[发明专利]蛋白质谷氨酰胺酶产生菌及发酵产物的制备与应用

说明书

本发明涉及一种蛋白质谷氨酰胺酶(Protein‑glutaminase，PG)产生菌及其发酵产物的制备与应用。所述蛋白质谷氨酰胺酶产生菌为解朊金黄杆菌(Chryseobacterium proteolyticum)YF810菌株，菌种保藏编号为CGMCC NO.10532。该菌株从土壤中富集筛选得到，安全无毒，经发酵可产蛋白质谷氨酰胺酶，且酶活力较高。经过制备、纯化，蛋白质谷氨酰胺酶的纯度较高，用于食品工业加工领域，能显著提高蛋白质的溶解度、起泡性、乳化性和稳定性，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于食品微生物筛选应用技术领域，更具体的说是涉及一种蛋白质谷氨酰胺酶产生菌的筛选及其发酵产物蛋白质谷氨酰胺酶的制备与应用。

背景技术

天然蛋白质含有较多的谷氨酰胺和天冬酰胺残基，它们以氢键的形式和其他氨基酸交联，导致蛋白质的溶解性降低，进而影响蛋白的工艺特性，如乳化性、起泡性、凝胶性等(Fennema OR.食品化学[Z].北京：中国轻工业出版社，2003316-317)。这限制着蛋白质在食品、饮料、保健品、医药等领域的诸多应用。脱酰胺是解决这一问题的重要途径，研究表明，通过脱酰胺作用，蛋白质中的酰胺基转化为羧基，负电荷增加，降低了蛋白质的等电点，同时脱酰胺也改变了蛋白质分子的空间结构，使原本被包裹在内部的亲水基团暴露出来，且较小程度的脱酰胺作用(2％-6％)就能显著提高蛋白的功能特性(Hamada J S,Marshall WE.Preparation and functional properties of enzymatically deamidatedsoyproteins[J].Journal of Food Science.1989,54(3):598-601)。

文献报道的脱酰胺方法有酸法和酶法。酸法脱酰胺虽能显著改善蛋白质的溶解性，但在处理过程中，蛋白质肽链水解及其他氨基酸残基的降解是不可避免的，这对蛋白质风味影响较大。谷氨酰胺转移酶、蛋白酶和肽谷氨酰胺酶均可以用于蛋白质的脱酰胺。但是都有一定的不足：谷氨酰胺转移酶过量使用会使蛋白质发生凝聚；蛋白酶能将蛋白质整体水解，底物专一性较差，容易产生苦味；肽谷氨酰胺酶对高分子量的多肽和蛋白质不发挥作用，且脱酰胺度不高。

蛋白质谷氨酰胺酶(Protein-glutaminase，EC 3.5.1.44)简称PG，是近年来才被研究的一种新型水解酶，它能够脱去多种蛋白质、多肽或者短肽的氨基(Yamaguchi S,Jeenes D J,Archer D B.Protein-glutaminase from Chryseobacteriumproteolyticum,an enzyme that deamidates glutaminyl residues in proteins[J].European Journal of Biochemistry,2001,268(5):1410-1421)，能将L-β-谷氨酰胺水解成L-谷氨酸和氨，且仅作用于蛋白质或肽的谷氨酰胺基团，而对天冬酰胺残基和游离谷氨酰胺没有影响，同时不会导致蛋白质的交联和水解(Marcoa C,Rosell C M.Effect ofdifferent protein isolates and transglutaminse on rice flour properties[J].Journal of Food Engineering,2008,84(1):132-139)，从而提高蛋白质的溶解度和乳化性等，且该酶在酸性条件下也能起作用，是食品行业中一种非常有应用前景的酶。但由于生产菌株稀少，目前为止，国内外对蛋白质谷氨酰胺酶的研究主要集中在其结构和应用方面，而对能够产生蛋白质谷氨酰胺酶的其他菌株研究甚少，这在一定程度上限制了蛋白质谷氨酰胺酶的工业化应用。

现有报道中，能产蛋白质谷氨酰胺酶的细菌有解朊金黄杆菌(Chryseobacteriumproteolyticum)、黏金黄杆菌(Chryseobacterium gleum)和产吲哚金黄杆菌(Chryseobacterium indologenes)。目前唯一被批准用于工业化生产的仅有解朊金黄杆菌，但其产酶能力较低，酶活约为0.2IU/mL。