凝乳酶是一种最早在未断奶的小牛胃中发现的天门冬氨酸蛋白酶,主要功能是切割乳中κ-酪蛋白的Phe105-Met106之间的肽键,破坏酪蛋白胶束使牛奶凝结。因此,它被广泛应用于乳制品制造业,成为重要的酶制剂。
凝乳酶一般也称为rennin,因为容易与血管紧张肽原酶(renin)混淆,国际酶学委员会推荐使用此名,即chymosin、rennet、Chymogen、Lab(德语)、remnase。是一种蛋白酶,EC3.4.23.4。存在于幼龄的反刍动物胃液中,很类似胃蛋白酶,但凝乳作用远比胃蛋白酶强。分解血红蛋白的最佳pH约3.5。随着动物的成长,胃中的凝乳酶减少,为胃蛋白酶所取代。
在胃中是以凝乳酶原(prochymosin)形式被分泌的,在酸性条件下由于自身的催化作用从氨基末端切去肽链,变成活性的凝乳酶。牛第四胃纯化样品分子量约3万6千,氨基末端残基为丙氨酸;经过自身催化后变为分子量约3万1千,氨基末端残基为甘氨酸。
结构凝乳酶的传统来源是哺乳期小牛第四胃(皱胃)。小牛凝乳酶是以前体的形式合成的,剪切后形成具有323个氨基酸残基的有活性的凝乳酶分子。它具有酸性蛋白酶家族的类二折叠对称特点,与其他真核细胞天冬氨酸蛋白酶高度同源。
凝乳酶是一个带有一个深的、长的裂口的二裂片结构,每个裂片具有相同的折叠。凝乳酶分子可分为由1—175氨基酸残基组成的N端区域和由176--323氨基酸残基组成的c端区域。两个区域之间是活性部位,其中二硫键Cys2250和Cvs2283对于酶的活性有重要意义。
理化性质凝乳酶的等电点为pH值4.2,水溶液的pH值为5.8。在酸性环境中凝乳酶活力最强,pH值低时凝固时间较短、凝乳较硬,最佳pH值约为4.8;若超过中性,则凝乳酶很快失去活性。
最适温度是42℃(到55-60℃时,酶会受到破坏)。实际奶酪生产中保持在30-33℃。较高的乳温会导致凝块硬化速度加快,随后切割困难。
Ca2+浓度增加可缩短凝固时间、使凝乳变硬。Ca2+不仅对二次相有影响,也会影响一次相。
42℃以上的加热会延长凝固时间、生成的凝乳较软;加热后放置温度越低,凝固时间越长。此滞后现象是因为酪蛋白微球结构中钙及磷酸盐游离出来所致。
使用方法按5‰分别称取凝乳酶(A:B为1:1),加入冷蒸馏水配成5‰凝乳酶溶液(每次使用需新鲜配制)。以万分之2~5的凝乳酶添加量——即每牛奶体积量5%的比例,将所配制的凝乳酶溶液加入牛奶中。摇匀后静置,在35℃温度下凝结,滤去乳清(加盐)→ 发酵 → 制成乳酪。
使用注意事项