木瓜蛋白酶
木瓜蛋白酶
食品添加剂木瓜蛋白酶学院:食品与营养工程学院专业:食品加工班级:食工102学号:010*******姓名:王瑞真木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶又称木瓜酶，是一类疏基蛋白酶。
广泛存在与番木瓜的根、茎、叶和果实内，在未成熟的乳汁中含量最丰富。
它具有酶活高、热稳定性好、天然卫生安全等特色，因此在食品、医药、饲料、皮革及纺织等行业得到广泛应用[1]。
一、木瓜蛋白的组分工业用的木瓜蛋白酶一般都是未经纯化的多酶体系。
由木瓜乳胶提取粗制酶,除含有木瓜蛋白酶外,还含有半耽氨酸蛋白酶、纤维素酶、溶菌酶、谷氨酞胺以及低相对分子质量的疏基化合物,还有葡萄糖酶等。
其中大部分都是疏基蛋白酶,主要的两种组分是木瓜凝乳酶和木瓜蛋白酶[2]。
二、木瓜蛋白的结构木瓜乳汁中四种已知半肤氨酸蛋白酶的一级结构具有高度同源性,其氨基酸数目和同源性比较如表1所示。
除chymopapain含有8个半肤氨酸外,其余三种酶都只含有7个半肤氨酸。
25位的流基是活性位点,不参与二硫键的形成（chymopapain的117位琉基也不参与二硫键的形成 ）,其余疏基以相同的方式形成三个二硫键，具有同样的保守性。
人们在不同清晰下得到了四种酶的X 一射线结构。
四种酶的肤链折叠方式相似,形成两个大小相、构型不同的区域。
一个是由a一螺旋构成的L一区,另一个是由大量反向平行的片层构成的R一区。
活性位点氨基酸残基Cys25,Asn179和His159 就位于这些区域的表面,其中Cys25位于 L一区,起始a一螺旋上。
木瓜蛋白酶家族的Cys25 ，Gly23，Gly65 形成的S。
亚部位是一个大口袋，对底物专一性影响较小；S亚部位由于酶不同其氨基酸组成不同,几何形状亦不同,对酶的性质影响较大[3]。
三、木瓜蛋白酶的提取工艺1.过去的常规提取方法木瓜蛋白酶最原始的提取方法是烘干法，就是在番木瓜浆液中加入保护剂，然后将浆液离心取上清液放置于鼓风干燥箱中，在55～60℃烘干，粉碎后即得到粗酶制品。
木瓜蛋白酶生产工艺
木瓜蛋白酶生产工艺
木瓜蛋白酶是一种由木瓜果实中提取的天然酶制剂，具有广泛的应用领域，如食品加工、医药制造和纺织印染等。
下面介绍一下木瓜蛋白酶的生产工艺。
一、原料准备：
采用新鲜成熟的木瓜果实作为原料，果实应经过洗净、去皮和去籽等处理，然后切成小块备用。
二、榨汁提取：
将木瓜果块放入榨汁机中进行榨汁，获得木瓜浆。
榨汁过程中可以加入适量的酶源促进蛋白酶的产生。
三、发酵过程：
将木瓜浆通过过滤和杀菌等工艺处理，然后将其倒入发酵罐中。
可以加入适当的培养基和营养源来促进微生物的生长和蛋白酶的产生。
四、菌种培养：
将所选的产木瓜蛋白酶的微生物菌种接种到发酵罐中，并进行适当的培养条件控制，如温度、pH值和氧气供应等。
培养时
间一般为24-48小时。
五、酶的分离和提取：
将发酵罐中的培养液进行离心分离，分离出固体的微生物细胞。
然后通过酒精沉淀、低温冷冻、脱水和干燥等工艺，提取木瓜蛋白酶。
六、酶的精制：
通过离子交换层析、凝胶过滤和超滤等工艺，对提取的酶液进行精制，去除杂质和其他不需要的成分，提高酶的纯度。
七、包装和贮存：
将精制后的酶液进行包装，常见的包装形式有液体剂和固体剂。
然后对包装好的产品进行质量检验和贮存，保证酶的稳定性和活性。
通过上述生产工艺，可以得到高纯度、稳定性好的木瓜蛋白酶。
在生产过程中，需要严格控制各个环节的温度、pH值和微生
物的生长条件等，以保证酶的质量和产量。
此外，还需要进行严格的质量检验和贮存，确保产品的安全和有效性。
木瓜蛋白酶的功能
木瓜蛋白酶的功能
木瓜蛋白酶是一种重要的酶类物质，具有多种功能。
它是由木瓜果实中提取的一种蛋白酶，可以在食品加工、医药、生物工程等领域发挥重要作用。
木瓜蛋白酶在食品加工中起到了重要的作用。
它可以帮助食品的消化和吸收，使食物更容易被人体吸收。
例如，在制作嫩肉酱、酱油等食品中，添加适量的木瓜蛋白酶可以使肉质更嫩滑，口感更好。
此外，在制作乳制品时，木瓜蛋白酶可以帮助乳制品凝固，提高产品的质量。
木瓜蛋白酶在医药领域也具有重要的应用价值。
它可以帮助人体分解蛋白质，促进消化吸收。
因此，木瓜蛋白酶常被用于治疗消化不良、胃病等消化系统疾病。
木瓜蛋白酶在生物工程领域也发挥着重要的作用。
它可以作为一种重要的工具酶，用于基因工程、蛋白质工程等领域。
通过对木瓜蛋白酶的研究和改造，科学家可以设计出更具活性、稳定性和特异性的木瓜蛋白酶，用于生物工程的研究和应用。
木瓜蛋白酶具有多种功能，在食品加工、医药、生物工程等领域发挥着重要作用。
它不仅可以改善食品的口感和质量，还可以帮助人体消化吸收，治疗消化系统疾病，具有抗炎、镇痛、抗菌等作用，同时也是生物工程领域的重要工具酶。
木瓜蛋白酶的研究和应用将
进一步推动食品科学、医药领域的发展，为人类健康和生活品质的提升做出贡献。
木瓜蛋白酶的使用方法
木瓜蛋白酶的使用方法木瓜蛋白酶顾名思义，就是从木瓜里面提取出的一种蛋白酶。
用途非常的广泛，不仅在工业上有一定的作用，在美容、食品、医药行业的价值也举足轻重。
那么木瓜蛋白酶如何生产及使用？木瓜蛋白酶的使用方法1、医药工业应用：含有木瓜蛋白酶的药物，能起到抗癌、肿瘤、淋巴性白血病、原菌和寄生虫、结核杆菌等，可消炎、利胆、止痛、助消化。
治疗妇科病、青光眼、骨质增生、枪刀伤口愈合、血型鉴别、昆虫叮咬等。
2、食品工业应用：可利用酶促反应，使食品大分子的蛋白质水解成小分子肽或氨基酸。
用于水解动植物蛋白、制成嫩肉粉、水解羊胎素、水解大豆、饼干松化剂、面条稳定剂、啤酒饮料澄清剂、高级口服液、保健食品、酱油酿造及酒类发酵剂等。
有效转化蛋白质的利用，大大提高食品营养价值，降低成本。
有利于人体的消化和吸收。
3、日化品工业应用：用于香皂、肥皂、洗涤剂、洗衣粉、洗手液等，去污力强，除菌消毒、安全放心。
4、饲料工业应用：用于饲料添加剂，开发蛋白源，利于吸收，提高饲料的利用率，节约成本，有助于牲畜消化，加速生长。
如在猪、牛、羊、鸡、鸭、鹅、鱼、虾等饲料中添加。
还可以作为蔬菜水果高级复合肥料的添加剂。
5、皮革工业应用：利用木瓜蛋白酶制成脱毛剂，鞣制皮革，具有毛孔细腻，皮纹光亮效果。
木瓜蛋白酶的生产方法1、直接烘干生产方法较简单、快速，但生产出来的成品只是粗酶，杂质多、色泽差且微生物超标，酶活力也较低，只有60万～80万单位/g。
多为个体工厂采用，已不能满足国内食品质量卫生安全等。
2、喷雾干燥此法是先通过离心去除部分杂质后再进行喷雾干燥，所生产出的成品酶活力相对高，达到100万单位/g左右，杂质相对也较少，色泽相对也较白。
但产品喷雾时容易粘壁，酶活损失较大，水溶性相对也较差，而且酶活稳定性也较差。
3、膜分离法该生产方法不但避免了以上两种方法的缺点，且生产过程卫生安全，收率也高，所生产的成品酶活损失小，酶活力一般可达到280万～350万单位/g，最高可达400万单位/g，且酶活稳定性好，纯度高，色泽洁白，细菌数低，严格操作可达到医药级别。
木瓜蛋白酶工艺流程
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木瓜蛋白酶及应用概况
木瓜蛋白酶及应用概况
木瓜蛋白酶是一种天然的蛋白酶，广泛存在于木瓜和番木瓜等植物中。
它是一种短链肽酶，能够水解具有芳香氨基酸的肽链，如苯丙氨酸、酪氨酸等。
由于其在酵素催化反应中的高效性和广泛的底物适应性，因此在生物制药、食品加工、纺织印染、皮革加工、海产品加工等众多领域有着重要的应用价值。
木瓜蛋白酶最常见的应用领域是在生物制药中。
由于其具有高效、特异性、温和、安全等优势，是制备生物药物中最常用的工具酶之一。
在生物制药制造中，木瓜蛋白酶可以被用来裂解蛋白质、去除杂质和纯化生物药物等。
此外，还可用于制备抗菌肽和人工合成肽。
因此，木瓜蛋白酶在生物制药中有着广泛的应用前景。
木瓜蛋白酶还广泛应用于食品加工中，如清蒸鱼、果冻、酱油等传统菜肴中均常用到木瓜蛋白酶。
木瓜蛋白酶可以水解食品中的蛋白质，降低蛋白质的臭味和涩味，改善食品口感。
同时，木瓜蛋白酶还能使食品中的氨基酸、多肽和肽等生物活性物质释放出来，增加食品的营养成分。
因此，木瓜蛋白酶在食品加工中同样扮演着重要的角色。
再比如在纺织印染加工中，木瓜蛋白酶可以去除面料表面的胶质和粘合剂，改善面料柔软度和手感。
在皮革加工领域，木瓜蛋白酶可以去除皮革表面的蛋白质和胶质，使得皮革更加柔软、光滑、有弹性，同时还可以降低某些离子和金属离子对皮革影响的程度。
而在海产品加工领域，木瓜蛋白酶可以用于去除海产中的甲壳质和外壳，改善食品口感和食用体验。
总之，木瓜蛋白酶由于其高效性、广泛性、安全性等特点，被广泛应用于生物制药、食品加工、纺织印染、皮革加工、海产品加工等各个领域。
木瓜蛋白酶的应用前景非常广阔，将有潜力促进中国相关行业的发展。
木瓜蛋白酶的提取与分离纯化的方法
木瓜蛋白酶的提取与分离纯化的方法木瓜蛋白酶（papain）是一种天然的蛋白酶，广泛应用于食品、制药等行业中。
其提取与分离纯化的方法可以分为以下几个步骤：1.选择合适的木瓜品种：不同品种的木瓜蛋白酶活性不同，因此选择具有较高酶活性的木瓜品种对提取纯化效果至关重要。
2.酶源准备：将选好的木瓜切成小块，去掉果肉，保留果实中的细胞浆和硬实质。
然后将木瓜块浸泡于缓冲液中，以提取木瓜蛋白酶。
3.离心分离：将浸泡木瓜块的混合液进行离心分离，以去除果肉等杂质，得到较为纯净的木瓜蛋白酶液。
4.澄清液处理：将离心分离得到的液体通过滤纸或滤膜进行澄清，去除悬浮的固体颗粒。
5.蛋白酶的分离：通过离心、超滤、透析等手段，将木瓜蛋白酶与其他蛋白质分离，得到较为纯净的蛋白酶液。
6.结晶纯化：可以采用醇沉淀、浓缩、结晶等方法对蛋白酶进行纯化。
其中，醇沉淀方法是常用的分离纯化方法之一，通过醇的添加，使蛋白酶蛋白质聚集并沉淀下来，然后进行洗涤、溶解等操作，最终得到纯净的木瓜蛋白酶。
7.洗脱：将获得的木瓜蛋白酶溶解于缓冲液中，使其达到所需的适宜酶活性和稳定性。
8.酶活性测定：用适当的方法测定提取分离纯化后的木瓜蛋白酶的活性，以确定其纯化程度和活性。
需要注意的是，木瓜蛋白酶的提取与分离纯化过程中，应注意保持温度、pH值等参数的控制，以防止酶的失活或蛋白质的降解。
同时，在纯化过程中需要使用无菌操作，以防止细菌、病毒等污染物的引入。
总结起来，木瓜蛋白酶的提取与分离纯化的方法包括酶源准备、离心分离、澄清液处理、蛋白酶的分离、结晶纯化、洗脱和酶活性测定等步骤。
通过合理的步骤设置和操作，可以得到较为纯净、高活性的木瓜蛋白酶，以满足工业和科研的需求。
木瓜蛋白酶的正确使用方法
木瓜蛋白酶的正确使用方法木瓜蛋白酶是一种天然的酶，具有分解蛋白质的作用，常用于食品加工、医药和化妆品等领域。
正确的使用方法可以发挥其最大的作用，提高生产效率和产品质量。
本文将详细介绍木瓜蛋白酶的正确使用方法，希望能够帮助您更好地应用这一天然酶类。
首先，选择合适的木瓜蛋白酶是非常重要的。
根据具体的需求和使用场景，选择适合的木瓜蛋白酶类型和规格。
一般来说，木瓜蛋白酶可以分为粉状和液体两种类型，根据具体的使用要求进行选择。
其次，正确的储存木瓜蛋白酶也是至关重要的。
木瓜蛋白酶对温度和湿度都比较敏感，因此在储存过程中需要注意避免高温和潮湿环境。
一般建议将木瓜蛋白酶存放在干燥、阴凉的地方，避免阳光直射和高温。
在使用木瓜蛋白酶时，需要根据具体的情况进行适当的稀释。
一般来说，木瓜蛋白酶的稀释比例可以根据具体的使用要求来确定，一般建议在使用前先进行一定比例的稀释，以确保其能够更好地发挥作用。
另外，正确的使用温度和pH值也是非常重要的。
木瓜蛋白酶对温度和pH值都有一定的要求，一般来说，木瓜蛋白酶的最适作用温度在50摄氏度左右，pH值在6-7之间。
因此在使用过程中需要注意控制好温度和pH值，以提高木瓜蛋白酶的活性。
最后，在使用过程中需要注意避免与金属离子接触，因为金属离子会对木瓜蛋白酶产生不利影响。
因此在稀释和混合的过程中需要使用塑料或玻璃器皿，避免金属离子的接触。
总之，木瓜蛋白酶作为一种天然酶类，在食品加工、医药和化妆品等领域有着广泛的应用前景。
正确的使用方法可以发挥其最大的作用，提高生产效率和产品质量。
希望本文所介绍的木瓜蛋白酶的正确使用方法能够对您有所帮助，谢谢阅读！。
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木瓜蛋白酶，重要的生物学植物酶：综述Ezekiel Amri and Florence Mamboya Department of Science and Laboratory Technology,Dar es Salaam Institute of Technology (DIT), P. O. Box 2958, Dar es Salaam, TanzaniaReceived 2012-05-13; Revised 2012-05-20; Accepted 2012-06-02
摘要
木瓜蛋白酶是一种植物蛋白水解酶，属于半胱氨酸蛋白酶家族的半胱氨酸蛋白酶，我们对于其功能的研究已经取得了重大进展。
木瓜蛋白酶天然存在于木瓜（番木瓜番木瓜属），由木瓜果实的胶乳中提取。
能够分解为氨基酸，多肽等有机分子，在生理，病理，药物设计，工业用途，如肉嫩化和药物制剂等不同的生物学过程扮演重要角色。
木瓜蛋白酶的独特的结构有助于阐明蛋白水解酶的工作原理，实现一系列生物学价值。
现在研究认为，其生物学重要性，特性和结构特点对于对其生物功能的理解十分重要。
同时我们对其潜在的生产和市场价值进行了讨论。
1.引言
木瓜蛋白酶（EC3.4.22.2）是一种内源性植物半胱氨酸，它是从番木瓜中分离出的蛋白酶（番木瓜番木瓜属）胶乳。
木瓜蛋白酶是通过切割未成熟木瓜表皮，收集并干燥从切口中流出的胶乳得到的。
在不成熟的水果中木瓜蛋白酶的活性更高。
木瓜酶属于木瓜蛋白酶超家族，作为蛋白水解酶，木瓜蛋白酶在所有活的生物体是许多重要的生物过程中至关重要的物质（黄杨等人，1999）。
木瓜蛋白酶示在蛋白，短链肽，氨基酸酯和酰胺链接中表现出广泛的蛋白水解活性，并在食品和医学领域被广泛应用（尤利格，1998年）。
它优先切割的肽键包括碱性氨基酸，特别是精氨酸，赖氨酸和苯丙氨酸残留物（梅纳尔等人，1990年）。
木瓜蛋白酶的独特的结构有助于理解蛋白水解酶如何工作的并且达到多种生物学目的。
本文综述酶的结构特点以及木瓜蛋白酶的生物重要性和它参与反应的进程以及其潜在的产品市场价值。
1.1木瓜蛋白酶的性能,结构和特征
球状蛋白木瓜蛋白酶PDB 1CVZ是分子量为23406 DA的单链蛋白质,包含有四个二硫键和Gln19，Cys25，His158和His159重要的催化残留位置的212个氨基酸(Mitchel et al., 1970; Robert et al., 1974;Tsuge et al., 1999)。
木瓜蛋白酶的氨基酸组成如图1所示。
木瓜蛋白酶是半胱氨酸水解酶，它在很多条件下表现出高稳定性，高活性。
它甚至能在升高的温度表现出非常稳定的性质。
（Cohen等人，1986）木瓜蛋白酶能够抵抗高浓度的变性剂，例如，8M尿素或有机溶剂如70％乙醇。
木瓜蛋白酶活性的最适pH 为3.0-9.0，随底物的不同而不同。
(Edwin and Jagannadham, 2000; Ghosh, 2005).
木瓜酶如木瓜蛋白酶家族的半胱氨酸蛋白酶通常是由两个明确定义域，以提供了一个优秀的系统来更好地理解蛋白质的折叠-展开行为。
(Edwin et al., 2002)
该蛋白质是通过三个二硫键来保持稳定的。
分子被沿这些桥折叠，使得侧链之间存在强烈的相互作用，这有助于该酶保持稳定性。
(Edwinand Jagannadham, 2000; Tsuge et al., 1999)它的三维结构包括两个不同的
结构域，两结构域之间存在一个间隙。
在这个间隙包含活性位点，其中含有催化二单元组也叫做糜蛋白酶的催化三联。
催化二单元组是由氨基酸半胱氨酸-25（由它的起源分类）和组氨酸-159组成。
人们认为天门冬氨酸-158发挥了类似于天冬氨酸在丝氨酸蛋白酶催化三联体上发挥的作用，但随之被推翻（1990梅纳尔等人）。
木瓜蛋白酶分子中有一个全---α结构域和一个反平行β-折叠结构域。
(Kamphuis et al., 1984;Madej et
al., 2012) 木瓜蛋白酶在含有SDS的水溶液中存在构象行为并显示高α螺旋，其中木瓜蛋白酶呈现折叠结构是由于强烈的静电斥力(Huet et al.,2006). In the molten globule state (pH 2.0),木瓜蛋白酶含有大量的二级
结构，如β-折叠和与6 M胍Hydroc8hloride（GnHCl）比相对较少的变性，木瓜蛋白酶在较低浓度的GnHCl 或高盐中还表现出高度聚集倾向。
(Edwin and Jagannadham, 2000).木瓜蛋白酶除了是研究最多的植物半胱氨酸蛋白酶，在对其特异性，结构进一步的研究中发现抑制剂，低pH值，金属离子和氟化醇对其有十分
重要的影响。
(Huet et al., 2006; Naeem et al., 2006).
如图2所示，为木瓜蛋白酶结构的分子建模数据库（MMDB），该结构显示出其全-α域和反平行β-折叠域。
1.2木瓜蛋白酶的疏水性
检查氨基酸蛋白质序列的相对疏水性或亲水性值是十分有用的。
由于疏水残基更趋于被埋在分子的内部，亲水残基更倾向于暴露在溶剂中，这些值可以指示绘出总体折叠图案。
蛋白质构象主要受疏水作用影响，氨基酸侧链的表现疏水性的有丙氨酸，缬氨酸，亮氨酸，甲硫氨酸和异亮氨酸，他们的疏水程度不同。
木瓜蛋白酶氨基酸中的疏水-亲水相互作用链被猜测是驱动蛋白质折叠的主要的热力学力。
通过诱导正烷基硫酸盐如辛基硫酸钠，SOS;癸钠硫酸盐，SDeS;和十二烷基硫酸钠来研究中间状态的木瓜蛋白酶的形成，不同浓度的SDS表明疏水相互作用在通过两种不同途径诱导两个不同的中间体时发挥重要的作用。
(Chamani et al.,2009).木瓜蛋白酶催化活性包括水解具有特异性肽键的蛋白质，但氨基酸会在P2的位置优先结合一个疏水侧链，而不会结合p1位置的val。
(Kamphuis et al., 1985). 通常，酶在疏水溶剂中和较低水含量的溶剂中更稳定，并且可以催化底物特异性在各种有机溶剂和水介质中变化不大的反应。
(Stevenson and Storer, 1991).一般情况下，天然蛋白质表面具有一个疏水芯和一个带电或者/和极性基团。
在极性表面与外部水质进行交流时，疏水芯通过疏水相互作用来稳定蛋白质的三级结构。
(Wang et al., 2006)如图3所示，为木瓜蛋白酶的疏水性氨基酸空间填充模型。
木瓜蛋白酶疏水性由沿木瓜蛋白酶的序列信息的碳分布信息示于图4。
该图表明，碳含量保持在31.45％的碳都在这一序列。
1.3机制，生物学重要性和功能
1.4作用机理
木瓜蛋白酶发挥功能的机制可能是通过半胱氨酸25部的三元组中的活性位点攻击羰基碳肽链，释放氨基终端部分。
蛋白质的肽链发生这一反应时，所述蛋白质会崩解。
破坏肽链的机制涉及通过His-159除去Cys-25 质子的过程。
天冬酰胺- 175有助于定位His-159的咪唑环，以使得脱质子过程发生。
虽然在链内相隔甚远，这三个氨基酸因为折叠结构仍紧密相接。
这三种氨基酸在活动站点共同工作，提供酶独特的功能。
然后CYS-25执行上对羰基碳的肽主链的亲核攻击。
(Menard et al., 1990;Tsuge et al., 1999).在木瓜蛋白酶活
性位点，Cys -25和His -159作为硫醇盐咪唑离子对具有催化活性。
木瓜蛋白酶可有效地被肽或非肽的N- nitrosoanilines抑制。
当活性位点形成稳定的S-NO键时失活。
(S nitroso-Cys25) of papain (Xian et al., 2000). 1.5木瓜蛋白酶的医疗用途
木瓜蛋白酶充当碎片除去剂，由于酶的特异性，它对于健康组织没有有害影响，只作用于缺乏α1-antitripsine 血浆抗蛋白酶的组织，抑制健康组织的蛋白水解。
生化去除龋的机制涉及切割多肽链和/或胶原的交联的水解。
这些相互联系保持稳定的胶原原纤维变得脆弱，当暴露于木瓜蛋白酶凝胶时容易被除去。
木瓜蛋白酶基凝胶有作为牙质材料的生物化学潜在价值。
木瓜蛋白酶具有优势被用于化学机械的龋齿去除，因为它作为牙质材料不干预粘结强度的恢复。
木瓜酶在很长的时间中，被用于治疗运动损伤，其他原因引起的创伤和过敏。
幸运的是，木瓜蛋白酶临床成绩卓著，对于运动伤害病例效果显著。
据先前报道，使用木瓜蛋白酶比用安慰剂轻伤愈合更快。
此外，运动员用木瓜蛋白酶补充剂恢复时间从8.4天缩短到3.9天。
木瓜蛋白酶还一直用于与肠漏症，胃酸，肠道排他性疾病相关的过敏，十分成功。
据先前报道，木瓜蛋白酶对急性过敏性鼻窦炎的一些症状具有显著镇痛和抗炎活性的症状，如头痛，无副作用牙痛。
(Mansfield et al., 1985).
1.6木瓜蛋白酶在药物设计方面的作用。