木瓜蛋白酶在肥料中的应用

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1、木瓜蛋白酶在肥料中的应用木瓜蛋白酶(Papain)，又称木瓜酶，是一种蛋白水解酶，番木瓜 (Carieapapaya)中含有的一种低特异性蛋白水解酶，广泛地存在于番木瓜的根、 茎、叶和果实内，其中在未成熟的乳汁中含量最丰富。木瓜蛋白酶就是由种植的 番木瓜未成熟果实中割取乳液经采用生物技术提取、微滤、超滤、冷冻干燥提练 而得的纯天然、健康、安全、高效的生物酶制剂。1. 组成结构木瓜蛋白酶是由212个氨基酸组成，属于含巯基(一SH)肽链内切酶，具有 蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有 较强的酶解能力，同时还具有合成的能力，可把蛋白质水解物再合成蛋白质类物 质，这

2、种能力可用来改善动植物蛋白的营养价值或功能性质。番木瓜未成熟果实中含有木瓜蛋白酶(Papain)、木瓜凝乳蛋白酶、木瓜凝乳 蛋白酶、木瓜肽酶等多种蛋白水解酶。且已知四种半胱氨酸蛋白酶的一级结构具 有咼度的同源性。其中，木瓜蛋白酶属巯基蛋白酶，可水解蛋白质和多肽中精氨 酸和赖氨酸的羧基端，并能优先水解那些在肽键的N-端具有二个羧基的氨基酸 或芳香L-氨基酸的肽键。木瓜蛋白酶是一种蛋白水解酶，分子量为23406，由一种单肽链组成，含有 212个氨基酸残基。至少有三个氨基酸残基存在于酶的活性中心部位，他们分别 是Cys25、His159和Asp158，另外六个半胱氨酸残基形成了三对二硫键,且都不 在

3、活性部位。纯木瓜蛋白酶制品可含有：(1)木瓜蛋白酶，分子量21000，约 占可溶性蛋白质的10%; (2)木瓜凝乳蛋白酶，分子量26000，约占可溶性蛋白 质的45%；(3)溶菌酶，分子量25000,约占可溶性蛋白质的20%；及纤维素酶 等不同的酶。2. 化学性质木瓜蛋白酶是一种在酸性、中性、碱性环境下均能分解蛋白质的蛋白酶。它 的外观为白色至浅黄色的粉末，微有吸湿性；木瓜蛋白酶溶于水和甘油，水溶液 为无色或淡黄色，有时呈乳白色；几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚等有机溶剂。木 瓜蛋白酶是一种含巯基(-SH)肽链内切酶，具有蛋白酶和酯酶的活性，有较广泛 的特异性，对动植物蛋白、多肽、酯、酰胺等有较强的

4、水解能力，但几乎不能分 解蛋白胨。木瓜蛋白酶的最适合PH值67(般39.5皆可)，在中性或偏酸 性时亦有作用，等电点(pI)为8.75；木瓜蛋白酶的最适合温度5565C(般 1085C皆可)，耐热性强，在90C时也不会完全失活；受氧化剂抑制，还原性 物质激活。3. 催化机制木瓜蛋白酶的剪切肽键的机制包括：在His-159作用下Cys-25去质子化, 而Asn-158能够帮助His-159的咪唑环的摆放，使得去质子化可以发生；然后 Cys-25亲核攻击肽主链上的羰基碳，并与之共价连接形成酰基一酶中间体；接 着酶与一个水分子作用，发生去酰基化，并释放肽链的羰基末端。4. 功能特性GB 2760-2

5、011规定，木瓜蛋白酶可用作食品工业在的加工助剂（酶制剂）。一般应在制成最后成品之前除去（规定有残留量者除外）。木瓜蛋白酶主要用于啤酒抗寒（水解啤酒中的蛋白质，避免冷藏后引起的浑 浊）、肉类软化（水解肌肉蛋白和胶原蛋白，使肉类软化）、谷类预煮的准备、 水解蛋白质和肉类香料的生产。在啤酒抗寒和肉类软化方面的应用远比其他蛋白 酶类广泛。用量一般为14mg/kg促使饼干中面筋的分解，以使成品松软。肉类 软化有多种蛋白酶可用，比较如下表所列。15. 国内产地在中国，木瓜种植主要分布在广西的横县和邕宁县等地，属于广西特产水果， 因此，木瓜蛋白酶生产厂家主要集中在广西南宁市，木瓜蛋白酶的生产和研究有 将近

6、20年的时间。6. 应用范围木瓜蛋白酶在医药、食品、饮料、化学试剂、饲料、纺织化妆品、农业等方 面都有广泛的应用，开发前景广阔。7. 肥料工业应用：利用木瓜蛋白酶水解能力，分解动植物蛋白质形成氨基酸，增加营养物质的 渗出量，生成植物生长发育所需要营养物质（氮、磷、钾、铁、铜、锰、锌、铝、 硼等），利于植物对植物营养物质的吸收和利用。经过赘合和络合形成的有机、 无机复合物。这种肥料既能保持大量元素的缓慢释放和充分利用 ,也能保证微量 元素的稳效和长效。具有增强植物呼吸作用,改善植物氧化还原过程,促进植物的 新陈代谢的良好作用。它能促进光合作用和叶绿素的形成 ,对氧化物活性、酶类活性、种子发芽、营

7、养物质吸收,根系生长发育等生理生化过程均有明显的促进 和激活作用。尤其是它与植物的亲合性是其它任何一种物质所无法比的。氨基酸 肥料的功效集有机肥的长效、化肥的速效、生物肥的稳效和微肥的增效为一体。8.简易制备方法 利用粉碎好的高蛋白动植物原料（下称原料）加木瓜蛋白酶就可以制作氨基 酸叶面肥，具体操作方法如下：1、准备容器和原料。首先准备好发酵所需的可密封发酵桶。称量好发酵用的 原料重量，并测定其含水量，一般含水量为 12%；再准备一定的红糖。2、调整配比和水分。按 1：100 比例，即100 公斤原料，拌 1 公斤木瓜蛋白 酶，一定要搅拌均匀。往原料中加入糖水，将原料物料的含水量调到 55-60%， 然后放入发酵桶。3、将发酵桶自然放置、密封。4、将发酵桶堆积发酵，并注意做到保温、保湿、保洁。发酵时会产生大量气 体，容易引发炸桶，要注意安全。一般夏天 2 个月，冬天 4 个月即可发酵完毕。5、浸泡物料并提取。将发酵好的物料移到容器里，用 5%红糖水浸泡，即可 提取氨基酸水。浸泡比是 1 公斤原料加 5%红糖水 5 公斤，浸泡时间为 1-2 小时， 浸泡完毕（无臭味，液体呈黄色），应及时过滤提取氨基酸水，做好包装，在阴 凉处保管即可。