本發(fā)明涉及一種蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶(Protein?glutaminase，PG)產(chǎn)生菌及其發(fā)酵產(chǎn)物的制備與應(yīng)用。所述蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶產(chǎn)生菌為解朊金黃桿菌(Chryseobacterium proteolyticum)YF810菌株，菌種保藏編號(hào)為CGMCC NO.10532。該菌株從土壤中富集篩選得到，安全無毒，經(jīng)發(fā)酵可產(chǎn)蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶，且酶活力較高。經(jīng)過制備、純化，蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶的純度較高，用于食品工業(yè)加工領(lǐng)域，能顯著提高蛋白質(zhì)的溶解度、起泡性、乳化性和穩(wěn)定性，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于食品微生物篩選應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶產(chǎn)生菌的篩選及其發(fā)酵產(chǎn)物蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶的制備與應(yīng)用。

背景技術(shù)

天然蛋白質(zhì)含有較多的谷氨酰胺和天冬酰胺殘基，它們以氫鍵的形式和其他氨基酸交聯(lián)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的溶解性降低，進(jìn)而影響蛋白的工藝特性，如乳化性、起泡性、凝膠性等(Fennema OR.食品化學(xué)[Z].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003316-317)。這限制著蛋白質(zhì)在食品、飲料、保健品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的諸多應(yīng)用。脫酰胺是解決這一問題的重要途徑，研究表明，通過脫酰胺作用，蛋白質(zhì)中的酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基，負(fù)電荷增加，降低了蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，同時(shí)脫酰胺也改變了蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)，使原本被包裹在內(nèi)部的親水基團(tuán)暴露出來，且較小程度的脫酰胺作用(2％-6％)就能顯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)。

文獻(xiàn)報(bào)道的脫酰胺方法有酸法和酶法。酸法脫酰胺雖能顯著改善蛋白質(zhì)的溶解性，但在處理過程中，蛋白質(zhì)肽鏈水解及其他氨基酸殘基的降解是不可避免的，這對(duì)蛋白質(zhì)風(fēng)味影響較大。谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶、蛋白酶和肽谷氨酰胺酶均可以用于蛋白質(zhì)的脫酰胺。但是都有一定的不足：谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶過量使用會(huì)使蛋白質(zhì)發(fā)生凝聚；蛋白酶能將蛋白質(zhì)整體水解，底物專一性較差，容易產(chǎn)生苦味；肽谷氨酰胺酶對(duì)高分子量的多肽和蛋白質(zhì)不發(fā)揮作用，且脫酰胺度不高。

蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶(Protein-glutaminase，EC 3.5.1.44)簡(jiǎn)稱PG，是近年來才被研究的一種新型水解酶，它能夠脫去多種蛋白質(zhì)、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)，能將L-β-谷氨酰胺水解成L-谷氨酸和氨，且僅作用于蛋白質(zhì)或肽的谷氨酰胺基團(tuán)，而對(duì)天冬酰胺殘基和游離谷氨酰胺沒有影響，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的交聯(lián)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)，從而提高蛋白質(zhì)的溶解度和乳化性等，且該酶在酸性條件下也能起作用，是食品行業(yè)中一種非常有應(yīng)用前景的酶。但由于生產(chǎn)菌株稀少，目前為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶的研究主要集中在其結(jié)構(gòu)和應(yīng)用方面，而對(duì)能夠產(chǎn)生蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶的其他菌株研究甚少，這在一定程度上限制了蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶的工業(yè)化應(yīng)用。

現(xiàn)有報(bào)道中，能產(chǎn)蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶的細(xì)菌有解朊金黃桿菌(Chryseobacteriumproteolyticum)、黏金黃桿菌(Chryseobacterium gleum)和產(chǎn)吲哚金黃桿菌(Chryseobacterium indologenes)。目前唯一被批準(zhǔn)用于工業(yè)化生產(chǎn)的僅有解朊金黃桿菌，但其產(chǎn)酶能力較低，酶活約為0.2IU/mL。