生姜蛋白酶的提取及应用

□ 陈 玮 田 欣 沈阳工学院

生姜蛋白酶的提取及应用

□ 陈 玮 田 欣 沈阳工学院

本文中综合分析了有机溶剂沉淀和超滤两种生姜蛋白酶的提取方法，最终选用超滤提取生姜蛋白酶，并应用于牛肉嫩化。结果表明，与单宁、乙醇沉淀法提取生姜蛋白酶相比，显然超滤法更经济，得到的酶纯度更高，更适合大规模工业化生产。用超滤法提取的生姜蛋白酶对酒类具有很好的澄清效果，对牛肉的嫩化效果也十分显著。

生姜蛋白酶；超滤提取；牛肉嫩化

目前，隶属于植物蛋白酶的无花果、菠萝、木瓜蛋白酶等在食品加工中具有广泛的应用，而生姜蛋白酶与木瓜蛋白酶相似，是有待开发利用的新型植物蛋白酶。

在日常生活中，生姜多用做调味品或添加剂，但因其具有消炎、抗氧化作用，同样广泛应用于药物制剂中，具有重要的药用价值和保健价值，是一种药用、食用两用的植物[1]。“可蔬、可和、可果、可药。”是我国伟大的医药学家李时珍对生姜的最好评价。近年来人们对生姜中的姜辣素等多有研究，而少有人对其中的蛋白酶加以关注，使得该酶在食品工业上未发挥出其应有的作用[2]。

1 生姜蛋白酶的提取方法

1.1 有机溶剂沉淀法

提取蛋白酶的方法很多，主要是有机溶剂提取法，常用的沉淀剂大多为丙酮、硫酸铵、单宁等。这种方法提取纯度高，但其酶源多数为丙酮粉，其制备工艺繁琐，丙酮消耗量过多，使其成本高，效率低。因此，近几年逐步研究发现，以乙醇作为沉淀剂提取蛋白酶，其回收率较高，成本较低[3]。如用含60%冷乙醇的姜汁溶液提取生姜蛋白酶并冻干,得率为1.2%，而以单宁沉淀得率为1.1%。

1.2 超滤法

超滤法具有操作简单、效率高、无有害物质残留等特点，安全性高。所得产品酶活力和得率高，成本低，非常适合工业化生产。

1.3 生姜蛋白酶的酶学性质

生姜蛋白酶耐高温，稳定性好,能耐受一定的pH值和温度变化.并且在各个影响因素中，温度对生姜蛋白酶的影响最大，其次是Mg+2的浓度，再次是EDTA的浓度,然后是pH值,而金属离子K+的影响最小。

2 生姜蛋白酶在食品加工中的应用

2.1 生姜蛋白酶在牛肉嫩化中的应用

肌纤维蛋白质是肌肉中含量最高的蛋白质，因此决定肉的嫩度的影响因素就在于肌纤维蛋白质的分子结构、分子大小、溶解以及降解的状态等。

生姜蛋白酶处理可以显著促进牛肉肌纤维的小片化，促进了牛肉蛋白质降解成更小的片断，肌纤维直径减小，骨架蛋白、肌球蛋白等发生明显的降解，进而达到嫩化牛肉的效果[4]。

2.2 生姜蛋白酶在酒类澄清中的应用

啤酒早期浑浊是因其含有高分子蛋白质，向啤酒中添加蛋白酶可以将其分解成低分子物质，从而提高了啤酒的非生物稳定性。生姜蛋白酶不但具有澄清的作用，而且能够降低啤酒的色度，其原因为生姜蛋白酶分解了酒中含有的某些蛋白质类色素或与蛋白质结合的色素,使其受到破坏或沉降[5]。

3 超滤法提取生姜蛋白酶，并将所得产物应用于食品中

通过以上对生姜蛋白酶的综述，笔者认为可采用超滤结合有机溶剂进行生姜蛋白酶的提取，其基本操作为：将生姜研磨成汁，经4 000 r/min离心后抽滤，以去除大颗粒杂质，在常温0.06 Mpa压力下进行超滤，得到浓汁，再向其加入同体积丙酮，离心后取其沉淀，溶解于pH 6.0的缓冲溶液，再分两次离心，均取上清液加入固体硫酸铵，至饱和度分别为40%和70%，最后离心取其沉淀，浓缩干燥，得率为2.3%。

然后将所得产物应用于牛肉中，发现对其嫩化效果明显增加。通过多次试验结果，得出结论：以0.05%的生姜蛋白酶配置成pH 7.0的溶液，50 ℃对牛肉进行浸泡2 h。从感官上鉴定，嫩化后的牛肉较之前相比，质嫩，多汁，品相良好，并具有较好的弹性，可使牛肉达到明显的嫩化效果，显著地提高了其食用品质。

4 讨论与展望

以丙酮粉作为酶源的沉淀进行提取，丙酮的消耗量过大，增加了成本。以乙醇沉淀进行提取，虽然操作简单，提取过程中没有被有毒化学试剂污染，但因含有乙醇使其干燥困难，而不是正常干燥状态下的蛋白酶产品，在贮存中很难保持原有的活力。单宁法提取类似于乙醇法，并且多使用化学试剂，所得酶产品活力较低。而超滤法提取时无有害物质残留，安全性高，所得酶产品其活力和得率均比较高。

所以，综合以上结果，得出结论：采用超滤结合硫酸铵沉淀提取生姜蛋白酶更经济安全，产率更高，质量更好，在工业化生产上具有一定的应用价值。

生姜蛋白酶在食品加工中的应用前景广阔，可将生姜蛋白酶开发为新型环保安全的食品添加剂，例如酒类澄清剂、肉质嫩化剂、凝乳剂等，以获得良好的社会效益和经济效益。

[1]唐晓珍,黄雪松,乔聚林,等.生姜蛋白酶的工业提取方法比较[J].无锡轻工大学学报,2003(3):18-21.

[2]张艳霞.生姜蛋白酶的提取[D].济南:山东大学,2007.

[3]郝桂霞,杨秋菊.多因素对生姜蛋白酶活性的影响[J].韩山师范学院学报,2005(3):71-75.

[4]孙国梁.生姜蛋白酶的提取及其在牛肉嫩化中的应用研究[J].山东农业大学,2008.

[5]李艳青,于长青,崔晶杰.生姜汁嫩化牛肉方法的研究[J].肉类工业,2007(11):24-26.

陈玮（1995—），女，辽宁大连人，本科在读。研究方向：食品质量与安全。