更高。
木瓜酶属于木瓜蛋白酶超家族,作为蛋白水解酶,木瓜蛋白酶在所有活的生物体是许多重要的生物过程中至关重要的物质(黄杨等人,1999)。
木瓜蛋白酶示在蛋白,短链肽,氨基酸酯和酰胺链接中表现出广泛的蛋白水解活性,并在食品和医学领域被广泛应用(尤利格,1998年)。
它优先切割的肽键包括碱性氨基酸,特别是精氨酸,赖氨酸和苯丙氨酸残留物(梅纳尔等人,1990年)。
木瓜蛋白酶的独特的结构有助于理解蛋白水解酶如何工作的并且达到多种生物学目的。
木瓜蛋白酶的应用简介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就是一种运用很广为的植物蛋白酶,纯天然,安全并无毒素,在食品加工业中应用领域广为,属食品添加剂,已在啤酒酿造和肉类嫩化等行业被广泛应用领域。
利用木瓜酶的酶促发展反应,可以把食品中的大分子的营养物质(例如蛋白质、脂肪、麦芽糖、纤维素等)水解成小分子的氨基酸或多肽等,存有助消化,不易人体稀释,十分适宜体弱多病或消化系统疾病患者的营养须要,更有利于老人、儿童、病人的消化吸收;木瓜酶能够有效率转变肉质汤料,用作生产高级便利食品。
可以做成肉类甜化剂、酒类回应剂、饼干吉化剂、高级口服液、保健食品、营养食品等。
由于酶促发展反应的专一特性,使应用领域木瓜酶制剂的食品加工过程中副产品极少,更易于产品的纯化和精简工艺步骤;木瓜酶反应条件保守、催化效率低、安全性低、能够有效率减少食品生产成本,提升食品质量,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所含木瓜蛋白酶、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。
且未知4种半胱氨酸蛋白酶的一级结构具备高度的同源性。
其中木瓜蛋白酶属于巯基蛋白酶可以水解蛋白质和多肽中精氨酸和赖氨酸的羧基端,并能够优先水解在肽键的n端的具备2个羧基的氨基酸或芳香l氨基酸的肽键。
木瓜蛋白酶就是一种蛋白水解酶,分子量为27000u,由一种单肽链共同组成,所含212个氨基酸残基。
至少存有3个氨基酸残基存有于酶的活性中心部位,它们分别就是cys25、his159和asp158,另外6个半胱氨酸残基构成了三对二硫桥,且都无此活性部位。
3木瓜蛋白酶的制备及保存木瓜蛋白酶的制取就是将未成熟番木瓜果实生口乳液回去杂,在室温下重新加入半胱氨酸溶液在研钵中充份搓坯,静置后挑上清液即为为粗制酶,其水溶液呈圆形浑浊状,然后在通过Vergt回去卤的上清液中重新加入硫酸铵分级分离得结晶,重新加入半胱氨酸溶液后经盐析重结晶潮湿得精制酶。
木瓜蛋白酶的固定方法摘要:木瓜蛋白酶[ EC 3. 4. 22. 2 ]是一种重要的生化产品,在食品、医药工业中有广泛的用途, 还用于饲料、纺织及制革等领域[ 1 ]。
由于木瓜蛋白酶价格昂贵并且无法重复利用,促使人们研究和制备固定化木瓜蛋白酶。
此研究始于20世纪60年代初, 至今已有许多文献报道[ 2 ] 。
酶的固定化方法主要有:包埋法、吸附法、共价键结合法、交联法等,这些方法各有利弊[ 3 ]。
木瓜蛋白酶(Papain)简称木瓜酶,又称为木瓜酵素。
是利用未成熟的番木瓜(Carica papaya)果实中的乳汁,采用现代生物工程技术提炼而成的纯天然生物酶制品。
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。
最适合PH值5.7(一般3~9.5皆可),在中性或偏酸性时亦有作用,等电点18.75;最适合温度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。
一、木瓜蛋白酶的固定方法1包埋法固定包埋法: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。
凝胶包埋法是将酶包埋在各种凝胶内部的微孔中,制成一定形状的固定化酶的方法。
最常用的凝胶有琼脂、琼脂糖、海藻酸钙、卡拉胶、聚丙烯酰胺等。
微胶囊包埋法是将酶包埋在高分子半透膜中,制成微胶囊固定化酶的方法。
1. 1 海藻酸钠- 壳聚糖固定化木瓜蛋白酶( Immobilized papain on sodium alginate - chitosan,IPSAC)海藻酸是从褐藻提取的,是甘露糖醛酸以β-1, 4键相连接的多糖类物质,它是包埋酶较为理想的载体,其固定化方法较为简单,条件温和,操作可在室温下进行,酶很少失活。
食品添加剂木瓜蛋白酶学院:食品与营养工程学院专业:食品加工班级:食工102学号:010*******姓名:王瑞真木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶又称木瓜酶,是一类疏基蛋白酶。
广泛存在与番木瓜的根、茎、叶和果实内,在未成熟的乳汁中含量最丰富。
它具有酶活高、热稳定性好、天然卫生安全等特色,因此在食品、医药、饲料、皮革及纺织等行业得到广泛应用[1]。
一、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,主要的两种组分是木瓜凝乳酶和木瓜蛋白酶[2]。
二、木瓜蛋白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chymopapain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(chymopapain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、构型不同的区域。
一个是由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,Asn179和His159 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]。
三、木瓜蛋白酶的提取工艺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,而且产品的纯度较低[4]。
木瓜蛋白酶的提取也曾广泛采用单宁沉淀法,乙引等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。
2.目前较为常见的提取方法目前生产中多采用超滤、絮凝、盐析等方法分离提取木瓜蛋白酶。
2.1 超滤法提取木瓜蛋白酶刘叶青等用超滤技术纯化木瓜蛋白酶。
先将中空纤维超滤膜洗净, 然后取一定量絮凝处理后之清液, 控制一定压力和流量, 进行超滤。
在超滤过程中被截留, 而水及小分子杂质透过膜, 从而达到浓缩和纯化的目的, 试验截留率可达93% 以上。
超滤过程操作条件温和, 无相变化,不易引起生化物质破坏, 是一种较好的分离技术[5]。
2.2 盐析法提取木瓜蛋白酶王丽彬等曾用硫酸铵沉淀法分离木瓜蛋白酶。
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。
实验结果表明,用该法制备的木瓜蛋酶纯度相对较高,酶的比活力达到了1184U/mg,适宜作为化妆品成分。
但这种方法由于用了大量的盐,使酶中灰分增加,同时降低了木瓜蛋白酶的活性。
因此,盐析法并不是理想的木瓜蛋白酶提取方法[6]。
2.3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。
何继等研究了用絮凝技术纯化木瓜蛋白酶。
实验结果表明,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[7]。
3木瓜蛋白酶的提取新技术3.1超声波法提取木瓜蛋白酶超声波提取法作为一种新型的提取技术已经比较广泛地应用于天然植物有效成分的提取。
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。
4.木瓜蛋白酶的固定化研究固定化酶是近代生物技术的重要手段,利用不同载体制备固定化木瓜蛋白酶,可以大大节约用酶,并能反复利用.目前国外已开始在酿造、牛奶加工等多种领域中广泛应用。
我国在这一领域尚处于试验阶段。
大力开发固定化木瓜蛋白酶的系列产品,已成为当务之急[8]。
酶的固定化方法主要有: 吸附法、包埋法、共价键结合法、交联法等。
这些方法各有利弊。
载体材料作为固定化酶的重要部分, 其结构和性能对固定化酶的酶学性质产生很大的影响[9]。
四、木瓜蛋白酶的应用进展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,是能作用与各类蛋白质的纯天然产物。
具有耐高温、活性强、稳定性好、蛋白质水解能力强等特性,对PH变化和金属离子及去垢剂不敏感,用途很多,目前已广泛的应用于各个行业。
1.在食品行业的应用1.1 肉类嫩化在肉类加工中,木瓜蛋白酶是最好的肉类嫩化剂[10],这是因为木瓜蛋白酶与其他蛋白酶相比,其热稳定性较高。
一般蛋白酶在较低温度时即失活,而肉类结缔组织中胶原蛋白和弹性蛋白在60度以上开始变性,并变的容易被木瓜蛋白酶降解,而且70度断裂最多,木瓜蛋白酶对肉类在40-70度温度范围内有最强的活性,而嫩化作用主要发生在当肉类被烧煮,温度逐渐升高,而酶还没有完全失活这个阶段。
所以在肉类嫩化中,使用最多的是木瓜蛋白酶。
1.2改良啤酒品质采用木瓜蛋白酶处理冷冻贮存过程中的啤酒,能有效防止冷冻浑浊的形成,保证啤酒的高清晰度和良好的外观,提高啤酒泡沫覆盖度;同时,还可以提高啤酒的营养价值。
当木瓜蛋白酶的浓度为0.08mg/(100ml)时,对啤酒的澄清效果最佳,并能够改变各种游离氨基酸的含量,除His和Pro外,所以氨基酸含量均有不同程度增加。
因此木瓜蛋白酶可用作啤酒的澄清剂、稳定剂,并可改善啤酒的营养成分[11]。
1.3处理葡萄酒中非稳定性蛋白利用木瓜蛋白酶水解白葡萄酒中的不稳定蛋白,以提高葡萄酒的稳定性,同时增加酒的营养价值通过查阅大量文献及参考实际生产情况,采用测定酶处理后的白葡萄酒中的蛋白质含量来确定最佳酶反应条件木瓜蛋白酶可以对影响葡萄酒稳定性的蛋白质进行水解,来解决白葡萄酒的稳定性[12]。
1.3松化饼干以木瓜蛋白酶为主要成分的饼干松化剂,能降低面团筋度、提高饼干疏松度、成形性好、花纹清晰、碎饼率低,成品光泽度增加。
饼干质地疏松,口感舒适,此外还可减少油脂和糖的用量。
适合各种风味的高、中、低档饼干、糕点及面包的制造。
1.4改性豆类制品大豆蛋白营养价值较高,其中必须氨基酸含量在植物蛋白中较为合理,采用木瓜蛋白酶可以提高大豆分离蛋白的水解作用,克服了一般酶水解法效率较低、易失活的不足,且改性产品口味较好。
木瓜蛋白酶在特定条件下,体系中游离氨基酸和蛋白质表面疏水性发生变化,在大豆蛋白质凝固的反应中起重要作用,可促进豆腐凝胶的形成[13]。
1.5在饮料制作中的应用张驰等利用木瓜蛋白酶进行莼菜饮料的研制,莼菜一定温度烫漂杀青一定时间后搅碎打浆,用一定浓度的Vc护色,以木瓜蛋白酶作用于莼菜浆液一定时间,以加倍水进行沸水浴提取一定时间,调配后可制成具有良好风味和优良品质的莼菜饮料。
1.6提高谷朊粉乳化性实验证明[14]木瓜蛋白酶对谷朊粉的乳化性和溶解度的提高有显著作用,最佳条件为:谷朊粉质量分数为11.0%,酶浓度为25uL/g谷朊粉,反应时间为20h,pH 为7.0,反应温度为55度。
在此条件下测得的改性谷朊粉的乳化活性为72.4%,乳化稳定性为75.5%,水解度为3.5%。
1.7用于营养保健品木瓜蛋白酶用于保健食品的一种途径是辅助消化, 另一种途径是将蚂蚁等昆虫的特殊蛋白源食品分解制成各种营养保健液[15]。
1.8木瓜蛋白酶水解玉米胚芽蛋白张鸣镝等利用胰蛋白酶水解玉米胚芽蛋白,水解度为1014%。
利用木瓜蛋白酶对玉米胚芽蛋白进行水解,可使其变成可溶的肽类而被提取出来,水解度较高且制得的水解液无苦味[16]。
2、在化学方面的应用2.1促进中药成分煎出用木瓜蛋白酶预处理补骨脂粉后煎提,与普通煎煮法比较,煎液总氮量提高了2倍,磷脂提高了4倍,补骨脂素、异补骨脂素提高了近1倍。
结果提示,蛋白酶水解蛋白质的同时,促进了磷脂的溶出,发挥增溶作用,最终导致各种有效成分煎出量增加[17]。
2.2降解壳聚糖壳聚糖是年产量仅次于纤维素的第二大天然高分子,低壳聚糖是壳聚糖的降解产物,它有独特、优越的生于活性和理化性质。
木瓜蛋白酶价格便宜且稳定性好,对壳聚糖的降解效率很高。
结果表明[18]测定木瓜蛋白酶降解壳聚糖的较佳条件是底物浓度0. 5%、pH4. 0、40℃,酶底物比10%。
在最适条件下木瓜蛋白酶降解壳聚糖时,起始降解速率很快,特别在30min内导致粘度下降百分比达到70. 77%, 1h之后粘度变化平缓[19]。
3.在医疗方面的应用3.1医药方面3.1.1治疗皮肤溃疡可以清除挫伤、切断伤、烧烫伤等各种皮肤表面的溃疡,可以有效去除腐烂组织而防止皮肤的感染,而对健康组织无影响[20]。
3.1.2辅助Rh血型的鉴定用木瓜蛋白酶法对Rh血型的抗D、抗E抗体等的免疫初期具有良好的检出力。
在木瓜蛋白酶交叉配血中发现了1例木瓜蛋白酶型抗C、抗E抗体。
3.1.3建立关节炎实验模型将木管蛋白酶注入新西兰大鼠的关节内,经连续三次注射,大鼠的关节在12周内出现了慢性关节炎的症状。
3.2兽医方面华南农业大学与广西亚热带作物研究所协作,用木瓜蛋白酶、抗菌素和凡士林作膏剂,对百多例深层蹄心部化脓性外伤的奶牛进行治疗,酶将严重阻隔药物进入的疮痂分解,令抗菌素直接接触及创面细菌,治愈了广州朱村奶牛场病患达几个月的顽固蹄腐病牛,开创了木瓜蛋白酶兽药的先河[7]。
在其他方面的应用4.1在纺织工业中的应用由于木瓜蛋白酶只溶解丝胶而对纤维蛋白全无作用,所以能令丝织物等滑爽柔软。
4.2在化妆品工业方面木瓜蛋白酶有溶解死细胞的能力,加入化妆品可消除黑斑、雀斑,有美化肌肤的功效;可处理坏死组织和伤疤、治疗粉刺、脱毛和皮肤净化。
五.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。