木瓜蛋白酶在农业上的应用

温度对木瓜蛋白酶活性的影响

实验目的

1.1 掌握蛋白酶活性的测定方法

1.2 理解酶促反应的最佳温度、酶的热稳定性 1.3 了解蛋白酶的催化反应机理

2 实验原理

酶既具备一般非生物催化剂的加快反应速度的功能，又具有一般催化剂所不具备的生物大分子的特征。

酶与一般非生物催化剂相比，具有以下几个特点：

a.酶的主要成分是蛋白质。b.酶促反应所需的活化能较低。c.酶的催化效率非常高。d.酶具有高度的专一性。

影响酶作用的因素有酶的浓度、底物浓度、pH、温度、激活剂及抑制剂等。

木瓜蛋白酶属于中性蛋白酶，它的催化作用受温度的影响较大。在最适温度下，酶的反应速度最高。大多数动物酶的最适温度为37-40℃，植物酶的最适温度为50-60℃。另外，酶的热稳定性也是酶性质研究的重要内容。酶对温度的稳定性与其存在形式有关。有些酶的干燥制剂，虽加热到100℃，其活性并无明显的改变，但在100℃的溶液中却很快地完全失去活性，但不能使酶失活。

木瓜蛋白酶是一种具有广泛底物专一性的巯基类蛋白酶。有很强的分解蛋白质的能力，此外还具有水解酰胺键和酯键的特性。由于它具有适用pH范围广，热稳定性好等优点，广泛应用于食品，工业，医药生产中。

位于木瓜蛋白酶

木瓜蛋白酶在食品加工中的应用

1 木瓜蛋白酶的概述

木瓜酶是一种运用很广泛的植物蛋白酶，纯天然，安全无毒素，在食品加工业中应用广泛，属于食品添加剂，已在啤酒酿造和肉类嫩化等行业被普遍应用。 利用木瓜酶的酶促反应，可把食品中的大分子的营养物质（如蛋白质、脂肪、麦芽糖、纤维素等）水解成小分子的氨基酸或多肽等，有助消化，易于人体吸收，十分适合体弱或消化系统疾病患者的营养需要，更利于老人、儿童、病人的消化吸收；木瓜酶能有效转化肉质汤料，用于生产高级方便食品。可制成肉类嫩化剂、酒类澄清剂、饼干松化剂、高级口服液、保健食品、营养食品等。由于酶促反应的专一特性，使得应用木瓜酶制剂的食品加工过程中副产品极少，更便于产品的提纯和简化工艺步骤；木瓜酶反应条件温和、催化效率高、安全性高、能有效降低食品生产成本，提高食品质量，增加收入。

2 木瓜蛋白酶的组成与结构

未成熟番木瓜果实中含有木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶A、木瓜凝乳蛋白酶B、木瓜肽酶B等多种蛋白水解酶。且已知4种半胱氨酸蛋白酶的一级结构具有高度的同源性。其中木瓜蛋白酶属巯基蛋白酶 可水解蛋白质和多肽中精氨酸和赖氨酸的羧基端，并能优先水解在肽键的N端具有2个羧基的氨基酸或芳香L氨基酸的肽键。木瓜蛋白酶

木瓜蛋白酶在食品工业中应用的研究进展

江甜

（武汉轻工大学，湖北武汉 430023）

摘要：本文主要介绍木瓜蛋白酶，重点阐述提取方法、提取工艺的研究进展，进一步介绍木瓜蛋白酶在食品工业特别是在食品加工中的应用，并对其在医药、化工及未来食品加工方面的应用前景进行展望。 关键词：木瓜蛋白酶；提取工艺；食品加工；应用

Applications of papain in the food industry

JIANG Tian

（Wuhan Polytechnic University，Wuhan, 430023）

Abstract: The papain was described, and its extraction methods, research of extraction technology had been highlighted. Applications of papain in food industry, particularly in food processing it was further described, and its applications in pharmaceutical, chemical ind

木瓜蛋白酶最适PH值和温度

木瓜蛋白酶﹙Papain﹚是由种植的番木瓜未成熟果实中割取乳液经采用生物技术提取、微滤、超滤、冷冻干燥提练而得的纯天然、健康、安全、高效的生物酶制剂。本品是蛋白酶混合物，含木瓜蛋白酶、木瓜凝乳酶、木瓜肽酶。有很强的蛋白水解催化活性及凝乳、溶菌活性，还具备脂解能力及蛋白合成能力，主要是催化蛋白质水解，切割分解点很多，优先分解精氨酸，苯丙氨酸的肽鍵。木瓜蛋白酶是由212个氨基酸组成，分子量为21000，属于含疏基﹙—SH﹚肽链内切酶，由于木瓜蛋白酶具有酶活高，热稳定性好，可广泛应用于食品、医药、日化、饲料、皮革及纺织等行业。

一、 酶解原理

在一定温度，PH值及底物浓度下，木瓜蛋白酶能够分解蛋白质生成蛋白胨，多肽及氨基酸等物质。

二、 活力定义

紫外光分光度法：在测定条件（37±0.2℃；PH值7.0）每分钟水解酪蛋白释出的三氯乙酸可溶物在275nm波长有吸光度与1微克酪氨酸的吸光度相当时，所需的酶量即为一个活力单位，用u/g表示。

三．木瓜酶最适PH值

木瓜蛋白酶的最适pH值：每个酶都有最适pH，在此pH下催化反应的速率是它的最高值。木瓜蛋白酶可进行催化反应的pH作用范围是3.5~9，最适pH范围是5~7。

四、木瓜

木瓜蛋白酶最适PH值和温度

木瓜蛋白酶﹙Papain﹚是由种植的番木瓜未成熟果实中割取乳液经采用生物技术提取、微滤、超滤、冷冻干燥提练而得的纯天然、健康、安全、高效的生物酶制剂。本品是蛋白酶混合物，含木瓜蛋白酶、木瓜凝乳酶、木瓜肽酶。有很强的蛋白水解催化活性及凝乳、溶菌活性，还具备脂解能力及蛋白合成能力，主要是催化蛋白质水解，切割分解点很多，优先分解精氨酸，苯丙氨酸的肽鍵。木瓜蛋白酶是由212个氨基酸组成，分子量为21000，属于含疏基﹙—SH﹚肽链内切酶，由于木瓜蛋白酶具有酶活高，热稳定性好，可广泛应用于食品、医药、日化、饲料、皮革及纺织等行业。

一、 酶解原理

在一定温度，PH值及底物浓度下，木瓜蛋白酶能够分解蛋白质生成蛋白胨，多肽及氨基酸等物质。

二、 活力定义

紫外光分光度法：在测定条件（37±0.2℃；PH值7.0）每分钟水解酪蛋白释出的三氯乙酸可溶物在275nm波长有吸光度与1微克酪氨酸的吸光度相当时，所需的酶量即为一个活力单位，用u/g表示。

三．木瓜酶最适PH值

木瓜蛋白酶的最适pH值：每个酶都有最适pH，在此pH下催化反应的速率是它的最高值。木瓜蛋白酶可进行催化反应的pH作用范围是3.5~9，最适pH范围是5~7。

四、木瓜

蛋白酶酶切位点

蛋白酶的分类及作用位点 蛋白酶 氨基肽酶 菠萝蛋白酶 羧肽酶A 羧肽酶B 羧肽酶Y 分类 金属蛋白酶 巯基蛋白酶 锌金属蛋白酶 锌金属蛋白酶 丝氨酸羧肽酶 作用位点 已知抑制物 带有自由氨基的L-氨基酸氨基末端；2，2，双吡啶，1．1()-菲咯啉 不分解由X-Pro、D或Q组成的肽键 无特异性 α2巨球蛋白，TPCK，TLCK，烷化 带有自由氨基酸的L-氨基酸羧基端；EDTA，EGTA 不能分解R、P或羟脯氨酸 K- Lys，R- Arg羧基端 氨基酸羧基端 EDTA，EGTA，碱性氨基酸 PMSF 组织蛋白酶C 琉基蛋白酶 胰凝乳蛋白酶 丝氨酸蛋白酶 胶原酶 dispase 金属蛋白酶 金属蛋白酶 氨基端双肽，可通过K，R或P氨基醋酸碘， 甲醛 端作为第二或第三个氨基酸封闭 在F- Phe,T- Thr或Y- Tyr之后 在P-X-G-P肽链中X之后 无特异性 在R- Arg之后 在E- Glu/Gln或D- Asp之后 在K- Lys之后 在D-D-D-D-K-肽链中K之后 在R- Arg之后 无特异性 在一些R- Arg之后 抑肽酶,PMSF,TPCK,α-巨球蛋白 EDTA,EGTA,还原剂,但无血清

蛋白酶酶切位点

蛋白酶的分类及作用位点 蛋白酶 氨基肽酶 菠萝蛋白酶 羧肽酶A 羧肽酶B 羧肽酶Y 分类 金属蛋白酶 巯基蛋白酶 锌金属蛋白酶 锌金属蛋白酶 丝氨酸羧肽酶 作用位点 已知抑制物 带有自由氨基的L-氨基酸氨基末端；2，2，双吡啶，1．1()-菲咯啉 不分解由X-Pro、D或Q组成的肽键 无特异性 α2巨球蛋白，TPCK，TLCK，烷化 带有自由氨基酸的L-氨基酸羧基端；EDTA，EGTA 不能分解R、P或羟脯氨酸 K- Lys，R- Arg羧基端 氨基酸羧基端 EDTA，EGTA，碱性氨基酸 PMSF 组织蛋白酶C 琉基蛋白酶 胰凝乳蛋白酶 丝氨酸蛋白酶 胶原酶 dispase 金属蛋白酶 金属蛋白酶 氨基端双肽，可通过K，R或P氨基醋酸碘， 甲醛 端作为第二或第三个氨基酸封闭 在F- Phe,T- Thr或Y- Tyr之后 在P-X-G-P肽链中X之后 无特异性 在R- Arg之后 在E- Glu/Gln或D- Asp之后 在K- Lys之后 在D-D-D-D-K-肽链中K之后 在R- Arg之后 无特异性 在一些R- Arg之后 抑肽酶,PMSF,TPCK,α-巨球蛋白 EDTA,EGTA,还原剂,但无血清

菠萝蛋白酶提取

一． 实验目的:

1.了解菠萝蛋白酶的基本性质，设计提取方法并测性其蛋白总量及酶活性； 2.计算从菠萝中提取菠萝蛋白酶时每步的回收率，判断提取方法的优劣。

二．实验原理：

菠萝蛋白酶外观为白色至浅棕黄色无定形粉末；可溶于水，水溶液无色至淡黄色，有时有乳白光，不溶于乙醇、氯仿和乙醚；属糖蛋白。主要作用原理是使多肽类水解为低分子量的肽类，尚有水解酰胺基键和酯类的作用。其作为一种食品添加剂可用于肉质嫩化,啤酒澄清,还用于干酪、明胶及水解蛋白的生产。 在医药上它可以治疗水肿及多种炎症；它能迅速溶痂,对正常组织无害,不影响植皮,适用于中小面积深度烧伤的治疗。

提取菠萝蛋白酶的传统工艺是高岭土吸附法和单宁沉淀法。 高岭土吸附法生产工艺和操作都比较复杂,原材料消耗多,所需设备也多,酶活总回收率低,但产品质量较好,纯度较高,单宁沉淀法工艺和操作比高岭土法简单,原材料消耗少,所需设备少,但酶活回收率低。 有些研究用超滤法对传统工艺进行了改革,不仅使菠萝蛋白酶产品更纯,而且酶粉得率比传统工艺高,但超滤法生产工艺和和操作比上述两种方法复杂,工人素质要求高,且设备一次性投资大。 本实验采用新型吸附法提取菠萝蛋白酶,步骤简单,产率比传统方法有所提高,是

杆菌类产生蛋白酶分解蛋白质。

蛋白酶产生菌的筛选

组别：第*组 班级：生工**班 组员：*** 指导老师：***

一、实验目的

杆菌类产生蛋白酶分解蛋白质。

学习从自然界中分离蛋白酶产生菌

二、实验内容

蛋白酶产生菌的分离

三、实验原理

许多细菌和霉菌产生蛋白酶，细菌中的芽孢杆菌是最常见的蛋白酶产生菌。本实验将土壤样品悬液加热处理，杀死非芽孢细菌及其他微生物后进行划线分离得到芽孢杆菌，将其接种到奶粉培养平板并进行培养，根据奶粉平板的水解圈做初筛。将初筛的蛋白酶产生菌接入产酶培养基振荡培养，测定蛋白酶的活力，最终得到产蛋白酶的芽孢杆菌。也可直接将细菌接种到奶粉培养平板进行培养，分离筛选其他蛋白酶产生菌。

四、实验材料和用具

1.材料：土壤样品

2.试剂：牛肉膏蛋白胨培养及平板、奶粉培养基平板、45mL

无菌水（带玻璃珠）、芽孢染色液、

3.仪器及用具：紫外分光光度计、显微镜、恒温水浴锅、摇

床、酒精灯、接种针、游标卡尺、无菌移液管、无菌试管、量筒、容量瓶、漏斗、试剂瓶、漏斗、载玻片、滤纸、擦镜纸。

杆菌类产生蛋白酶分解蛋白质。

五、操作步骤

（一） 配制所需培养基 按照以下配方配制所需的培养基

牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏 0.5g，蛋白胨 1g，NaCl 0.5g，

琼脂 1.5～

水产动物酶活性测定方法

一、分析样品的采取与处理

每箱随机各取3尾异育银鲫，称重,于冰盘上解剖，取出肠道和肝胰脏,测定肠道长度，剔除脂肪组织，用4℃冷却的去离子水冲洗；然后用滤纸轻轻吸去水分，放入—26℃冰箱中迅速冷却保存，供测酶活性用。 二、酶液的制备

将肝胰脏及肠组织缓慢解冻后，肠道匀分三等份，从前、中、后肠分别取有代表性食靡0.5g，放入离心塑料管中，加4ml，4℃冷却去离子水稀释，4℃下离心20min（13，000g），上清液标号分装，并与4℃冰箱中冷却保存，24Hr待测。

将肝胰脏及肠道组织用4℃去离子水清除肠道内容物后，用滤纸吸去表面水，取样各1.0g。按样品重量加10倍的4℃冷却去离子水在冰浴下匀浆（稀释匀浆液匀浆4min,800rpm匀浆玻璃管外设冰浴）。匀浆液在4℃下离心20分钟（13，000g），上清液标号分装，并于4℃冰箱冷却保存，24Hr内测定完毕。

酶粉及饲料：

取2．0克酶粉，先用10倍PH7.0缓冲液溶解，并放在40℃水浴中恒温30分钟，过滤留置滤液待测。测定前再稀释10倍，20倍，100倍即可。

取2.0克饲料，加PH7.0缓冲液20ml溶解, 并放在40℃水浴中恒温30分钟，过滤留置滤液待测。

三、酶活