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低苦味蛋白质水解物可广泛应用于面包、冰淇淋、火腿肠、午餐肉、鸡精和方便食品调味料等食品工业的生产中。目前国内食品企业用于生产低苦味蛋白质水解物的酶制剂主要是诺维信复合蛋白酶(简称复合蛋白酶)和风味酶,而国产酶制剂催化水解所得蛋白质水解物的苦味还太重,达不到质量要求。
从土壤筛选出6个中性蛋白酶活力高的菌株(SNPl~6),其中编号为SNP2的菌株的酶活力最高,酶的热稳定性最好,酶水解物苦味值低。通过对该菌菌落形态特征,生理生化特征以及16s rDNA的研究,初步鉴定SNP2菌株(简称SNP2)属于气单胞菌属(Aeromonas sp.)。SNP2的最佳产酶培养基组成为:玉米粉2.5%,酪蛋白2.0%,NaH2P040.05%,K2HP040.05%,初始pH8.5。最佳产酶条件为:培养温度28℃,培养时间36h,装液量25mL/250 mL,摇床转速200r/min。
对SNP2所产中性蛋白酶(简称中性蛋白酶)的酶学性质研究结果表明:酶促反应的最适温度为55℃;最适pH值为8.0;在pH7~8,低于50℃时稳定;EDTA、Cu2+、Fe2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+、pb2+对该酶有抑制作用,其中10 mmol/L的EDTA和Cu2+分别抑制了96%和87%的酶活性;Ca2+、C02+对酶有激活作用。酶液在-20℃存放6个月后酶活力仍保持不变。
以壳聚糖为载体,戊二醛为交联剂将蛋白酶共价交联到载体上,所得到的最佳固定化条件为:于22℃、pH8.0的条件下反应0.5h。固定化中性蛋白酶和固定化诺维信复合蛋白酶的酶活力回收率分别为59.9%和35.0%。固定化中性蛋白酶的最适反应温度为60℃,最适反应pH为8.5。将这两种固定化酶重复使用10次(10h/次)后,酶活力都保存70.0%以上。
分别用木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、诺维信复合蛋白酶和中性蛋白酶水解酪蛋白,水解度分别达到23.6%、22.8%、24.4%、26.5%时,苦味值分别为4、3、2、2,说明用中性蛋白酶制备低苦味酪蛋白水解物的效果与复合蛋白酶相当,木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶的效果则不好。用固定化中性蛋白酶和游离复合蛋白酶水解酪蛋白,两者的水解度都达到25%,苦味值都为2级,说明固定化中性蛋白酶用于工业化制备低苦味蛋白质水解物有较好的应用前景。