凝乳酶

哺乳動物胃液中有凝乳酶，能使乳中蛋白質凝聚成乳酪，乳酪易為各種蛋白質酶所消化。凝乳酶只是提高酶的效率，實際不算作酶。哺乳類以外的動物因為不食乳，所以很少存在凝乳酶。

凝乳酶是生產乾酪不可缺少的製劑，其產值佔整個酶製劑總產值的15.5%。主要來源是未斷奶小牛胃粘膜。

動物源凝乳酶：凝乳酶最早來源於小牛的第四胃黏膜，隨後在其他動物的胃中提取了凝乳酶。但是由於動物來源的凝乳酶來源不穩定，同時出於對種族、信仰等方面的考慮，研究者已將研究方向轉為微生物和植物來源的凝乳酶。

植物源凝乳酶：許多植物中含有能使乳凝固的蛋白酶來源非常廣泛。目前研究較多的有如下幾種，包括木瓜蛋白酶、無花果蛋白酶、菠蘿蛋白酶、生薑蛋白酶、合歡蛋白酶、朝鮮薊蛋白酶等。

微生物源凝乳酶：微生物因其具有生長週期短，產量高，受時間、空間限制小，生產成本低，提取方便，經濟效益高等優點，是目前凝乳酶來源最有前途的發展方向。目前已發現有40餘種微生物可生產一定活力的凝乳酶，主要是真菌、放線菌、細菌等 ^[1]  。

凝乳酶的溶解度受pH值、温度和溶液離子強度影響。可溶於pH值為5.5，濃度為1mol/L的NaCl溶液，晶體結構的凝乳酶在25℃比較穩定，且溶解度隨離子強度增強而增強。凝乳酶的等電點為pH值為4.5，在pH值為5.3~6.3最穩定，但pH值為3~4時會因自身降解而活性降低。鹼性條件下會發生不可逆的構象變化而使活性降低。

凝乳酶有三種狀態：液態、粉狀和片劑。傳統上利用牛犢第四胃的皺胃酶提取製作凝乳酶，隨着凝乳酶研究的進展，其來源在不斷擴大，現今分類包括三類：動物性凝乳酶，來源於牛胃、豬胃和羊胃；植物性凝乳酶，來源於無花果樹液和菠蘿果實；微生物凝乳酶，來源於黴菌和酵母菌。丹麥乾酪生產中來源黴菌的凝乳酶得到廣泛應用 ^[1]  。

凝乳酶的凝乳作用分為兩個步驟：第一步是酶專一性的水解乳中κ-酪蛋白多肽鏈的Phe105-Met106之間的肽鍵，形成穩定副κ-酪蛋白及親水性糖巨肽；第二步是當總的κ-酪蛋白被水解掉約80%時，在鈣離子存在下通過在酪蛋白膠粒間形成的化學鍵形成凝塊或凝固的乳。這是由於κ-酪蛋白分子位於酪蛋白膠束表面，亞基之間以疏水鍵和膠體磷酸鈣相互作用的方式連接在一起 ^[1]  。

促使原奶凝結，為排出乳清提供條件。

指1毫升凝乳酶溶液或1克乾粉在35℃條件下，40分鐘內能凝結原奶的毫升數。標準液態凝乳酶的活力通常是1.2-1.5萬，粉狀凝乳酶是前者10倍，為12-15萬。

（1）PH：在酸性環境中凝乳酶活力最強，原奶酸度的任何微小變化均能顯著影響凝乳酶的活力。凝乳酶活力大部分來源於其中的胰蛋白酶，小部分來源於牛胃蛋白酶（不過豬凝乳酶中的有效成分是豬胃蛋白酶）。胰蛋白酶的最適PH為5.4，而胃蛋白酶的最適PH低於胰蛋白酶。

（2）温度：凝乳酶的最適温度是42℃。（到55-60℃，酶本身受到破壞）因為乳温明顯影響凝結速度。乳温30℃時原奶凝結時間是42℃的2-3倍。不過實際乾酪生產中乳温通常保持在30-33℃，一是考慮到乳酸菌的最適温度（比如鏈球菌屬的最適温度在30℃左右，最高不能超過40℃）；二是較高乳温下凝塊硬化速度太快，以至隨後的切割比較困難。

（3）Ca²⁺濃度：只有原奶中存在自由鈣離子時，被凝乳酶轉化的酪蛋白才能凝結。因此鈣離子濃度將會影響凝乳時間、凝塊硬度和乳清排出。

原奶中酪蛋白有三種：αs-酪蛋白、β-酪蛋白和К-酪蛋白，前兩者易受Ca+2影響形成沉澱，而後者不僅穩定，而且還具有抑制前者沉澱的作用。凝乳酶使原奶凝固分為兩個階段：首先將К-酪蛋白分解為副К-酪蛋白；其次副К-酪蛋白及αs-酪蛋白和β-酪蛋白在Ca+2作用下沉澱。

通常用量是100kg原奶添加20-40毫升凝乳酶溶液。凝乳時間與凝乳酶用量成反比，用量翻倍，則凝乳時間減半。

乳清的排出不受凝乳酶用量的影響，實驗表明凝乳酶的用量與24小時後乾酪的含水量及PH質無關。不過用量影響乾酪的成熟，用量大，則成熟期間蛋白質的分解會加快；同時由於凝乳酶分解蛋白質產生苦味肽，因此用量大也會增加乾酪的苦味。

凝乳強度的測定採用 Arima 法，取 5ml ， 100g/L 的脱脂乳，在 35 ℃下保温 5 min ，加入 0.5ml ， lg/ L 的木瓜凝乳酶溶液，快速混合均勻，準確測定從加入酶液到凝固的時間 T(s) ，把 40min 凝固 1ml， 100g/ L 的脱脂乳的酶量定義為一個索氏單位。凝乳強度= (2400/T) ╳(5/0.5)╳ D(稀釋倍數)