木瓜蛋白酶的提取及应用研究进展木瓜蛋白酶的提取及应用研究进展赵电波，陈茜，张丽尧(郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州450002)摘要：本文主要介绍木瓜蛋白酶的组成，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Progress of Extraction and Application of Technology of PapainZHAO Dianbo, CHEN Xi, ZHANG Liyao（College of Food and Biotechnology Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, HenanZhengzhou 450002, P. R. China）Abstract: The composition of papain was described, and its extraction methods, research of extractiontechnology had been highlighted. Applications of papain in food industry, particularly in food processing itwas further described, and its applicationsinpharmaceutical, chemical industry and the future prospects offood processing have been prospected in this article.Key words:papain;extractiontechnology; food processing; application中图分类号：TS201.1文献标识码：A文章编号：1001-8123(2010)11-0019-05木瓜蛋白酶（papain）来源于未成熟番木瓜（Carica papaya）果实的新鲜乳汁，是一种含疏基（-SH）肽链的内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的水解能力；同时还具有合成的功能，能把蛋白水解物合成为类蛋白质。
工业用的木瓜蛋白酶一般都是未经纯化的多酶体系。
现已知经木瓜乳汁干燥而得的木瓜蛋白酶至少含有四种主要酶类：木瓜蛋白酶（papain）、木瓜凝乳蛋白酶（chymopapain）、木瓜蛋白酶Ω（papaya proteinaseΩ）、木瓜凝乳蛋白酶M（chymopapain M）[1]，其中木瓜凝乳蛋白酶的含量最多，占可溶性蛋白的45%。
木瓜蛋白酶易溶于水和甘油，水溶液为无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于有机溶剂。
它的最适pH值为5.7（一般3～9.5皆可），在中性或偏酸性时亦有作用；最适温度为55～60℃（一般10～85℃皆可），耐热性强，在90℃时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性物质激活。
1木瓜蛋白酶的提取工艺1.1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。
乙引等[2]用这种方法所获得的酶得率为23.1%，但此法不利于酶活的保持，其酶活力仅为0.16×105U/g，且产品的纯度较低。
木瓜蛋白酶的提取也曾广泛采用单宁沉淀法，乙引等[2]用单宁沉淀法提取了木瓜蛋白酶。
先将番木瓜乳汁离心，于上清液中缓慢加入已溶解的单宁溶液，不断搅拌，使溶液中单宁达到一定浓度。
静置，沉淀单宁-酶复合物，调节pH值，沉淀后进行真空干燥，得到酶制品。
结果表明，这种方法生产的酶得率较低，仅有7.3%，但酶活力较高，为3.53×105U/g。
但是这种方法存在环境污染等问题。
1.2目前较为常见的提取方法目前生产中多采用超滤、絮凝、盐析等方法提取木瓜蛋白酶。
1.2.1超滤法提取木瓜蛋白酶瓜蛋白酶，结果表明，最佳固定化木瓜蛋白酶制备条件为微孔淀粉浓度4%，海藻酸钠浓度3%，CaC12浓度5.5%。
此时固定化木瓜蛋白酶的最适pH值为5.7，最适温度72℃，其耐热性、操作稳定性、机械强度都不同程度增加，操作成本低适合工业推广。
2.4其他新方法近几年来人们不断地开发新型的固定化载体和新方法，取得了较好的成果。
邹泽昌等[16]以氧化硅介孔泡沫材料为载体对木瓜蛋白酶进行了固定，结果表明，固定化木瓜蛋白酶的最适反应温度较游离酶提高了10℃，最适pH值向碱性方向偏移0.5个单位，酶活保留65.1%。
林音等[17] 对高沸醇木质素和酶解木质素进行化学改性，以增加木质素的亲水性，制得新型高聚物高沸醇木质素酚（HBS木质素酚）和木质素氨基酚衍生物，对木瓜蛋白进行了固定化的研究，结果表明，木瓜蛋白酶被酶解木质素氨基酚和HBS木质素酚吸附时活性回收率达到50%以上，有望成为固定化酶的优良载体。
3木瓜蛋白酶在食品工业中的应用现状3.1作为肉类嫩化剂随着人们生活水平的提高，在解决了温饱问题之后，人们对吃肉的品质口感也逐渐有了要求。
老龄畜禽肉煮熟后，口感粗糙、坚硬，而加入嫩肉粉后，肉质就会变的松软、嫩化。
嫩肉粉的主要成分之一是木瓜蛋白酶，一方面因为木瓜蛋白酶是一种半胱氨酰基蛋白酶，能降解肌原纤维和结缔组织的蛋白酶[18]。
它将肌动球蛋白和胶原蛋白降解成小分子的多肽甚至氨基酸，令其肌丝和筋腱丝断裂，使肉类变得嫩滑爽脆，从而使肉类蛋白质因结构简化而易于消化吸收；另一方面，由于嫩化剂比较充分的发挥作用是在肉品被蒸煮的期间，温度较高，而木瓜蛋白酶最适合温度55～60℃，热稳定性强，在90℃时也不会完全失活，因此常用于生产嫩肉粉。
雷昌贵等[19]人以新鲜牛肉为原料，研究了木瓜蛋白酶对牛肉肌原纤维小片化指数（MFI）及剪切力的影响，结果表明浓度为0.007%的木瓜蛋白酶溶液对牛肉的嫩化效果最佳，主要是由于木瓜蛋白酶促进Z线的裂解，使肌原纤维小片化指数（MFI）发生显著性增加，剪切力随着贮藏时间的延长显著降低。
B.M. Naveena等[20]人曾研究了各类植物蛋白酶对水牛肉的嫩化作用，结果表明，利用木瓜蛋白酶处理过的水牛肉，其肌原纤维蛋白溶解度显著增加，剪切力值显著减少。
木瓜蛋白酶由于其良好的蛋白水解能力，可将其用于多方面。
在海洋捕捞中低值鱼和小杂鱼占有很大的比例，如不好好利用就会造成很大的浪费，我们可以利用木瓜蛋白酶生产浓缩水解蛋白，而且这样得到的蛋白优于整鱼肉或鱼蛋白浓缩物，具有水溶性好、低脂、低灰分、高蛋白等特点。
木瓜蛋白酶还可以用于由于阻止食品的褐变，回收屠宰的动物骨头中残存的碎肉等[21]。
3.2 作为啤酒品质改良剂主要用于改良啤酒品质。
木瓜蛋白酶能水解啤酒内的蛋白质，部分水解一些已形成的复合物，产生更多的多肽或氨基酸，保证啤酒在冷冻过程中的高清澈度，同时改善啤酒口感及原有多肽和氨基酸的组成和比例，有效地改良啤酒品质。
据报道，对冷冻贮存过程中的啤酒加入浓度为0.08mg/100mL的木瓜蛋白酶时澄清效果最佳，能提高离氨基酸含量，可使浑浊度降低68.75%，游离氨基酸苏氨酸、缬氨酸和精氨酸分别增加了8.2倍、0.2倍和1.1倍[22]。
3.3作为饼干松化剂在饼干、糕点中使用木瓜蛋白酶可以通过破坏巯基，降低面团筋度、提高饼干疏松度，使其成型性好，饼色油润，减少次品率、提高成品率；此外还可减少油脂和糖的用量。
适用于各种风味的高、中、低档饼干、糕点及面包的制造[23]。
3.4用于调味品生产啤酒酵母菌是啤酒工业的一个附产物，通过木瓜蛋白酶分解而提取香味浓郁的酵母抽提物，经调味后可制得酵母调味酱，它作为一种优良的调味品提高了酵母菌的价值和利用率。
3.5用于营养保健品工业木瓜蛋白酶用于保健食品主要有两种途径：一种途径是辅助消化，可做成肠溶片，口服以达到消除消化紊乱的目的；另一种途径是将一些含有特殊蛋白源的动植物分解制成各种营养保健液。
方富永等[24]采用木瓜蛋白酶酶解巴非蛤贝肉，结果表明酶解液中游离氨基酸含量丰富，约为923.0mg/100ml（色氨酸未计），其中必需氨基酸占33.0%。
巴非蛤贝肉经复合蛋白酶水解，适当调配可制作营养丰富、海鲜风味浓郁、具有一定保健功能的口服液。
3.6用于宠物食品生产用木瓜蛋白酶对宠物食品进行处理，可以减少宠物食品的黏稠性，改善口感，增加风味。
由于木瓜蛋白酶还具有驱虫效果，也可以用番木瓜汁来驱除哺乳动物宿主肠道内的线虫。
另外，木瓜蛋白酶还可以应用到化工、医药等领域。
如洗衣粉等洗涤剂中加入木瓜蛋白酶能快速地清洗衣物中的血渍和汗渍。
此外，木瓜蛋白酶还可以促进中药成分的有效煎出，用于辅助Rh血型的鉴定，还可用于肿瘤的辅助治疗等。
4展望目前，木瓜蛋白酶被广泛地应用于食品行业，如肉类、啤酒、调味品等的生产。
随着我国人民生活水平的提高，人们对食品安全和食品营养的问题越来越关注，而木瓜蛋白酶可用来生产安全、营养的食品，如具有保健功能的口服液等，具有良好的市场前景。
同时，为了满足各行各业对木瓜蛋白酶的需求，尤其是食品与医药行业，研究如何分离纯化得到成本低、纯度高的木瓜蛋白酶就很有意义。
因此，对木瓜蛋白酶的提取和分离纯化技术进行深入的研究，提取高质量的木瓜蛋白酶具有重要的实用价值。
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