[发明专利]来自担子菌纲的肽酶

说明书

发明领域

本发明涉及源自担子菌纲(Basidiomycetes)菌丝体的肽酶酶类，尤 其涉及谷蛋白特异的肽酶(gluten-specific peptidase)酶类，涉及产生它们 的方法和涉及它们在蛋白质水解中的用途。

发明背景

植物蛋白质的水解代表最古老的食品生物技术工艺之一。在亚洲国 家，经验传承了几个世纪，将大豆蛋白质水解以产生尤其是酱油，其中所 述酱油是一种大豆调味汁和常用调味品，其在西方世界几乎成为了中餐的 同义词。在这些冗长的、有时是常年的工艺中，所需的肽水解活性源自生 长在各自的植物底物中的曲霉属(Aspergilli)、乳酸细菌和酵母的连续发 酵。

西方国家用小麦、稻或者花生蛋白质来模拟该过程，并且利用酸水解 来代替酶水解，如使用盐酸，以有效地打开动力学上非常稳定的肽键。这 种通常称为经水解的植物蛋白质(HVP)的产品要么是液态调味品，要么 是经浓缩的，以获得膏状物、粉状物、预混合物用于汤或者调味料组合物 中，或者以获得浓缩固体汤料(stock cube)。尽管在工艺的任何阶段都不 涉及肉类，但所有产品都具有肉样气味和味道。

由于水解过程完成后需要中和酸，因此加入氢氧化钠。该中和反应过 程中形成的氯化钠支持了植物水解产物的味道增强特性，并且在最终产品 中常常是受欢迎的。

然而，酸水解也存在许多缺点。强酸和强碱是危险物质，且认为同安 全和食品等级操作不协调，尤其在100℃以上的温度。更大的问题是二氯 化合物不可避免的形成，如1，2-和1，3-二氯丙醇，这些物质在动物喂饲研 究中表现出致癌性。原材料的脂类部分与盐酸的接触也会产生氯化类固 醇，而化合物如5-(氯甲基)糠醛源自梅拉德途径。

为了避免危险或有毒化合物的形成，注意力重新回到酶促工艺，其中 这些化合物不是必需的也不会形成。因而，对改进酶促工艺呈现出了极大 的兴趣。

依据肽酶作用于蛋白质底物的机制(内肽酶或外肽酶；外肽酶可以是 氨肽酶或羧肽酶)或者四种催化机制中的一种来对肽酶分类。由胰凝乳蛋 白酶和枯草杆菌蛋白酶超家族代表丝氨酸内肽酶(Serin-endopeptidases)； 它们表现出广的底物特异性，并且含有所谓的催化三分体(catalytic triade)。四个超家族代表了半胱氨酸内肽酶，它们存在于微生物、植物 和动物源中；该名称指出在催化三分体中的半胱氨酸部分。天冬氨酸内肽 酶通过两个天冬氨酸部分的协调作用来剪切肽键。金属肽酶在进化上是古 老的，通常为具有外切和内切特异性的含锌酶。

常见肽酶，如碱性蛋白酶(alcalase)(来自地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)的丝氨酸肽酶)、木瓜蛋白酶(来自番木瓜(Carica papaya) 的半胱氨酸肽酶)、来自重组的毛霉属(Mucor)菌株的凝乳酶(粗制凝 乳酶)和中性蛋白酶(neutrase)(来自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 的金属肽酶)。US 3694316描述了用于从担子菌纲制备蛋白酶的方法。其 它商业化的肽酶，如链霉蛋白酶或者Flavorzyme，是由细菌如灰色链 霉菌(Streptomyces griseus)或者子囊菌纲(ascomycete)真菌如米曲霉 (Aspergillus oryzae)产生的多种活性类型的混合物。

酶促工艺由于它的生物催化性质而能在温和的物理条件下进行，并且 因此比酸催化工艺更环保。然而，与酸水解相反，酶促工艺常常反应不完 全，并且可导致有苦味的部分水解产物；苦味的水平随着水解程度的增加 而增加，达到最大，然后随着水解的进行而下降。