第五章蛋白酶溶菌酶要点.ppt

第五章 蛋白酶、溶菌酶 （2学时） 主要内容： 1蛋白酶 蛋白酶是食品工业中最重要的一类酶。在干酪生产、肉类嫩化和植物蛋白质改性中都大量使用蛋白酶。人体消化道中存在的胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶使人体摄入的蛋白质水解成小分子肽和氨基酸。 蛋白酶水解示意图： 1.1蛋白质的特异性要求 1、R1和R2基团的性质： 胰凝乳蛋白酶仅能水解R1是酪氨酸、苯丙氨酸或色氨酸残基的侧链的肽键；胰蛋白酶仅能水解R1是精氨酸或赖氨酸残基的侧链的肽键。 胃蛋白酶和羧肽酶对R2基团具有特异性要求，如R2是苯丙氨酸残基的侧链，那么这两种酶能以最高速度水解肽键。 2、氨基酸构型： 必须是L型的，天然蛋白质均属L型。 3、底物分子大小： 对于胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶，底物分子大小不重要，如前述。 4、X和Y性质：X、Y可以是-H、-OH，也可以继续衍生出去。 （1）如果是肽链内切酶，在R1、R2能满足特异性要求的前提下，肽链就能裂开，显然X和Y必须继续衍生出去，内切酶活力才表现出最高。X、Y可以是氨基酸残基。 （2）对于肽链端解酶的羧肽酶，要求底物中Y是一个-OH，其特异性对R2有严格要求。在X不是-H时，可表现高活力。 （3）对于肽链端解酶的氨肽酶，要求底物中X是一个-H，优先选择Y不是-OH，特异性表现在R1上。 5、对肽键的要求： 大多数蛋白酶不仅限于水解肽键，尚能作用于酰胺（-NH2）、酯（-COOR）、硫羟酸酯（-COSR）和异羟污酸（-CONHOH） 胃蛋白酶和其它一些酸性蛋白酶对水解键有较高识别能力。如肽键→脂键，即使R2满足要求也不能作为底物。 1.2蛋白酶分类： 1.3木瓜蛋白酶： 其酶活性部位中含有巯基，属巯基蛋白酶。 木瓜蛋白酶存在于木瓜汁液中，分子量23900。 至少有3个氨基酸残基存在于酶的活性部位，它们是Cys25（半胱）、His159（组）和Asp158（天冬）。 当Cys25被氧化剂氧化或与重金属离子结合时，酶活力被抑制，而还原剂半胱氨酸（或亚硫酸盐）或EDTA能恢复酶的活力。 还原剂作用：从-S-S——-SH，EDTA螯合重金属离子。 木瓜蛋白酶在pH5时，有良好稳定性，而在pH3或11时酶很快失活，最适pH随底物改变。 木瓜蛋白酶具有较高的耐热性，酶液在pH7和70度下加热30分钟，而使牛乳凝结的活力仅下降20%。 木瓜蛋白酶对酯和酰胺类底物表现出很高的活力。 1.4酸性蛋白酶：（重点介绍凝乳蛋白酶） 酸性蛋白酶是指蛋白酶具有较低的最适pH，而不是指酸性基团存在于酶的活性部位。酶的活性部位含有一个或更多的羧基。 有胃蛋白酶、凝乳酶 凝乳酶是存在于哺乳期小牛第四胃中的蛋白酶，以无活性的酶原形式被分泌出来。随着小牛的长大，由摄取母乳改变成青草和谷物时，凝乳酶的数量下降，而胃蛋白酶的数量增加。 凝乳酶从无活性酶原转变成活性酶时经受了部分水解，分子量从36000下降到31000，pH5时酶原主要通过自身催化作用激活，而在pH2时，激活过程进行得非常快。 凝乳酶在pH5.3~6.3最稳定，在pH3.5~4.5由于自我消化而失活。在中性和碱性范围，无凝乳活力。 凝乳酶催化酪蛋白沉淀是干酪制造中非常重要的一步。 原料乳杀菌——添加发酵剂、凝乳酶、色素——凝块形成——排除乳清——切块、搅拌、加热（CaCl20.01%）——成型压榨——腌渍——发酵成熟——上色挂蜡——成品 1.5 蛋白酶水解蛋白质的苦味来源： 水解蛋白酶的苦味和蛋白质原有的氨基酸组成有关。特别是蛋白质中的疏水性氨基酸是导致蛋白质经水解后产生苦肽的重要原因。当蛋白质处于天然状态时，这些氨基酸埋藏在蛋白质结构的内部，因而对蛋白质的味道不会产生明显的影响。在酶水解过程中，小肽的数量将增加，从而暴露了这些疏水性氨基酸，当它们同味蕾相作用时就产生了苦味。 如果采取有控制的酶水解，使蛋白质的水解反应停止在某一个阶段，使肽键具有足够的长度将疏水性氨基酸埋藏在它的结构内部，就能减少水解蛋白质的苦味。 一般，20%左右的蛋白质水解，不易生成苦味肽。 1.6蛋白酶作为食品添加剂的应用： 1.6.1作为肉类嫩化剂 菠萝炒牛肉 多使用木瓜蛋白酶。从宰杀老龄的动物得到的肉类，经烧煮后口感粗糟和坚硬。肉类中存在一定数量的胶原蛋白质，胶原蛋白质中的交联数目和强度随动物年龄的增加而提高。木瓜蛋白酶作用效果从肉类感官评定和剪切力测定中可以看出。 1.6.2绿茶饮料浑浊： 浑浊物质主要是由蛋白质（15~65%）和多酚类化合物（10~35%），通称茶乳酪（creamy）,是绿茶饮料生产中的关键，添加木瓜蛋白酶除去绿茶浸提液中的蛋白质，对稳定绿茶饮料