木瓜蛋白酶在食品加工中的應(yīng)用

鄭昆，楊紅

（1.吉林化工學(xué)院，吉林吉林 132022；2.吉林工貿(mào)學(xué)校，吉林吉林 132012）

木瓜蛋白酶在食品加工中的應(yīng)用

鄭昆1，楊紅2

（1.吉林化工學(xué)院，吉林吉林 132022；2.吉林工貿(mào)學(xué)校，吉林吉林 132012）

木瓜蛋白酶是生物反應(yīng)中的一種酶催化劑中，具有較強(qiáng)的蛋白酶水解能力，而且具有凝乳、解脂、溶菌活力，能作用于各類蛋白質(zhì)，是一種純天然產(chǎn)物。本文對(duì)木瓜蛋白酶在豆類，肉類及啤酒加工中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討，旨在加深對(duì)木瓜蛋白酶的了解。

木瓜蛋白酶；食品加工；結(jié)構(gòu)；作用

木瓜蛋白酶是一種存在于番木瓜莖葉與果實(shí)中的酶，其中未成熟的果實(shí)乳汁中的含量最高。木瓜蛋白酶的穩(wěn)定性較高，而且對(duì)外界的環(huán)境耐受性較好，能夠適應(yīng)高溫環(huán)境，在高溫環(huán)境中活性依舊較強(qiáng)。木瓜蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的水解能力較強(qiáng)，適用范圍很廣泛，對(duì)很多蛋白質(zhì)都可以應(yīng)用，因此在很多行業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。在食品加工行業(yè)中，酶是一種不可或缺的物質(zhì)，木瓜蛋白酶在食品加工中的應(yīng)用也十分廣泛，如肉類嫩化、啤酒澄清、魚(yú)類加工等都會(huì)使用木瓜蛋白酶。

1 木瓜蛋白酶

1.1 木瓜蛋白酶簡(jiǎn)介

木瓜蛋白酶是一種適用性強(qiáng)的植物蛋白酶，純天然，安全、沒(méi)有毒素，在食品加工行業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，屬于一種健康安全的食品添加劑，在啤酒釀造、肉類嫩化過(guò)程中有十分廣泛的應(yīng)用。木瓜蛋白酶可以將食品中的一些大分子水解成為小分子，如將蛋白質(zhì)、脂肪、麥芽糖等大分子物質(zhì)水解成為氨基酸、多肽等物質(zhì)，有助于人體消化吸收，十分適合消化系統(tǒng)不好的人群，如老人、兒童等。木瓜蛋白酶能夠有效轉(zhuǎn)化肉質(zhì)湯料，用于各種高級(jí)便捷的食品生產(chǎn)。木瓜蛋白酶的酶促反應(yīng)具有專一性，所以木瓜蛋白酶在食品加工過(guò)程中的副產(chǎn)品很少，更有利于產(chǎn)品的健康安全，木瓜蛋白酶的催化效率高、安全性高，可以有效降低食品生產(chǎn)成本。

1.2 木瓜蛋白酶的組成與結(jié)構(gòu)

木瓜蛋白酶是一種蛋白水解酶，其分子量大約為27 000U，是一種由單肽鏈組成的酶，其中含有212個(gè)氨基酸殘基。其主要存在于未成熟番木瓜果實(shí)中，同時(shí)，未成熟的番木瓜果實(shí)中還含有木瓜凝乳蛋白酶A、木瓜凝乳蛋白酶B、木瓜肽酶B等多種蛋白水解酶。其中木瓜蛋白酶屬于巰基蛋白酶，可以作用的物質(zhì)范圍較廣，可以水解蛋白質(zhì)、多肽等物質(zhì)中的精氨酸和賴氨酸的羧基端，就是可水解肽鍵的N端具有2個(gè)羧基的氨基酸或芳香L-氨基酸的肽鍵。

2 木瓜蛋白酶在食品加工行業(yè)中的應(yīng)用

2.1 豆類食品

豆類是蛋白質(zhì)含量十分豐富的一類食品，人們?cè)谘a(bǔ)充蛋白質(zhì)時(shí)一般都會(huì)選擇豆類產(chǎn)品。豆類的其他營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也很高，其中還含有必需氨基酸，而且豆類的必需氨基酸含量比蛋白質(zhì)要高。 必需氨基酸在植物中的作用也十分明顯，具有很好的膠凝、乳化和起泡能力，但大豆蛋白在使用時(shí)會(huì)存在等電點(diǎn)易沉淀、黏度隨濃度增高而升高的問(wèn)題，所以在蛋白質(zhì)水解過(guò)程中要使用酶改善大豆蛋白的理化性質(zhì)，從而使得大豆蛋白發(fā)揮出更加重要的作用與效果[1]。木瓜蛋白酶作為一種重要的蛋白水解酶，對(duì)于大豆蛋白的改性具有十分重要的意義，但其水解率較低，而且極易失去活性，所以為了充分發(fā)揮出木瓜蛋白酶的作用，可以在反應(yīng)過(guò)程中添加半胱氨酸、亞硫酸鈉、異Vc鈉等添加劑，對(duì)木瓜蛋白酶進(jìn)行保護(hù)。以利用大豆制作豆腐為例，首先，一般都采用加熱的方法處理大豆蛋白，使大豆蛋白展開(kāi)，然后利用木瓜蛋白酶水解大豆蛋白，具體反應(yīng)是，在豆腐凝膠形成過(guò)程中，首先會(huì)使大豆蛋白適當(dāng)展開(kāi)，暴露出原本處于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的-SH、-S-S-和疏水性氨基酸，然后再通過(guò)蛋白質(zhì)分子之間的相互作用，使得蛋白質(zhì)聚集形成凝膠。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，木瓜蛋白酶最佳的反應(yīng)溫度為85℃，蛋白質(zhì)濃度為7.5%，膠凝時(shí)間大約為221.1s，木瓜蛋白酶在大豆蛋白的分子之間的反應(yīng)過(guò)程中具有十分重要的作用。

2.2 肉類食品

木瓜蛋白酶在肉類加工過(guò)程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在嫩化肉類方面，可以降解膠原纖維以及結(jié)締組織，膠原纖維和結(jié)締組織是肉類產(chǎn)品中的重要部分，在降解時(shí)，可以將肌動(dòng)球蛋白和膠原蛋白降解成為小分子的多肽甚至氨基酸，從而使肉類中的肌肉肌絲和筋腰絲斷裂，肉類也就變得更加嫩滑，有助于人體在食用肉食產(chǎn)品時(shí)消化和吸收。當(dāng)前市場(chǎng)上銷售的嫩肉粉的主要成分也是木瓜蛋白酶，木瓜蛋白酶在肉制品加工處理過(guò)程中，其效果與作用的時(shí)間長(zhǎng)短有很大關(guān)系，也與木瓜蛋白酶的用量有關(guān)，使用過(guò)程中常用的方法有兩種，一種是在肉類宰前注射，這在歐美國(guó)家中的應(yīng)用比較普遍；另一種是在肉類宰后浸泡，通常采用濃度為5%～10%的酶溶液對(duì)肉類進(jìn)行處理。

2.3 啤酒工業(yè)

在生物化工制造業(yè)中，啤酒釀造是一種重要的工業(yè)。啤酒是一種不穩(wěn)定的膠體溶液，包括多酚、蛋白質(zhì)兩種主要物質(zhì)，而且多酚和蛋白質(zhì)的含量十分高，一般蛋白質(zhì)的含量為45%～75%，多酚的含量為20%～30%[2]。此外，還含有一些金屬離子。為了延緩啤酒混濁的形成，一般在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)添加非生物穩(wěn)定劑。木瓜蛋白酶可以使得啤酒中的高分子氮的含量明顯降低，再使其中的中小分子氮含量增加，隨著木瓜蛋白酶的用量不斷增加，啤酒中的酸的總含量會(huì)升高，而且啤酒的泡持力下降。因此，木瓜蛋白酶可以作為啤酒制造過(guò)程中的穩(wěn)定劑，在糖化過(guò)程中使用木瓜蛋白酶還可以解決麥芽溶解不好的問(wèn)題，啤酒發(fā)酵之后加入木瓜蛋白酶可以解決和控制啤酒中的沉淀以及渾濁問(wèn)題，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。但由于啤酒中蛋白質(zhì)含量有限，酶的濃度過(guò)高就會(huì)使得酶與啤酒中的多酚以及單寧結(jié)合，從而產(chǎn)生了不溶性膠體或沉淀，增加啤酒的渾濁度。經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在啤酒制造過(guò)程中將木瓜蛋白酶的濃度控制每100mL對(duì)應(yīng)0.08mg時(shí)，啤酒的澄清效果最好。

3 結(jié)語(yǔ)

木瓜蛋白酶是一種應(yīng)用十分廣泛的酶，在食品加工行業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)等過(guò)程中都有十分廣泛的應(yīng)用，使用木瓜蛋白酶進(jìn)行食品加工或者工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，必須要加強(qiáng)對(duì)酶的用量、使用方法、溫度等方面的控制，提高酶活性。

[1]熊華.木瓜蛋白酶的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵科技,2005,41(4):9-11.

[2]盧士玲,樊慶魯,蓋玉坤,等.酶制劑在食品加工中的應(yīng)用[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),2004(4):30-32.

Application of Papain in Food Processing

Zheng Kun1,Yang Hong2
(1.Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin Jilin 132022;2.Jilin Industry and Trade School,Jilin Jilin 132012)

Papain is a catalyst enzyme in reaction,with protease hydrolysis ability,but also has the curd,fat and bacteriolytic solution,can be applied to all kinds of protein,is a kind of pure natural products.In this paper,the application of papain in food processing industry was analyzed and discussed,in order to deepen the understanding of papain.

Papain;Food processing;Structure;Function

TS201.2

A

2096-0387（2017）05-00109-02

鄭昆（1970—），男，吉林吉林人，博士，副教授，研究方向：酶制劑。