□ 陳 瑋 田 欣 沈陽工學院

生姜蛋白酶的提取及應用

□ 陳 瑋 田 欣 沈陽工學院

本文中綜合分析了有機溶劑沉淀和超濾兩種生姜蛋白酶的提取方法，最終選用超濾提取生姜蛋白酶，并應用于牛肉嫩化。結果表明，與單寧、乙醇沉淀法提取生姜蛋白酶相比，顯然超濾法更經濟，得到的酶純度更高，更適合大規(guī)模工業(yè)化生產。用超濾法提取的生姜蛋白酶對酒類具有很好的澄清效果，對牛肉的嫩化效果也十分顯著。

生姜蛋白酶；超濾提??；牛肉嫩化

目前，隸屬于植物蛋白酶的無花果、菠蘿、木瓜蛋白酶等在食品加工中具有廣泛的應用，而生姜蛋白酶與木瓜蛋白酶相似，是有待開發(fā)利用的新型植物蛋白酶。

在日常生活中，生姜多用做調味品或添加劑，但因其具有消炎、抗氧化作用，同樣廣泛應用于藥物制劑中，具有重要的藥用價值和保健價值，是一種藥用、食用兩用的植物[1]?！翱墒?、可和、可果、可藥。”是我國偉大的醫(yī)藥學家李時珍對生姜的最好評價。近年來人們對生姜中的姜辣素等多有研究，而少有人對其中的蛋白酶加以關注，使得該酶在食品工業(yè)上未發(fā)揮出其應有的作用[2]。

1 生姜蛋白酶的提取方法

1.1 有機溶劑沉淀法

提取蛋白酶的方法很多，主要是有機溶劑提取法，常用的沉淀劑大多為丙酮、硫酸銨、單寧等。這種方法提取純度高，但其酶源多數(shù)為丙酮粉，其制備工藝繁瑣，丙酮消耗量過多，使其成本高，效率低。因此，近幾年逐步研究發(fā)現(xiàn)，以乙醇作為沉淀劑提取蛋白酶，其回收率較高，成本較低[3]。如用含60%冷乙醇的姜汁溶液提取生姜蛋白酶并凍干,得率為1.2%，而以單寧沉淀得率為1.1%。

1.2 超濾法

超濾法具有操作簡單、效率高、無有害物質殘留等特點，安全性高。所得產品酶活力和得率高，成本低，非常適合工業(yè)化生產。

1.3 生姜蛋白酶的酶學性質

生姜蛋白酶耐高溫，穩(wěn)定性好,能耐受一定的pH值和溫度變化.并且在各個影響因素中，溫度對生姜蛋白酶的影響最大，其次是Mg+2的濃度，再次是EDTA的濃度,然后是pH值,而金屬離子K+的影響最小。

2 生姜蛋白酶在食品加工中的應用

2.1 生姜蛋白酶在牛肉嫩化中的應用

肌纖維蛋白質是肌肉中含量最高的蛋白質，因此決定肉的嫩度的影響因素就在于肌纖維蛋白質的分子結構、分子大小、溶解以及降解的狀態(tài)等。

生姜蛋白酶處理可以顯著促進牛肉肌纖維的小片化，促進了牛肉蛋白質降解成更小的片斷，肌纖維直徑減小，骨架蛋白、肌球蛋白等發(fā)生明顯的降解，進而達到嫩化牛肉的效果[4]。

2.2 生姜蛋白酶在酒類澄清中的應用

啤酒早期渾濁是因其含有高分子蛋白質，向啤酒中添加蛋白酶可以將其分解成低分子物質，從而提高了啤酒的非生物穩(wěn)定性。生姜蛋白酶不但具有澄清的作用，而且能夠降低啤酒的色度，其原因為生姜蛋白酶分解了酒中含有的某些蛋白質類色素或與蛋白質結合的色素,使其受到破壞或沉降[5]。

3 超濾法提取生姜蛋白酶，并將所得產物應用于食品中

通過以上對生姜蛋白酶的綜述，筆者認為可采用超濾結合有機溶劑進行生姜蛋白酶的提取，其基本操作為：將生姜研磨成汁，經4 000 r/min離心后抽濾，以去除大顆粒雜質，在常溫0.06 Mpa壓力下進行超濾，得到濃汁，再向其加入同體積丙酮，離心后取其沉淀，溶解于pH 6.0的緩沖溶液，再分兩次離心，均取上清液加入固體硫酸銨，至飽和度分別為40%和70%，最后離心取其沉淀，濃縮干燥，得率為2.3%。

然后將所得產物應用于牛肉中，發(fā)現(xiàn)對其嫩化效果明顯增加。通過多次試驗結果，得出結論：以0.05%的生姜蛋白酶配置成pH 7.0的溶液，50 ℃對牛肉進行浸泡2 h。從感官上鑒定，嫩化后的牛肉較之前相比，質嫩，多汁，品相良好，并具有較好的彈性，可使牛肉達到明顯的嫩化效果，顯著地提高了其食用品質。

4 討論與展望

以丙酮粉作為酶源的沉淀進行提取，丙酮的消耗量過大，增加了成本。以乙醇沉淀進行提取，雖然操作簡單，提取過程中沒有被有毒化學試劑污染，但因含有乙醇使其干燥困難，而不是正常干燥狀態(tài)下的蛋白酶產品，在貯存中很難保持原有的活力。單寧法提取類似于乙醇法，并且多使用化學試劑，所得酶產品活力較低。而超濾法提取時無有害物質殘留，安全性高，所得酶產品其活力和得率均比較高。

所以，綜合以上結果，得出結論：采用超濾結合硫酸銨沉淀提取生姜蛋白酶更經濟安全，產率更高，質量更好，在工業(yè)化生產上具有一定的應用價值。

生姜蛋白酶在食品加工中的應用前景廣闊，可將生姜蛋白酶開發(fā)為新型環(huán)保安全的食品添加劑，例如酒類澄清劑、肉質嫩化劑、凝乳劑等，以獲得良好的社會效益和經濟效益。

[1]唐曉珍,黃雪松,喬聚林,等.生姜蛋白酶的工業(yè)提取方法比較[J].無錫輕工大學學報,2003(3):18-21.

[2]張艷霞.生姜蛋白酶的提取[D].濟南:山東大學,2007.

[3]郝桂霞,楊秋菊.多因素對生姜蛋白酶活性的影響[J].韓山師范學院學報,2005(3):71-75.

[4]孫國梁.生姜蛋白酶的提取及其在牛肉嫩化中的應用研究[J].山東農業(yè)大學,2008.

[5]李艷青,于長青,崔晶杰.生姜汁嫩化牛肉方法的研究[J].肉類工業(yè),2007(11):24-26.

陳瑋（1995—），女，遼寧大連人，本科在讀。研究方向：食品質量與安全。