木瓜蛋白酶在食品加工中的應用

鄭昆，楊紅

（1.吉林化工學院，吉林吉林 132022；2.吉林工貿學校，吉林吉林 132012）

木瓜蛋白酶在食品加工中的應用

鄭昆1，楊紅2

（1.吉林化工學院，吉林吉林 132022；2.吉林工貿學校，吉林吉林 132012）

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

木瓜蛋白酶；食品加工；結構；作用

木瓜蛋白酶是一種存在于番木瓜莖葉與果實中的酶，其中未成熟的果實乳汁中的含量最高。木瓜蛋白酶的穩定性較高，而且對外界的環境耐受性較好，能夠適應高溫環境，在高溫環境中活性依舊較強。木瓜蛋白酶對蛋白質的水解能力較強，適用范圍很廣泛，對很多蛋白質都可以應用，因此在很多行業中都有廣泛應用。在食品加工行業中，酶是一種不可或缺的物質，木瓜蛋白酶在食品加工中的應用也十分廣泛，如肉類嫩化、啤酒澄清、魚類加工等都會使用木瓜蛋白酶。

1 木瓜蛋白酶

1.1 木瓜蛋白酶簡介

木瓜蛋白酶是一種適用性強的植物蛋白酶，純天然，安全、沒有毒素，在食品加工行業中的應用十分廣泛，屬于一種健康安全的食品添加劑，在啤酒釀造、肉類嫩化過程中有十分廣泛的應用。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、脂肪、麥芽糖等大分子物質水解成為氨基酸、多肽等物質，有助于人體消化吸收，十分適合消化系統不好的人群，如老人、兒童等。木瓜蛋白酶能夠有效轉化肉質湯料，用于各種高級便捷的食品生產。木瓜蛋白酶的酶促反應具有專一性，所以木瓜蛋白酶在食品加工過程中的副產品很少，更有利于產品的健康安全，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成本。

1.2 木瓜蛋白酶的組成與結構

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個氨基酸殘基。其主要存在于未成熟番木瓜果實中，同時，未成熟的番木瓜果實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，可以作用的物質范圍較廣，可以水解蛋白質、多肽等物質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中的應用

2.1 豆類食品

豆類是蛋白質含量十分豐富的一類食品，人們在補充蛋白質時一般都會選擇豆類產品。豆類的其他營養價值也很高，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會存在等電點易沉淀、黏度隨濃度增高而升高的問題，所以在蛋白質水解過程中要使用酶改善大豆蛋白的理化性質，從而使得大豆蛋白發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，所以為了充分發揮出木瓜蛋白酶的作用，可以在反應過程中添加半胱氨酸、亞硫酸鈉、異Vc鈉等添加劑，對木瓜蛋白酶進行保護。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，然后利用木瓜蛋白酶水解大豆蛋白，具體反應是，在豆腐凝膠形成過程中，首先會使大豆蛋白適當展開，暴露出原本處于蛋白質分子內部的-SH、-S-S-和疏水性氨基酸，然后再通過蛋白質分子之間的相互作用，使得蛋白質聚集形成凝膠。經過研究發現，木瓜蛋白酶最佳的反應溫度為85℃，蛋白質濃度為7.5%，膠凝時間大約為221.1s，木瓜蛋白酶在大豆蛋白的分子之間的反應過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程中的應用主要體現在嫩化肉類方面，可以降解膠原纖維以及結締組織，膠原纖維和結締組織是肉類產品中的重要部分，在降解時，可以將肌動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品時消化和吸收。當前市場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程中，其效果與作用的時間長短有很大關系，也與木瓜蛋白酶的用量有關，使用過程中常用的方法有兩種，一種是在肉類宰前注射，這在歐美國家中的應用比較普遍；另一種是在肉類宰后浸泡，通常采用濃度為5%～10%的酶溶液對肉類進行處理。

2.3 啤酒工業

在生物化工制造業中，啤酒釀造是一種重要的工業。啤酒是一種不穩定的膠體溶液，包括多酚、蛋白質兩種主要物質，而且多酚和蛋白質的含量十分高，一般蛋白質的含量為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，一般在生產過程中會添加非生物穩定劑。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程中的穩定劑，在糖化過程中使用木瓜蛋白酶還可以解決麥芽溶解不好的問題，啤酒發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題，提高啤酒的非生物穩定性。但由于啤酒中蛋白質含量有限，酶的濃度過高就會使得酶與啤酒中的多酚以及單寧結合，從而產生了不溶性膠體或沉淀，增加啤酒的渾濁度。經過實踐發現，在啤酒制造過程中將木瓜蛋白酶的濃度控制每100mL對應0.08mg時，啤酒的澄清效果最好。

3 結語

木瓜蛋白酶是一種應用十分廣泛的酶，在食品加工行業、工業生產等過程中都有十分廣泛的應用，使用木瓜蛋白酶進行食品加工或者工業生產時，必須要加強對酶的用量、使用方法、溫度等方面的控制，提高酶活性。

[1]熊華.木瓜蛋白酶的應用研究進展[J].食品與發酵科技,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用[J].中國食物與營養,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。