氨肽酶在食品中的研究進展

氨肽酶作為外切蛋白酶，它能選擇性的從肽鏈N-末端開始切除氨基酸殘基從而產(chǎn)生游離氨基酸。近年來，氨肽酶在食品中得到了廣泛應(yīng)用，其不僅應(yīng)用在乳制品及飲品中[1]，還被廣泛應(yīng)用于肉制品中。例如，魏亞娟等[1]曾報道在乳制品中使用氨肽酶可水解牛奶蛋白及疏水性苦味肽，從而釋放小肽和游離氨基酸，進而去除牛奶制品水解物的苦味；在肉制品加工過程中氨肽酶可增加游離氨基酸的數(shù)量，提高其營養(yǎng)價值，改善風(fēng)味，縮短加工周期。此外，氨肽酶還可作為調(diào)味品中的添加劑來使用[2-3]。在焙烤食品中添加氨肽酶，會使焙烤產(chǎn)品更松軟可口，且可延長其保質(zhì)期[4]。本文較為系統(tǒng)地綜述了氨肽酶在食品中的應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為其在食品行業(yè)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 氨肽酶催化反應(yīng)機理及分類

氨肽酶催化反應(yīng)機理為從蛋白質(zhì)或多肽的N端開始斷裂，產(chǎn)生游離的單個氨基酸。氨肽酶種類較多，分類方式也較多，但主要有以下3種分類方式。①根據(jù)催化多肽鏈斷裂釋放氨基酸殘基的數(shù)量，可分為氨肽酶、氨基二肽酶和氨基三肽酶[5]。②根據(jù)氨肽酶最適作用pH值不同分為酸性氨肽酶、中性氨肽酶、堿性氨肽酶[4]。③根據(jù)氨肽酶催化機理不同，可分為半胱氨酸、絲氨酸及金屬氨肽酶[6]。氨肽酶多為金屬氨肽酶（約占總數(shù)的70%），常與氨肽酶結(jié)合的金屬離子有Zn2+和Mn2+等，通常金屬氨肽酶的活性中心含有1～2個金屬離子[4]，其酶活性與金屬離子和三級結(jié)構(gòu)有關(guān)。

韓偉等[7]發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于醫(yī)藥上的氨肽酶主要分為氨肽酶N、氨肽酶P、氨肽酶A和氨肽酶W。①氨肽酶N特異性廣泛，其優(yōu)先作用于含丙氨酸和亮氨酸殘基的多肽或蛋白質(zhì)，研究表明在醫(yī)學(xué)上，氨肽酶N參與釋放腦咖啡肽氨基末端酪氨酸的過程，且其在腸促胰酶肽-8和神經(jīng)激肽A的新陳代謝過程中也扮演著重要角色。②氨肽酶P主要作用于降解膠原蛋白和肺部緩激肽，在一定濃度下氨肽酶P會被金屬絡(luò)合劑和2-疏基乙醇抑制。③氨肽酶A來源于人類血清中，水解底物為N末端的酸性殘基，如天冬氨酸和谷氨酸。氨肽酶A對嘌呤毒素、氨肽酶抑制劑和金屬螯合劑敏感均可被Ca2+激活。④氨肽酶W是一類典型的胞外酶，呈球狀蛋白，可優(yōu)先水解短鏈肽。

胡東華[8]研究發(fā)現(xiàn)，常見的氨肽酶有亮氨酸氨肽酶、蛋氨酸氨肽酶、精氨酸氨肽酶。①亮氨酸氨肽酶在食品行業(yè)中研究較多，有國外研究表明部分動物及微生物中的亮氨酰氨肽酶空間結(jié)構(gòu)較特殊，為一個六聚體，屬于金屬氨肽酶，可水解氨基端的蛋氨酸、精氨酸及亮氨酸殘基[9]。②蛋氨酸氨肽酶能選擇性的水解除去新生蛋白質(zhì)或多肽鏈的N端第一個氨基酸，即啟動子蛋氨酸。研究發(fā)現(xiàn)，蛋氨酰氨肽酶是蛋白水解酶且較依賴二價金屬離子，來源不同時對金屬離子的依賴程度也不相同。③精氨酸氨肽酶是一種可從肽類和多肽等的氨基末端將精氨酸或賴氨酸逐個游離出來的含氯巰基金屬酶。精氨酸氨肽酶結(jié)合其他氨肽酶廣泛應(yīng)用于食品中，可有效延長貨架期、提高肉品風(fēng)味。

2 氨肽酶的來源

氨肽酶來源廣泛，其普遍存在于動物組織、植物和微生物[4,10]中。但動植物體內(nèi)氨肽酶存在局限，其蛋白質(zhì)成分復(fù)雜、生長周期長、提取成本高[11-12]，且含量較低，而微生物發(fā)酵產(chǎn)氨肽酶可規(guī)避上述缺點，因此利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)氨肽酶已成為目前行業(yè)的發(fā)展趨勢。

3 氨肽酶在食品中的應(yīng)用

3.1 蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物脫除苦味

大分子蛋白質(zhì)在經(jīng)過酶解之后獲得的水解液中含有豐富的氨基酸和小分子肽，易被人體吸收利用，具有豐富的營養(yǎng)價值。但是蛋白水解液中經(jīng)常有苦味，這是蛋白質(zhì)在酶解之后暴露出疏水性氨基酸殘基造成的。苦味的存在限制了酶解液在食品、臨床、保健品等方面的應(yīng)用。IZAWA等[13]曾報道，使用氨肽酶水解酪蛋白和大豆蛋白，可通過水解去除蛋白質(zhì)氮端的亮氨酸、纈氨酸、異亮氨酸和苯丙氨酸等這類疏水性氨基酸，從而使苦味明顯降低。大豆分離蛋白水解液脫苦[1]則是采用亮氨酸氨肽酶協(xié)同堿性蛋白酶進行酶解，使游離的疏水氨基酸的含量顯著增加，苦味即可得到基本脫除。

3.2 作為調(diào)味品中的添加劑

氨肽酶作為風(fēng)味蛋白酶的主要成分與堿性蛋白酶組合應(yīng)用于酶解法制備酵母抽提物，其具有得率高、操作簡單、條件溫和、大分子物質(zhì)水解徹底及易控制等優(yōu)點，且利用該法制得的酵母抽提物復(fù)合調(diào)味料具有營養(yǎng)豐富且味道鮮美的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于雞精、調(diào)味湯料等調(diào)味品中[14-15]。

3.3 在肉制品加工過程中增加游離氨基酸的量

在肉制品加工和儲藏過程中，使用氨肽酶通過酶作用使游離氨基酸的量增加，從而改善肉制品的風(fēng)味。氨肽酶存在于動物體內(nèi)，趙改名等[16]對金華火腿進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在火腿加工過程中，精氨酰氨肽酶、丙氨酰氨肽酶及亮氨酰氨肽酶均有較高的酶活力，即這些氨肽酶可不斷降解肌肉蛋白，從而形成肉制品的風(fēng)味前體物，而肽可作為氨肽酶的底物[17]。國外對氨肽酶在肉制品加工過程中的作用進行了研究，發(fā)現(xiàn)在肉制品加工過程中其游離氨基酸的含量會持續(xù)增加，同時能檢測到亮氨酰氨肽酶、丙氨酰氨肽酶及精氨酰氨肽酶的殘余活力[18]。因此，在肉制品加工過程中，氨肽酶能使游離氨基酸的量增加，并提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，改善風(fēng)味，縮短加工周期。

3.4 改善烘焙食品的風(fēng)味

改善烘焙食品風(fēng)味的前提是對面粉進行改良，而傳統(tǒng)的面粉改良劑為溴酸鉀，已被證實致癌，因此新型酶制劑面粉改良得到廣泛推崇。氨肽酶與脂肪酶、葡萄糖氧化酶共同作用于面粉，不僅能提高面粉筋，還可使面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更具規(guī)律性，紋理清晰，改善組織，色澤潔白，調(diào)理面團，提高面粉的溶脹性，延緩淀粉老化，同時提供酵母的營養(yǎng)源，增強酵母發(fā)酵力等，因此能有效提高焙烤制品的品質(zhì)、改善烘焙食品的柔軟度及風(fēng)味[19-20]。

4 結(jié)語

氨肽酶除應(yīng)用在上述領(lǐng)域外，還可結(jié)合蛋白酶、淀粉酶等應(yīng)用在在其他領(lǐng)域，如蝦風(fēng)味調(diào)料、水解牛奶大豆等都已成為目前酶制劑應(yīng)用于食品中的研究熱點。隨著酶技術(shù)的不斷更新，氨肽酶在食品中的應(yīng)用前景將會越來越廣闊。