1、木瓜蛋白酶的研究進展2010-2011學年第2學期食品添加劑課程論文得分摘耍木瓜蛋白酶是一種重要的牛化產品，具有較高的熱穩定性。在食品工 業中主要用于啤酒和其他酒類的澄清，肉類嫩化，餅干、糕點松化及蛋白 質水解生產等，在醫藥工業中也有廣泛的用途，還用于飼料、紡織及制革 等領域。由于木瓜蛋口酶價格昂貴并且無法重復利用/足使人們研究和制 備固定化木瓜蛋白酶。關鍵字:木瓜蛋白酶固定化食品工業11木瓜蛋白酶的概述木瓜蛋白酶（papain）簡稱木瓜酶，又稱為木瓜酵素，別名番木瓜酶, 木瓜月元酶，番瓜酵素。木瓜酶，是一種蛋白水解酶，可將抗體分子水解為3 個片段。是番木瓜中含有的一種低特異性蛋白水解酶，活性

2、中心含半胱氨 酸，屬藐基蛋白酶，應用于啤酒及食品工業。純木瓜蛋白酶系由212個氨基酸組成的單鏈蛋白質，相對分子質量為 23.406。制品可含有木瓜蛋口酶、木瓜凝乳蛋口酶和溶菌酶等不同的酶。2. 木瓜蛋白酶的特點木瓜蛋白酶溶于水和甘油，水溶液無色或淡黃色，有時呈乳白色；幾乎不溶于乙醇、氯仿和乙醯等有機溶劑。木瓜蛋白酶是一種在酸性、中性、 堿性環境下均能分解蛋口質的蛋白酶。它的外觀為白色至淺黃色的粉末, 微有吸濕性。最適合ph值5.7（般39.5皆可），在中性或偏酸性時亦有作用，等電點18.75；最適合溫度 5560°c（般1085°c皆可），耐熱性強，在90°c時也

3、不會完全失活；受 氧化劑抑制，還原性物質激活酪蛋白被木瓜蛋白酶降解牛成的酪氨酸在紫外光區275nm處有吸收 峰。3.木瓜蛋白酶的作用機制作用方式：木瓜蛋口酶是一種內切酶，能隨機水解淀粉、可溶性糊精 以及低聚糖屮的糖昔鍵。酶作用后可使糊化淀粉的粘度迅速下降， 水解牛成糊精及少量葡萄糖和麥芽糖。木瓜蛋白酶papain屬銃基蛋白酶，具有較寬的底物特異性，作用于蛋 白質中l精氨酸、l賴氨酸、甘氨酸和l瓜氨酸殘基竣基參與形成的肽鍵。 此酶屬內肽酶，能切開全蛋蛋白質分子內部肽鏈一conh生成分子量 較小的多肽類。存在于木瓜胚乳中的蛋白酶。ec3. 4. 22. 2o作為植物來源的蛋白酶來說，此酶研究進展的

4、最快。此酶主要是以內肽酶的形態起 作用。活性的產生，而半胱氨酸殘基是不可缺少的，所以是硫基蛋白酶的 一種，底物的特異性不太嚴格。木瓜蛋白酶（papain）是利用未成熟的番木瓜（carica papaya）果實中 的乳汁，采用現代生物工程技術提煉而成的純天然生物酶制品。它是一種 含疏基（sh）肽鏈內切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有較廣泛的特異性, 對動植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有較強的水解能力，同時，還具有合成 功能，能把蛋白水解物合成為類蛋白質。木瓜蛋白酶的剪切肽鍵的機制包括：在hisj59作用下cys-25去質子 化，而asn-158能夠幫助his-159的咪醴環的擺放，使得去質子化可以發生

5、； 然后cys-25親核攻擊肽主鏈上的撥基碳，并與之共價連接形成酰基一酶中 間體；接著酶與一個水分子作用，發生去酰基化，并釋放肽鏈的撥基末端。4 .木瓜蛋白酶在各個行業的應用(1) 醫藥工業應用：含有木瓜蛋白酶的藥物，能起到抗癌、腫瘤、淋巴性白血病、原菌和 寄生蟲、結核桿菌等，可消炎、利膽、止痛、助消化。治療婦科病、青 光眼、骨質增生、槍刀傷口愈合、血型鑒別、昆蟲叮咬等。(2) 食品工業應用：可利用酶促反應，使食品大分子的蛋白質水解成小分子肽或氨基酸, 廣泛適用于如：雞、豬、牛、海產品、血制品、大豆、花生等動植物蛋白 酶解、制成嫩肉粉、水解羊胎素、水解大豆、餅干松化劑、面條穩定劑、 啤酒飲料澄

6、清劑、高級口服液、保健食品、醬油釀造及酒類發酵劑等。有 效轉化蛋白質的利用，大大提高食品營養價值，降低成本。有2利于人體的消化和吸收。(3) 餅干行業：降低面團濕筋度、改良面團可塑性及理化性質，同時使蛋白質大分子 水解成短肽和氨基酸，從而有利丁糖類和氨基類物質進行復雜的美拉德反 應，使產甜上色快，色澤悅目有油潤光鮮感，疏松酥脆容比力大，斷面網 狀結構明顯，層次好；裂餅、碎餅率降低，餅形端正飽滿不縮身，花紋清 晰，餅面光滑；并口可以相應減少10%-25%的焦亞硫酸鈉，從而減少s02 等有害物質的殘留量，還可以矯正化學添加劑對餅干風味的影響，有效提 高餅干產品的質量。(4) 美容化妝品工業應用：將

7、木瓜蛋白酶加入到含有蛋白質和油脂的化妝品屮，具有獨特的美白 嫩膚、美顏保健、祛斑除污垢、促進血液循環、改善肌膚等功效，提高產 品檔次。可制成減肥茶、美容護膚品等。(5) fi化品工業應用：可加入洗滌劑的配方中，血液和蛋白質用具去污，輔助除去蛋口質為 主的污點，加牙膏、漱口水、牙粉等配方中可清潔口腔，除去牙垢和牙結 石，與其它溶劑配合可制成隱形眼鏡的清潔消毒劑以及感光膠片銀的回收 等用于香皂、肥皂、洗滌劑、洗衣粉、洗手液等，去污力強，除菌消毒、 安全放心。(6) 飼料工業應用：用于飼料添加劑，開發蛋白源，利于吸收，提高飼料的利用率，節約 成本，有助于牲畜消化，加速生長。如在豬、牛、羊、雞、鴨、鵝

8、、魚、 蝦等飼料中添加。還可以作為蔬菜水果高級復合肥料的添加劑。(7) 皮革工業應用：利用木瓜蛋白酶制成脫毛劑，革柔制皮革，具有毛孔細膩，皮紋光亮效果。紡織工業應用：可用于處理羊毛、蠶蛹脫膠、蠶絲精煉，能達到手感 柔軟、舒適、抗收縮、抗張強度等效果。（8）細胞培養：木瓜蛋白酶在準備細胞培養液（cell culture）的第一步中被用于分離 細胞。用酶處理小組織塊10分鐘后，就可以將連接細胞的細胞外基質打 斷；然后再用蛋白酶抑制劑來停止反應，防止木瓜蛋白酶進一步裂解細胞 本身；最后用pasteur pipette將組織塊打散為單細胞懸浮液。（9）免疫學：在免疫學中，木瓜蛋白酶可被用于將免疫球蛋白

9、（即抗體）的fc片段 （可結晶）和fab片段（抗原結合）切割開。5. 木瓜蛋白酶的應用由于木瓜蛋白酶價格昂貴并且無法重復利用，促使人們研究和制備固 定化木瓜蛋白酶。酶的固定化方法主要有：包埋法（:將酶或含酶菌體包埋 在多孔載體中，使酶固定化的方法）、吸附法（利用固體吸附劑將酶或含酶 菌體吸附在其表面而使酶固定化的方法）、共價鍵結合法（利用酶活性中 心外的非必需基團與固相載體上的基團共價結合而制成固定化酶的方法）、 交聯法等。（1）木瓜蛋白酶的固定化在啤酒澄清中的應用3啤酒在貯存過程中，由于蛋口質好、多酚、碳水化合物及金屬催化劑 的相互作用，導致6蛋白質與多酚聚合，從而產生沉淀，影響啤酒的質量。

10、生產廠家往往在啤酒中加入50?10左右的木瓜蛋口酶。盡管這種做法有其優點，但也有不足之處，如木瓜 蛋白酶價格昂貴，只能一次性使用，導致產品價格增加；且木瓜蛋白酶存 在于啤酒中會影響啤酒風味和泡沫的穩定性。因而在啤酒生產中需采用固 定化木瓜蛋口酶處理技術來提高啤酒的質量，延長其貯存期，進而提高產 品的競爭力。（2）嫩度是肉的主要使用甜質之一，也是消費者評判肉質優劣的最 常用的指標：影響牛肉嫩度的因素很多，其中牛肉本身影響嫩度因素主要 有肌肉組織、結締組織的含量極其性質、肌原纖維蛋白的化學結構狀態、 持水力的大小、脂肪組織的分布情況等因素。木瓜蛋口酶是一種含毓基肽 鏈內切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性

11、，對動植物蛋白、多態、酯、酰胺等 有非常強的水解能力。優化的木瓜蛋白酶嫩化牛肉的最佳工藝條件為：木 瓜蛋白酶溶液濃度0.03%、ph5.9、嫩化時間13h,嫩化牛肉的剪切力為1.64kgo6、趨勢與發展制備固定化木瓜蛋白酶的方法很多，從這些大量的研究可以看出，酶經 固定化以后,由于受到載體等因素的影響，其特征會發生某些改變。為此，在 固定化酶的應用過程中，必須了解固定化酶與游離酶性質之差別，掌握這些 性質對固定化酶的應用有重要意義，以適當調整工藝，使其在最適條件下催 化反應。由于研究者的實驗設計等不同,所以很難評價各種固定化方法的優 劣。不同方法制備的固定化木瓜蛋白酶適用范圍不同，應根據實際需耍確定, 以便讓技術能更好地服務牛產。木瓜蛋白酶經各種方法固定后,穩定性增強、最適溫度升高、ph耐受范圍增寬、酶活力提高、半衰期延長等，這表明采用的固定化方法止確，應 循序漸進，尋找更佳的結果。在現有己取得的研究成果的基礎上，如何進一 步地提高固定化酶的活性和對底物的親和力是今后研究的重點。4參考文獻周光宏畜產食品加工學中國農業出版社,20052吳巧玲肉類蛋白酶嫩化劑的研究進展食品工業科技,2001.22(5)郝素娥，龐滿坤，鐘耀廣食品添加劑制備與應用技術化學工業出版社,20034曾名湧，董士遠天然食品添加劑.化學工