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木瓜精制酶

英文名:Papain
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木瓜蛋白酶
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英文名:Papain   性狀:白色至淺棕黃色無定形粉末,有一定吸濕性或為液體。溶于水和甘油,水溶液無色至淡黃色,有時呈乳白色,幾乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有機溶劑。   用途:酶制劑。   活性:180萬u/g-210萬u/g:水解動植物蛋白、肉禽制品、餅干,均GMP。 優點:無雜質,可溶性高 1 木瓜蛋白酶的概述 木瓜酶是一種運用很廣泛的植物蛋白酶,純天然,安全無毒素,在食品加工業中應用廣泛,屬于食品添加劑,已在啤酒釀造和肉類嫩化等行業被普遍應用。 利用木瓜酶的酶促反應,可把食品中的大分子的營養物質(如蛋白質、脂肪、麥芽糖、纖維素等)水解成小分子的氨基酸或多肽等,有助消化,易于人體吸收,十分適合體弱或消化系統疾病患者的營養需要,更利于老人、兒童、病人的消化吸收;木瓜酶能有效轉化肉質湯料,用于生產高級方便食品??芍瞥扇忸惸刍瘎?、酒類澄清劑、餅干松化劑、高級口服液、保健食品、營養食品等。 由于酶促反應的專一特性,使得應用木瓜酶制劑的食品加工過程中副產品極少,更便于產品的提純和簡化工藝步驟;木瓜酶反應條件溫和、催化效率高、安全性高、能有效降低食品生產成本,提高食品質量,增加收入。 2 木瓜蛋白酶的組成與結構 未成熟番木瓜果實中含有木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶A、木瓜凝乳蛋白酶B、木瓜肽酶B等多種蛋白水解酶。且已知4種半胱氨酸蛋白酶的一級結構具有高度的同源性。其中木瓜蛋白酶屬巰基蛋白酶 可水解蛋白質和多肽中精氨酸和賴氨酸的羧基端,并能優先水解在肽鍵的N端具有2個羧基的氨基酸或芳香L氨基酸的肽鍵。木瓜蛋白酶是一種蛋白水解酶,分子量為27000u,由一種單肽鏈組成,含有212個氨基酸殘基。至少有3個氨基酸殘基存在于酶的活性中心部位,它們分別是Cys25、His159和Asp158,另外6個半胱氨酸殘基形成了三對二硫橋,且都不在活性部位。 3 木瓜蛋白酶的制備及保存 木瓜蛋白酶的制備是將未成熟番木瓜果實割取乳液去雜,在室溫下加入半胱氨酸溶液在研缽中充分磨勻,靜置后取上清液即為粗制酶,其水溶液呈混濁狀,然后在通過離心去雜的上清液中加入硫酸銨分級分離得沉淀,加入半胱氨酸溶液后經鹽析重結晶干燥得精制酶。 木瓜蛋白酶室溫貯存活力穩定性與活力高低呈反比,正常使用時造成活力下降的主要因素為干燥失重、溫度和空氣氧化。粗制酶比精制酶穩定,熱風吹干和噴霧干燥的酶比冷凍干燥的酶穩定,因此酶應存放在低于十度條件下,為了避免木瓜蛋白酶失活,可以加入適量EDTA、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉等保護劑,用于醫藥行業則需進一步純化。 4 木瓜蛋白酶在食品行業中的應用 4.1 豆類食品    大豆蛋白營養價值較高,其中必需氨基酸含量在植物蛋白中較為合理,并有良好的膠凝、乳化、起泡能力,但大豆蛋白在使用過程中存在著在等電點易沉淀、粘度隨濃度增高而迅速升高等不利因素。研究發現,用酶改性來改善大豆蛋白的理化性質效果較好。木瓜蛋白酶適用于大豆蛋白改性,但水解效率較低、易失活,為充分發揮木瓜蛋白酶的水解效率,添加半胱胺酸、亞硫酸鈉、異VC鈉等添加劑對其起到保護作用。    在傳統的豆腐制作工藝中,采用加熱法使大豆蛋白質展開。而在酶法凝固工藝中,木瓜蛋白酶在特定水解條件下,其體系中游離氨基和蛋白質表面疏水性發生變化。在豆腐凝膠形成過程中,首先是大豆蛋白質適當展開,使原本處于蛋白質分子內部的-SH、-S-S-和疏水性氨基酸暴露,然后通過蛋白質分子間的相互作用使蛋白質聚集形成凝膠。巫慶華研究表明,木瓜蛋白酶可使大豆蛋白質凝固,酶反應條件為85℃、7.5%蛋白質濃度,用量為510酶活力單位/g蛋白質,膠凝時間為221.1s木瓜蛋白酶在大豆蛋白質分子間的相互疏水方面起著重要的作用。    利用木瓜酶的酶促反應,可把食品中的大分子的營養物質(如蛋白質、脂肪、麥芽糖、纖維素等)水解成小分子物質(如氨基酸或多肽等)??芍瞥蔂I養蛋白食品、膠水、高級口服液、膨化食品等。由于酶促反應的專一特性,使得應用木瓜酶制劑的食品加工過程中副產品極少,更便于產品的提純和簡化工藝步驟(如回收副產品,制造新的食品,提高提取的速度和產量,改進風味和食品質量等)。此外,還有反映條件溫和、催化效率高、安全性高、在生產過程中不產生腐蝕性物質和毒物等特殊的優越性。 4.2 肉類食品 嫩化肉類的水解酶可大致分為3類:(1)植物蛋白酶類,如木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶、梨蛋白酶等,它們在肉中可分解膠原蛋白、彈性蛋白,特別是對彈性蛋白降解作用明顯;(2)微生物蛋白酶類;(3)動物蛋白酶。由于木瓜蛋白酶是半胱氨?;鞍酌?, 能降解膠原纖維和結締組織蛋白質,將肌動球蛋白和膠原蛋白降解成為小分子的多肽甚至氨基酸,令肌肉肌絲和筋腰絲斷裂,使肉類變得嫩滑,并簡化蛋白質結構,使人體食用后易于消化吸收。目前市售嫩肉粉主成分是木瓜蛋白酶。嫩肉粉在肉制品加工處理過程中,其用量與處理時間有關。使用方法有宰前注射法與宰后浸泡法。通常采用5%~10%酶溶液,于肉畜屠宰前30min內,在頸靜脈按每千克活重注射 1.1mg標準的木瓜蛋白酶溶液,這種活體注射酶的方法為Pro-Ten工藝,經該工藝處理的肉稱為Pro-Ten肉。目前這種方法在歐美國家使用較為廣泛。此外,木瓜蛋白酶在臘肉生產以及制取動物水解蛋白液中也得到廣泛應用。 4.3 啤酒工業    由于啤酒是不穩定的膠體溶液,其中的非生物混濁主要由多酚和蛋白質形成,其中蛋白質和高肽占45%~75%,多酚占20%~30%,此外還有α-葡聚糖和β-葡聚糖、戊聚糖、甘露聚糖以及鐵、錳等金屬離子。為了延緩啤酒混濁的形成,更有效的方法是添加非生物穩定劑。 木瓜蛋白酶的加入會使酒體高分子氮明顯降低,中小分子氮含量有所增加,隨著酶添加量的增加,總酸會有所升高,泡持力下降。因此,采用蛋白酶作為啤酒穩定劑,在糖化過程中加木瓜蛋白酶能解決因麥芽溶解不好或輔料量大時麥汁Q-氨基氮不足的問題,在后發酵或清酒中加入木瓜蛋白酶能防止啤酒混濁沉淀,提高非生物穩定性。但由于啤酒中蛋白質含量有限,而酶濃度過高,易使其與啤酒中的多酚、單寧結合,形成不溶性膠體或沉淀,增加啤酒混濁度。當木瓜蛋白酶濃度為0.08mg/100ml時,對啤酒澄清效果最佳,并能夠改變各種游離氨基酸含量,除His和Pro以外,所有氨基酸含量均有不同程度增加,較好地改善啤酒營養成分。由于啤酒工業生產中主要副產品啤酒糟蛋白質含量較高,因此木瓜蛋白酶還被廣泛地應用于啤酒清潔生產中。 4.4 烘焙食品    生產硬餅干,宜用低蛋白含量的小麥面粉(WHEANT FLOUR)。這種低面筋指標的“軟”面粉需要加的水要少一些才能得到一個較理想的揉性。由“硬”面粉制成的生面團,在滾輾和磋打時會趨于蜷縮,導致成品也有一定程度的皺紋,結構粗糙。 將木瓜酶加入生面團中,可使面筋降解,生面團被軟化后易于加工。加入的酶量決定于放置的時間。生面團必須在加酶后15分鐘內烘烤。酶的濃度太高或者放置的時間太長,都會使生面團的水分變多。除了增進產品的質量外,使用木瓜酶還能減少對生面團必須的滾輾磋打,節約能源。適用范圍:普遍適于各種高、中、低檔韌性餅干或酥性餅干的制作;可作面團軟化劑;制作面包時可增強酵母的發酵力,縮短發酵周期;用于速食米面制品、掛面可使其易成形易熱。 保存:干燥環境下4℃密封貯存,低溫保存更佳;避免與氧化劑接觸,亦不宜與金屬長時間接觸。保存期貳年。 由于木瓜蛋白酶具有廣泛的用途,因此隨著科研人員對木瓜蛋白酶的深入研究,將會有更加廣闊的發展前景。

 

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