余 茜 张国丽 敖晓琳

    (四川农业大学食品学院 四川雅安625000)

    微生物蛋白酶作为工业上主要的蛋白酶制剂来源，广泛应用于食品、医药及生物工业等方面。目前，关于微生物蛋白酶的相关研究主要集中在高产菌株的选育，基因结构及功能方面，对于金属离子影响微生物蛋白酶活性及其机理的研究较少。相关报道表明添加一定量的金属离子可以显著提高蛋白酶活性。这一研究发现对于微生物蛋白酶制剂的生产及相关发酵食品工业进步具有重大意义。

    1 微生物蛋白酶主要概述

    蛋白酶是一类能催化分解蛋白质中的肽键断裂产生氨基酸、多肽或者肽段的酶的总称。根据反应最适pH 可将蛋白酶分为酸性、 中性和碱性蛋白酶。

    蛋白酶分布广泛，其来源可分为动物、植物和微生物3 个方面。动、植物蛋白酶主要存在生产周期长，成本高，提取工艺较复杂和蛋白酶得率较低等问题。因此，从动、植物中生产蛋白酶已逐渐被微生物替代。微生物蛋白酶主要来源于真菌、细菌和病毒，其中真菌以霉菌属(Aspergillus)为主，细菌以芽孢杆菌属(Bacillus)为主，病毒主要有脊髓灰质炎病毒和T4噬菌体，用于工业生产的微生物蛋白酶主要来自真菌和细菌(表1)。

    蛋白酶是一种重要的工业酶，据统计蛋白酶的销售占全球总酶销售量60%左右[1]。其中70%的工业蛋白酶用于食品发酵、皮革加工、清洁剂、明胶产业等[2]。其中，酸性蛋白酶主要用于调味品及传统发酵食品的生产[3-4]，如在干酪制作过程中酸性蛋白酶催化酪蛋白沉淀这一关键步骤常常作为干酪品质好坏的指标之一；中性蛋白酶主要用于酱油脱苦[5]、啤酒酿造[6]方面，如在酱油发酵过程，中性蛋白酶可以有效地水解蛋白质原料，利用中性蛋白酶修饰作用去除水解产物的苦味；碱性蛋白酶主要用于皮革加工、食品烘焙、肉类软化等方面[7]，如在面包制作过程中加入一定量的碱性蛋白酶能够有效提高面团的延伸性和韧性，增强面包起泡性[8]。

    2 金属离子作用微生物蛋白酶相关研究

    国内外学者研究发现添加少量的金属离子对于蛋白酶活性有显著提高，其中以二价金属离子为主。并且在不同来源蛋白酶样品中添加同种金属离子其作用效果与蛋白酶最适pH 及其活性部位结构密切相关，根据最佳pH 与活性位点的差异微生物蛋白酶被分为天冬氨酰基蛋白酶 (酸性)、金属蛋白酶(中性)、半胱氨酸或巯基蛋白酶(碱性)和丝氨酸蛋白酶(碱性)。根据近几年国内外关于金属离子作用微生物蛋白酶的相关研究结果表明：部分金属离子对微生物蛋白酶具有明显的激活作用，同种金属离子对于不同来源的蛋白酶作用效果不同 ......