中性蛋白酶的来源及其在食品中的应用

主要来源

作为一类能催化分解蛋白质的酶，蛋白酶能使肽键断裂产生氨基酸、多肽或者肽段，按照反应最适pH值，蛋白酶可以分为酸性、中性和碱性蛋白酶。中性蛋白酶最适反应pH值一般在7.0~8.0，大部分中性蛋白酶属于金属蛋白酶，其活性大多数与某些二价阳离子有着密切关联，如Mg²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺等。

中性蛋白酶作为目前工业最重要的酶之一，其种类繁多，结构复杂，且不同来源中性蛋白酶之间差异较大。中性蛋白酶主要来源有植物、动物和微生物，其中植物蛋白酶的生产主要来自植物种植，季节、地理和气候等因素的不稳定性导致植物蛋白酶生产上存在较大缺陷；而动物蛋白酶的生产主要来自猪、羊和牛等家畜的胰脏，这种生产方式本身成本较高，且受到世界动物保护人员和协会的强烈反对，目前该提取方式主要应用在生物医药方面；相比而言，微生物蛋白酶不但具有植物和动物来源蛋白酶的大部分应用性质，而且微生物蛋白酶还有成本低廉、生产周期短和产量高等优点。据统计，微生物蛋白酶占据了世界整个酶销售市场约40%左右的份额，目前市场上大部分蛋白酶都是来源于微生物。

微生物中性蛋白酶一般来源于芽孢杆菌属及曲霉属，微生物中性蛋白酶大部分属于金属蛋白酶，其中主要为活性部位含锌的蛋白酶，还有一些为含有两种金属离子的蛋白酶。酶活性中心的Zn²⁺起着酶与底物之间的桥梁作用，一些酶分子中含有若干个原子钙，钙对于蛋白质空间构象具有稳定作用，并且跟酶的耐热性有关。中性蛋白酶等电点pH值一般在8.0~9.0，在微生物蛋白酶中属于最不稳定的酶，容易发生自溶，即使在低温冰冻干燥的条件下，仍然会造成分子量的明显降低，一般米曲霉中性蛋白酶和枯草杆菌中性蛋白酶，属于代表性的中性蛋白酶。

在食品中的应用

作为最早用于工业生产的蛋白酶，中性蛋白酶在食品、生物和医药等领域被广泛应用，其中在食品工业方面主要用于食品烘焙、食品发酵、食品去苦、蛋白水解等。

(1)食品烘焙方面

面粉中含有一些不可溶蛋白，俗称“面筋”，这种蛋白质在面团烘烤过程中对面团的性质起着决定性作用。中性蛋白酶通过限制性水解的作用来提高生面团的韧性和延展性，并减少混合时间来增加面包起泡性，从而改变面团的性质[2];同时将蛋白质大分子水解成短肽和氨基酸，促进糖类和氨基类的物质发生美拉德反应。

(2)食品发酵方面

在酱油、麸醋和豆瓣酱等调味品生产过程中，曲霉来源的中性蛋白酶通过对原料进行水解产生多种代谢产物，从而丰富产品口感和提高营养价值。

(3)蛋白水解方面

中性蛋白酶能有效的把植物蛋白和动物蛋白水解成小分子的氨基酸，从而提高蛋白质的利用率，有利于人体对蛋白质的吸收。目前中性蛋白酶广泛用于食品加工行业中，如豆奶、核桃粉和骨粉等加工制品。在啤酒酿造过程中，原料中的蛋白质在低温环境中易产生蛋白浑浊，利用中性蛋白酶将蛋白质水解，使之不再产生絮状沉淀避免浑浊现象的产生。另外，为保持肉质的嫩度常常在肉制品加工过程中添加中性蛋白酶，主要原理是中性蛋白酶能溶解肉类中的弹性蛋白和肌原纤维，将其变成无规则的结构，最终达到肉质细嫩的效果。

(4)食品去苦方面

在营养食品、婴儿食品和风味调味品中常常会加入一些蛋白质水解物，但是这一类的水解物具有苦涩感，使得它的应用和消费者接受度大大降低，这种苦涩感产生的原因是蛋白质水解产物中的疏水氨基酸。在食品工业上为了生产出苦味少且营养价值高的蛋白水解产物，常常添加中性蛋白酶对蛋白水解产物进行水解修饰，去除苦味物质。如在酱油发酵过程中米曲霉产生的中性蛋白酶可以有效地水解蛋白质原料，利用蛋白酶修饰作用去除水解产物的苦味。

参考文献

[1]余茜. 米曲霉中性蛋白酶的分离纯化及Cu2+对其酶学性质的影响[D]. 四川:四川农业大学,2018.