木瓜蛋白酶的研究进展

1、木瓜蛋白酶的研究进展一 木瓜蛋白酶的简介二 木瓜蛋白酶的提取三 木瓜蛋白酶的固定化四 木瓜蛋白酶的应用五 木瓜蛋白酶的展望一 木瓜蛋白酶的简介中文名称：木瓜蛋白酶，别名番木瓜酶,木瓜朊酶,番瓜酵素,木瓜酶英文名称：papain 定义：一种蛋白水解酶，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 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

2、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PH值67，在中性或偏酸性时亦有作用，等电点（pI)为8.75；最适合温度5565，耐热性强，在90时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活二 木瓜蛋白酶的提取1.超滤法提取木瓜蛋白酶 先将中空纤维超滤膜洗净，经过处理后，控制一定压力和流量，进行超滤。 实验结果表明，超滤后木瓜蛋白酶的活力是超滤前的1.22倍，蛋白质含量为超滤前的2.8倍，说明超滤后木瓜蛋白酶的纯度有所增加。2.盐析法提取木瓜蛋白酶 王丽彬等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。 用该法制

3、备的木瓜蛋白酶纯度相对较高，酶的比活力达到了1184U/mg，适宜作为化妆品成分。 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。 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9597%。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。4.超声波法提取木瓜蛋白酶 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。 结

4、果表明：超声功率300W，超声时间200s，果浆质量分数30%，这时酶活力是未经超声波处理的1.71倍。5.亲和膜色谱法提取木瓜蛋白酶 亲和膜色谱技术是一种20世纪80年代末发展起来的生物大分子分离纯化的新技术，把膜分离与亲和分离结合起来，使之兼具膜分离与亲和分离的特点。 聂华丽等实验表明，亲和膜具有良好的色谱性能，对木瓜蛋白酶有较高的吸附量（235.3mg/g），使用该亲和膜对木瓜粉中的木瓜蛋白酶进行分离纯化，纯化倍数可达46.5倍。 亲和膜色谱与传统的膜分离、亲和色谱相比，不仅具有纯化倍数高、压降小，分析时间短、生物大分子在分离过程中变性机率小，允许较快的加料速度等特点，而且比柱亲和色谱更

5、易实现规模化纯化分离。6.双水相萃取提取木瓜蛋白酶 双水相萃取是利用物质在不相溶的两水相间分配系数的差异进行萃取的方法。 结果表明，用8%的聚乙二醇和15%的硫酸铵组成的双水相体系对木瓜蛋白酶的提取效果最好，酶的活力可达1659U/mg，收率为86.2%。 双水相萃取具有目标产物收率高、易于连续化操作、不存在有机溶剂残留、分离过程经济等优点。三 木瓜蛋白酶的固定化 由于木瓜蛋白酶价格昂贵且无法重复利用，促使人们研究和制备固定化木瓜蛋白酶。固定化的木瓜蛋白酶可以避免其在酸碱和有机介质中失活，实现酶的反复利用，达到节约生产成本的目的。常用的固定化方法有吸附法、载体交联法和包埋法。1.吸附法 利用固

6、体吸附剂将酶或含酶菌体吸附在其表面而使酶固定化的方法称为吸附法。常用的吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羧基磷灰石等。 方焕等人用经磷酸缓冲液处理后的多孔陶瓷膜作为固定化酶的载体，采用物理吸附法固定木瓜蛋白酶。结果表明，当溶液酶质量浓度为1.02.0mg/mL、p H为7 . 0、固定2 h时，固定化酶的活力最高可达111.1U/g，活力回收达57.9%，半衰期为54d。2.载体交联法 交联法是采用双功能试剂使酶分子之间或酶分子与固相载体之间发生交联作用而制成固定化酶的方法。常用的双功能试剂有戊二醛、己二胺等。 高明侠等以壳聚糖为载体、戊二醛为交联剂固定化木瓜蛋白酶，研

7、究结果表明壳聚糖固定化木瓜蛋白酶的最佳条件为：壳聚糖浓度2.5%，加酶量0.3g/g，时间6h，温度15，pH7.5，酶活力回收率38.98%。固定化酶重复使用五次，酶活力仍保持50%以上3.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。 金锋采用微孔淀粉-海藻酸钠包埋法固定化木瓜蛋白酶，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%，CaCl2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。四 木瓜蛋白酶在食品工业应用1.作为肉类嫩化剂 随着人们生活

8、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。 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。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5560，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。2.作为啤酒品质改良剂 木瓜蛋白酶能水解啤酒内的蛋白质，部分水解一些已形成的复合物，产生更多的多肽或氨基酸，保证啤酒在

9、冷冻过程中的高清澈度，同时改善啤酒口感及原有多肽和氨基酸的组成和比例，有效地改良啤酒品质。3.作为饼干松化剂 在饼干、糕点中使用木瓜蛋白酶可以通过破坏巯基，降低面团筋度、提高饼干疏松度，使其成型性好，饼色油润，减少次品率、提高成品率；此外还可减少油脂和糖的用量。适用于各种风味的高、中、低档饼干、糕点及面包的制造。4.用于调味品生产 啤酒酵母菌是啤酒工业的一个附产物，通过木瓜蛋白酶分解而提取香味浓郁的酵母抽提物，经调味后可制得酵母调味酱，它作为一种优良的调味品提高了酵母菌的价值和利用率。5.用于营养保健品工业 木瓜蛋白酶用于保健食品主要有两种途径：一种途径是辅助消化，可做成肠溶片，口服以达到消除消化紊乱的目的；另一种途径是将一些含有特殊蛋白源的动植物分解制成各种营养保健液。6.用于宠物食品生产 用木瓜蛋白酶对宠物食品进行处理，可以减少宠物食品的黏稠性，改善口感，增加风味。由于木瓜蛋白酶还具有驱虫效果，也可以用番木瓜汁来驱除哺乳动物宿主肠道内的线虫。五 木瓜蛋白酶的展望 目前，木瓜蛋白酶被广泛地应用于食品行业，如肉类、啤