凝乳酶

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,其主要的生物学功能是可专一地切割乳中κ-酪蛋白的Phe105-Met106之间的肽键，破坏酪蛋白胶束使牛奶凝结，因此被广泛地应用于乳酪制造业，成为重要的酶制剂。

凝乳酶一般也称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，亦称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的胃液中，很类似胃蛋白酶，但凝乳作用（即酪蛋白→衍酪蛋白的转变作用）远比胃蛋白酶强。分解血红蛋白的最适pH约3.5。随着动物的生长，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）（从牛的第四胃纯化的样品，分子量约3万6千，氨基末端残基为丙氨酸）形态被分泌的，在酸性条件下由于本身的催化作用从氨基末端切去肽链，变成活性的凝乳酶（分子量约3万1千，氨基末端残基为甘氨酸）。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，经过剪切最后形成具有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的特点，与其他真核细胞天冬氨酸蛋白酶有高度同源性。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。两个区域之间是一个深沟状的活性部位。二硫键Cys2250和cvs2283对于酶的活性有重要意义。凝乳酶的等电点为pH值为4．2，水溶液的pH值为5．8，对牛奶凝固的最适pH值为5．8。分子量为40．500 U。凝固的最适温度为40-4l℃,制造奶酪时的凝固温度通常为30-35℃，凝固时间为20-40 min。在25～65℃之间随着温度的升高其活力增大，几乎不溶于乙醇、氯仿和乙醚。凝乳酶对酪蛋白的凝固可分为２个过程：①酪蛋白受凝乳酶的作用变成副酪蛋白，其变化为：κ－酪蛋白凝乳酶副κ－酪蛋白＋糖肽。 此过程称为一次相，属酶性变化；②生成的副酪蛋白在钙离子的存在下引起凝固，本来 对Ｃａ２＋就不稳定的αｓ－及β－酪蛋白，失去了κ－酪蛋白的胶体保护作用，则一并凝固。此过程称为二次相，属非酶性变化。
在二次相的酪蛋白凝固与酸凝固的情形不同，牛乳与凝乳酶凝固时，钙与磷酸盐并不从酪蛋白结构中游离出来。实际上，在室温以上将凝乳酶添加至牛乳，无法很清楚分别出一次相及二次相，此２个过程有重叠现象。凝乳酶是采用生物工程技术从天然番木瓜未成熟的果实中分离提纯正而制得的一种天然生物酶，其分子量为 36000 属于疏基（— SH ）酶，具有凝乳强度高，热稳定性好，使用安全可靠等特点。可广泛应用于乳制品加工及医药等行业。1、 食乳制品； 2、 仿制干酪的生产； 3、 适合中国人口味的风味系列化再制干酪； 4、 乳清多肽、含干酪饮料； 5、 医药等行业。按 5‰分别称取凝乳酶（A：B为1：1）A与B样品重量，加入冷蒸馏水配成5‰凝乳酶溶液（每次使用需新鲜配制），按万分之2～5的凝乳酶添加量——即按牛奶体积量5 % 添加所配制的凝乳酶溶液到牛奶中，摇匀、静置（在设定35℃温度）凝结，滤去乳清（加盐）→ 发酵 → 乳酪。1. pH：在酸性环境中凝乳酶活力最强，ｐＨ值低，凝乳酶凝固时间较短，凝乳较硬，其最佳ｐＨ值为４.８左右；若超过中性，则凝乳酶很快失去活性。
2. 温度：凝乳酶的最适温度是42℃。（到55-60℃，酶本身受到破坏）因为乳温明显影响凝结速度。不过实际奶酪生产中乳温通常保持在30-33℃，一是考虑到乳酸菌的最适温度（比如链球菌属的最适温度在30℃左右，最高不能超过40℃）；二是较高乳温下凝块硬化速度太快，以至随后的切割比较困难。   
3. Ca2+浓度：只有原奶中存在自由钙离子时，被凝乳酶转化的酪蛋白才能凝结。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，对一次相也有影响。
4. 加热的影响（42℃以上）：牛乳若先加热，以凝乳酶凝固的时间会延长，生成的凝乳会软，加热后牛乳即使放冷，凝固时间也延长，此现象称为滞后现象；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。