木瓜蛋白酶的提取及應(yīng)用研究進展

1、木瓜蛋白酶的提取及應(yīng)用研究進展木瓜蛋白酶的提取及應(yīng)用研究進展趙電波，陳茜，張麗堯(鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州450002)摘要：本文主要介紹木瓜蛋白酶的組成，重點闡述提取方法、提取工藝的研究進展，進一步介紹木瓜蛋白酶在食品工業(yè)特別是在食品加工中的應(yīng)用，并對其在醫(yī)藥、化工及未來食品加工方面的應(yīng)用前景進行展望。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：木瓜蛋白酶；提取工藝；食品加工；應(yīng)用ProgressofExtractionApplicationof

2、TechnologyofPapainZHAODianboCHENXiZHANGLiyao（CollegeofFoodBiotechnologyEngineeringZhengzhouUniversityofLightIndustryHenanZhengzhou450002P.R.China）Abstract:Thecompositionofpapainwasdescribeditsextractionmethodsresearchofe

3、xtractiontechnologyhadbeenhighlighted.Applicationsofpapaininfoodindustryparticularlyinfoodprocessingitwasfurtherdescribeditsapplicationsinpharmaceuticalchemicalindustrythefutureprospectsoffoodprocessinghavebeenprospected

4、inthisarticle.Keywds:papainextractiontechnologyfoodprocessingapplication中圖分類號：TS201.1文獻標(biāo)識碼：A文章編號：10018123(2010)11001905木瓜蛋白酶（papain）來源于未成熟番木瓜（Caricapapaya）果實的新鮮乳汁，是一種含疏基（SH）肽鏈的內(nèi)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

5、水解能力；同時還具有合成的功能，能把蛋白水解物合成為類蛋白質(zhì)。工業(yè)用的木瓜蛋白酶一般都是未經(jīng)純化的多酶體系。現(xiàn)已知經(jīng)木瓜乳汁干燥而得的木瓜蛋白酶至少含有四種主要酶類：木瓜蛋白酶（papain）、木瓜凝乳蛋白酶（chymopapain）、木瓜蛋白酶Ω（papayaproteinaseΩ）、木瓜凝乳蛋白酶M（chymopapainM）[1]，其中木瓜凝乳蛋白酶的含量最多，占可溶性蛋白的45%。木瓜蛋白酶易溶于水和甘油，水溶液為無色或淡黃色，

6、有時呈乳白色；幾乎不溶于有機溶劑。它的最適pH值為5.7（一般3～9.5皆可），在中性或偏酸性時亦有作用；最適溫度為55～60℃（一般10～85℃皆可），耐熱性強，在90℃時也不會完全失活；受氧化劑抑制，還原性物質(zhì)激活。1木瓜蛋白酶的提取工藝1.1過去的常規(guī)提取方法木瓜蛋白酶最原始的提取方法是烘干法，就是在番木瓜漿液中加入保護劑，然后將漿液離心，取上清液放置于鼓風(fēng)干燥箱中，在55～60℃烘干，粉碎后即得到粗酶制品。乙引等[2]用這種方法

7、所獲得的酶得率為23.1%，但此法不利于酶活的保持，其酶活力僅為0.16105Ug，且產(chǎn)品的純度較低。木瓜蛋白酶的提取也曾廣泛采用單寧沉淀法，乙引等[2]用單寧沉淀法提取了木瓜蛋白酶。先將番木瓜乳汁離心，于上清液中緩慢加入已溶解的單寧溶液，不斷攪拌，使溶液中單寧達到一定濃度。靜置，沉淀單寧酶復(fù)合物，調(diào)節(jié)pH值，沉淀后進行真空干燥，得到酶制品。結(jié)果表明，這種方法生產(chǎn)的酶得率較低，僅有7.3%，但酶活力較高，為3.53105Ug。但是這種方

8、法存在環(huán)境污染等問題。1.2目前較為常見的提取方法目前生產(chǎn)中多采用超濾、絮凝、鹽析等方法提取木瓜蛋白酶。1.2.1超濾法提取木瓜蛋白酶非特異性吸附，并偶聯(lián)染料配體CibacronBlueF3GA，得到一種新型的親和膜色譜材料，并用其對木瓜蛋白酶進行分離。結(jié)果表明，該親和膜具有良好的色譜性能，對木瓜蛋白酶有較高的吸附量（235.3mgg），使用該親和膜對木瓜粉中的木瓜蛋白酶進行分離純化，純化倍數(shù)可達46.5倍。親和膜色譜與傳統(tǒng)的膜分離、親

9、和色譜相比，不僅具有純化倍數(shù)高、壓降小，分析時間短、生物大分子在分離過程中變性機率小，允許較快的加料速度等特點，而且比柱親和色譜更易實現(xiàn)規(guī)?；兓蛛x[11]。1.3.3雙水相萃取提取木瓜蛋白酶雙水相萃取是利用物質(zhì)在不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異進行萃取的方SaroteN等[12]人用雙水相法提取了木瓜蛋白酶，結(jié)果表明，用8%的聚乙二醇和15%的硫酸銨組成的雙水相體系對木瓜蛋白酶的提取效果最好，酶的比活力可達1659Umg，收率為86.

10、2%。雙水相萃取具有目標(biāo)產(chǎn)物收率高、易于連續(xù)化操作、不存在有機溶劑殘留、分離過程經(jīng)濟等優(yōu)點，在木瓜蛋白酶的制備中應(yīng)有一席之地，但我國目前尚無這類報道。隨著木瓜蛋白酶應(yīng)用的不斷開發(fā)，對木瓜蛋白酶的純度要求也越來越高。因此迫切需要特異性更大的制備木瓜蛋白酶的方法。開發(fā)雙水相萃取技術(shù)，作為有效的高純度木瓜蛋白酶的分離提取方法，是很有意義的?？傊竟系鞍酌傅奶崛》椒ㄍǔ２痪哂械湫托裕话愣际躯}析、過濾、離心、濃縮、結(jié)晶、干燥等各種方法的排列組

11、合?？梢愿鶕?jù)酶的理化性質(zhì)，對提取工藝進行優(yōu)化，力求最大限度地利用資源，以及實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。2木瓜蛋白酶的固定化由于木瓜蛋白酶價格昂貴且無法重復(fù)利用，促使人們研究和制備固定化木瓜蛋白酶。固定化的木瓜蛋白酶可以避免其在酸堿和有機介質(zhì)中失活，實現(xiàn)酶的反復(fù)利用，達到節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。常用的固定化方法有吸附、載體交聯(lián)和包埋法。2.1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稱為吸附法。常用的吸附劑有活性炭、氧化鋁、硅

12、藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅膠、羧基磷灰石等。方煥等[13]人用經(jīng)磷酸緩沖液處理后的多孔陶瓷膜作為固定化酶的載體，采用物理吸附法固定木瓜蛋白酶。結(jié)果表明，當(dāng)溶液酶質(zhì)量濃度為1.0～2.0mgmL、pH為7.0、固定2h時，固定化酶的活力最高可達111.1Ug，活力回收達57.9%，半衰期為54d。2.2載體交聯(lián)法交聯(lián)法是采用雙功能試劑使酶分子之間或酶分子與固相載體之間發(fā)生交聯(lián)作用而制成固定化酶的方法。常用的雙功能試劑有戊二醛、己二胺等。