生姜蛋白酶是有待开发利用的新的植物蛋白酶,是在继木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等后发现的一种新的植物蛋白酶,被认为是木瓜蛋白酶家族的又一新成员。在我国,生姜是常用的调味品和中草药,具有重要的药用和保健价值。目前,专家们对生姜中的挥发油和姜辣素研究较多,而对蛋白酶的研究较少,因此使该酶在食品工业上没有发挥出应有的作用。本文将生姜蛋白酶的研究进行综述,为该酶的进一步利用抛砖引玉。
生姜蛋白酶的应用主要表现在以下三个方面:
一是肉类嫩化。生姜蛋白酶是一种巯基醇蛋白酶,可分解胶原蛋白和肌动球蛋白,从而使肉嫩化,且对胶原蛋白的分解能力要比对肌动球蛋白的分解能力高出好几倍。该酶可降解肌原纤维,导致肌原纤维的断裂从而提高肉类的嫩度。专家们通过采用生姜蛋白酶作用于鸡肉、牛肉、猪肉等,证明了生姜蛋白酶对肉的嫩化作用。有专家通过对酶的用量、pH、处理温度、处理时间的测试,确定生姜蛋白酶对牛肉嫩化的最佳工艺条件是:酶用量为0.06%,pH为7.0,处理温度为50℃,处理时间为2h;可使牛肉嫩度达到最佳使用状态,颜色较好,柔嫩多汁且具有良好的弹性。还有专家研究生姜蛋白酶和生姜汁对猪肉的嫩化效果,通过测定猪肉的最大剪切力,得到的生姜蛋白酶和生姜汁对猪肉的嫩化效果都非常显著,生姜蛋白酶的最佳用量为0.01%,最佳pH为7.0,最佳预处理温度为30℃;生姜汁对肉嫩化的作用是生姜汁中生姜蛋白酶的作用结果。
二是酒类澄清。专家研究表明,生姜蛋白酶能显著提高啤酒和红葡萄酒的澄清度,其最适加入量为0.05mg/L,对啤酒的最佳预处理温度为60℃。在酶制剂的用量上,远远小于木瓜蛋白酶的用量,具有更高的商业价值。生姜蛋白酶处理红葡萄酒可提高蛋白质含量、澄清度、色强度和色调等各项指标的稳定性,有利于提高红葡萄酒的风味和营养价值。但姜汁会使啤酒和红酒浑浊并变色,失去应有的色泽品质,不能作为直接的酶源应用于啤酒和红葡萄酒的澄清。
三是凝乳作用。姜汁具有凝乳的作用,其凝乳的机理有专家认为是生姜蛋白酶将乳中酪蛋白胶粒外围的κ- Casein及β-Casein在Ca2+参与下形成具有网状凝胶体。还有专家则认为是由于姜汁所含的挥发油的主要成分姜醇、姜烯等作用于酪蛋白胶束外壳的κ-酪蛋白,使其分解形成活性部位,活性部位能容纳更多钙离子,从而使乳凝固。专家们进一步研究发现,单纯的生姜挥发油不能凝乳,生姜蛋白酶才能凝乳。也有专家采用正交试验得到制作姜汁凝乳的优选工艺,即姜汁添加量10%,CaCl2添加量0.05%,凝乳温度30℃~35℃,pH为5.0,得到了口感和风味都较好的产品。www.cnenzyme.com
将生姜蛋白酶开发为成熟的酒类澄清剂、牛奶凝乳剂、肉质嫩化剂等,作为新型环保安全的食品添加剂,势必为生姜深加工带来良好的经济效益和社会效益。但就目前来看,对于生姜蛋白酶的研究进展并不快,一些作用机理还存在争议,工业化生产程度还不够。此外,生姜蛋白酶在应用上也不及木瓜蛋白酶广泛。木瓜蛋白酶在医药上可起到抗癌、抗肿瘤、消炎、止痛等作用;而生姜自古就有治风寒、咳嗽、胃寒呕吐等功效。现代医学又证明生姜具有降低血清胆固醇、抗氧化、防止动脉粥样硬化等功效;其蛋白酶既与木瓜蛋白酶属"同族",因此可以考虑将其应用在医药上,拓宽应用范围,提高价值。另外,由于生姜蛋白酶的稳定性不高,从鲜姜中提取的粗酶很快就会褐变,这也是限制其在工业上推广的原因,因此如何提高生姜蛋白酶的稳定性还需要进一步研究。