乳蛋白酶

酶在乳製品中最主要的套用是蛋白酶的套用,特別是用凝乳酶加工乾酪,以及用乳糖酶將乳糖分解,以提高有乳糖不耐症的人對乳製品的消化力。乳過氧化物酶保鮮鮮奶和乳製品也已在國內、國際得到了較廣泛的套用。

基本介紹

• 中文名：乳蛋白酶
• 外文名：Milk protease

簡介

蛋白酶是眾多酶的其中之一，在人體中扮演多種功能。蛋白酶的其中一個主要作用是當做消化酶加工處理蛋白質。身體沒有這種酶，就難以消化食物中的蛋白質。其它類型的蛋白酶參與調節凝血等細胞活動。這些酶也叫做蛋白水解酶。

蛋白質是由肽鍵綁定在一起的長鏈胺基酸。小片段蛋白質稱為肽，大片段蛋白質叫做多肽。分解肽的酶叫做肽酶。

蛋白酶是加速降解的蛋白質類型。外肽酶劈開末端胺基酸並蠶食蛋白質。它們分解肽鍵釋放胺基酸。另一方面，內肽酶作用於蛋白質內部，也是劈開肽鍵，並產生多肽。

蛋白酶有多種類型，這取決於反應發生所在的胺基酸類型，以及活動需要的額外分子。例如，許多蛋白質需要一個金屬原子活動。它們就是所謂的金屬蛋白。其它蛋白酶在活性站有一個叫做絲氨酸的胺基酸，並被稱為絲氨酸蛋白酶。

人體生理學針對蛋白酶的早期研究，觀察了解它們在腸胃系統的消化中扮演的角色。酶消化的目標是將大分子分解為小分子。一些蛋白酶與肽酶一起將食物中的蛋白質分解為小肽和胺基酸。這些小分子能被小腸細胞吸收，並當做燃料或構建新蛋白質分子。

這些消化酶的一個共同點是，它們被合成為更大的不活躍形式，防止包含它們的組織遭受酶損害。這些前驅形式也叫做酵素原。儘管劈開蛋白質的部分各有不同，但它們具有的另一個共同點是都是內肽酶。這種酶作用物的特徵是基於特定胺基酸目標蛋白質的位置。

胃包含叫做胃蛋白酶的消化蛋白酶，是由胃酸鹽刺激作用。胃蛋白酶將蛋白質分解為在腸道移動的多肽。在這裡，它們被額外的消化蛋白酶胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶分解為小碎片。這些酶都是絲氨酸蛋白酶。

其它類型的蛋白酶負責調節其它蛋白質的活性。通過劈開蛋白質的特定部位，打開或關閉它們。這可以是發出生理變化信號的機制之一。蛋白酶的另一個作用是幫助加工澱粉體前體蛋白等蛋白質。其它蛋白酶分解細胞功能不再需要的蛋白質。

牛乳中的蛋白酶

牛乳含有豐富的蛋白質(3%),必需胺基酸和易溶性脂肪酸,並含有豐富的鈣和維生素,而且膽固醇含量低等營養成份的特點使它對多種疾病有著輔助治療的作用。活性肽是當今國際食品界最熱門的研究課題和極具發展前途的功能因子之一。如具有促進鈣吸收的酪蛋白磷酸肽；抗微生物肽，以及來自乳酪蛋白的具有降低血壓的肽等。牛乳蛋白水解物(主要成份為乳肽),提供了許多很重要的生物活性肽,具有調節免疫功能、抗過敏、抗凝血、降血壓降低膽固醇等生理功能。此外乳肽具有易消化,易吸收和生物效價高的特點,使身體處在一些特殊條件下仍然能有效利用、維持和改善蛋白營養狀態。已從乳蛋白酶解產物中檢測到了具有阿片活性、免疫調節活性。抗高血壓活性、金屬離子生物轉化活性、抗凝血的舒張血管活性及抗細菌活性等多種生物活性肽。為開發利用乳蛋白水解物,進行了牛乳蛋白酶水解特性的研究,並對酶水解條件進行了系統實驗。

蛋白酶在乳製品行業中的套用

1、凝乳酶

乾酪是以奶與奶製品為原料，加入一定量的乳酸菌和凝乳酶使奶中蛋白質凝固後，排除乳清，再經一定時間的成熟而製成的一種發酵奶製品。在乾酪的生產和成熟期間，酶對其組織結構、風味和營養價值的提高起了非常重要的作用。這些酶中，按其來源可分為三類：添加到奶中的酶；奶中固有的酶；發酵劑產生的酶。
乾酪生產中所添加的酶為凝乳酶,作用就是促進乳蛋白的凝固，提高產品的得率。動物凝乳酶是乾酪生產中套用最早的一類酶，用它生產的乾酪在風味、質地和產量等方面都優於其他酶類。傳統乾酪生產中套用的小牛皺胃酶含75～95%的純凝乳酶和5～25%的胃蛋白酶。由於純凝乳酶比胃蛋白酶有較高的凝乳特性，在乾酪成熟期間蛋白質分解較弱，不會因蛋白質過度分解產生苦味，因此，乾酪生產商都喜歡選擇使用含純凝乳酶較高的皺胃酶。
微生物蛋白酶是最有開發潛力的一種凝乳酶，全世界乾酪生產所使用酶中微生物蛋白酶占20%左右。由於微生物繁殖速度、周期短，可大量工業化生產，這類酶越來越受到人們的重視。
一些研究表明，微生物蛋白酶對pH值的敏感性比小牛皺胃酶小，並且酸化速度快凝乳時間短，但是此酶蛋白水解特性較差，使乾酪產量降低，並且成熟過程中易產生苦味，這也許是一些歐洲國家限制使用微生物凝乳酶的原因之一。
奶中固有的蛋白酶主要有鹼性蛋白酶和酸性蛋白酶，其中尤其是鹼性蛋白酶在乾酪成熟過程中起著非常重要的作用，它的最適pH值為7.8～8.0，並且在凝乳中和乾酪成熟期間仍有活性。而酸性蛋白酶和凝血酶（Thrombin）也對乾酪成熟有作用。

2、鹼性蛋白酶

酪蛋白是牛乳的一種重要成分，它的必需胺基酸組成較為合理。例如它含有豐富的賴氨酸，是一種很好的動物蛋白質，但酪蛋白被消化吸收時也有不盡人意之處，主要是由於它在胃中易形成大凝塊，影響人體特別是嬰、幼兒對它的吸收利用。利用鹼性蛋白酶水解牛乳蛋白後發現其溶解指數明顯增加，說明牛乳蛋白（特別是酪蛋白）水解生成一些低肽分子，改變了牛乳蛋白的性質，這將有利於人類對酪蛋白的消化吸收。並且近來還發現酪蛋白水解物中的一些肽分子還具某種功能作用。已有人對酪蛋白的酶促降解做了系統研究，確定出了酶促反應的溫度、時間和酶－底物濃度比等參數。

用固定化鹼性蛋白酶酶解酪蛋白可生產CPP（酪蛋白磷酸肽）。國內外的大量研究表明，CPP可以促進鈣的吸收，不需要維生素D的參與，阻止鈣鹽結晶，從而提高鈣離子在小腸下段的濃度，提高鈣的吸收率，因此，CPP解決了鈣吸收率低這一補鈣難題。1996年我國有了國產的CPP產品。 還可以用蛋白酶降解乳清蛋白，改變蛋白質的功能性質。水解的乳清蛋白熱穩定性、乳化力和氣泡性都得到了顯著的提高，而凝膠形成能力、乳化穩定性和泡沫穩定性會下降。利用部分水解乳清蛋白的完全可溶性，可用於強化乳酸飲料或果汁的蛋白。