蛋白酶性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
蛋白酶是催化水解蛋白質(zhì)中肽鍵的一類酶，是酶學(xué)研究開展的較早，也是最為成熟的一種。21世紀初，已經(jīng)報導(dǎo)的微生物蛋白酶估計超過900種，生物體的生理活動和疾病的發(fā)生，如食物之消化吸收、血液之凝固、溶血作用、炎癥、血壓調(diào)節(jié)、細胞分化自溶，機體衰老、癌癥轉(zhuǎn)移、生理活性肽的活化等，莫不與蛋白酶有關(guān)。蛋白酶與人類密切相關(guān)，涉及到生活的各個方面。蛋白酶廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥化工、洗滌、飼料等領(lǐng)域，生產(chǎn)總值達到酶制劑市場的65%。
蛋白酶是催化蛋白質(zhì)水解的一類酶，是酶學(xué)研究中較早也是最深入的一種酶。微生物蛋白酶來源廣、菌體營養(yǎng)要求低、易于培養(yǎng)，與動、植物源蛋白酶相比，更易實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。早期對微生物源蛋白酶的研究，較多集中于天然高產(chǎn)菌種的選育、發(fā)酵條件優(yōu)化和下游處理技術(shù)等，總體研究水平不高，沒有真正考慮到, 大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)的各方面因素。直至20世紀70年代，重組DNA技術(shù)建立后，隨之展開對蛋白酶分子生物學(xué)領(lǐng)域的研究，實現(xiàn)了蛋白酶基因的序列分析、克隆與表達，使規(guī)?；a(chǎn)成為可能。
蛋白酶空間結(jié)構(gòu)解析圖。
蛋白酶分為外肽酶和內(nèi)肽酶兩大類，外肽酶只對底物的C端或N端的肽鍵有作用，內(nèi)肽酶只能水解大分子蛋白內(nèi)部的肽鍵，是真正的蛋白酶。曾經(jīng)有過多種分類蛋白酶的方法，但都不夠完善，有的以活性中心來分，或者以作用方式來分，也有以最適pH值來分，學(xué)術(shù)上都以活性中心來分。按活性中心可將蛋白酶分為四類: (1)絲氨酸蛋白酶，(2)天門冬氨酸蛋白酶，(3)半胱氨酸蛋白酶，(4)金屬蛋白酶。
絲氨酸蛋白酶 這類酶廣泛存在于動物胰臟、細菌、霉菌中，活性中心含絲氨酸殘基，酶活性可受到，二異丙基磷酰氟(DFP)、苯甲基磺酰氟(PMSF)和馬鈴薯抑制劑（PI）等的專一性抑制。酶的最適pH在9.5～10.5是堿性蛋白酶，但個別絲氨酸蛋白酶是中性蛋白酶，有些酶因活性中心，也含半胱氨酸殘基，而可被巰基試劑對氯汞苯甲酸(PCMB)所抑制。對底物的專一性類似于糜胰蛋白酶。
金屬蛋白酶 這類蛋白酶主要是中性蛋白酶，最適pH 7～8，活性中心大多數(shù)含Zn2+等二價金屬，可受到金屬螯合劑EDTA或菲繞呤(O-Phenanthroline，OP)的抑制，此類蛋白酶較不穩(wěn)定，用途有限，其重要性不及堿性和酸性蛋白酶。金屬蛋白酶中也包括了銅綠色假單孢桿菌的堿性蛋白酶、蛇毒和膠原酶。微生物金屬中性蛋白酶如細菌、霉菌中性蛋白酶，可切開氨基端由疏水性或其他氨基酸殘基，構(gòu)成的肽鍵。
天門冬蛋白酶氨酸酶 胃蛋白酶、真菌酸性蛋白酶都是活性中心含天門冬氨酸的酸性蛋白酶，這類酶的最適pH 2.0～5.0，在酸性穩(wěn)定，在pH高于6迅速失活，酶的PI 3～4.5，重氮乙酰正亮氨酸甲酯(DAN)和1，2-環(huán)氧-3-(對硝基苯氧)丙烷(EPNP)，是這類酶的專性抑制劑，酶的分子量30～45 kDa。
半胱氨酸蛋白酶 這類酶也叫巰基蛋白酶，已知這類酶約有20族，廣泛存在于原核生物和真核生物中，其活性中心含一雙氨基酸即Cys-His，不同族的酶中Cys與His前后順序不同。通常這類酶需有還原劑，如HCN或半胱氨酸存在才有活性。
蛋白酶的專一性表現(xiàn)在對底物肽鍵的選擇性上，不僅受到切開點肽鍵一側(cè)或兩側(cè)氨基酸殘基之影響，有時還可受到離作用點相隔了若干個氨基酸殘基單位的影響，也受肽鍵長度之影響。研究蛋白酶的專一性通常是用已知序列的合成底物進行的，正因以上原因，往往與水解天然蛋白質(zhì)時不一致。
蛋白酶的廣泛使用，不僅簡化了有關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)工藝，節(jié)約了投資，降低了原材料消耗，提高了產(chǎn)品得率與質(zhì)量，對改善環(huán)保減少二氧化碳排放，作出了積極的貢獻。影響微生物蛋白酶生產(chǎn)的因素十分復(fù)雜，同一微生物因為培養(yǎng)條件不同，可產(chǎn)生多種蛋白酶，芽孢桿菌大多數(shù)是好氣性不產(chǎn)毒素和非致病性的，培養(yǎng)容易。微生物蛋白酶酶系組成至為復(fù)雜，同種酶用電泳、層析等分離技術(shù), 還可分離出若干在分子量、氨基酸組成、最適pH、溫度及等電點等各異的組成，用免疫學(xué)抗原抗體反應(yīng), 也可以看出酶的氨基酸序列和構(gòu)象上的異同。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
蛋白酶（包括乳凝塊酶）
食品
酶制劑
按生產(chǎn)需要適量使用（有特別規(guī)定的除外）
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蛋白酶
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品