一种常见的酶，即木瓜蛋白酶，是从青木瓜果实中提取的。酶是一种蛋白质，可以加快生物变化的速度，例如水果的成熟。在酶催化反应结束时，酶本身不会发生变化，但能够再次发生反应。
介绍
酶通常以-ase结尾。这既可以表明受酶影响的物质的性质（例如，碳水化合物酶作用于碳水化合物物质，蛋白酶作用于蛋白质），也可以表明反应的性质，例如，转移酶催化物质内原子或原子团的转移。
酶天然存在于食品中，许多传统的食品加工技术都涉及酶的使用。如今，随着食品科学知识的进步，这些酶可以在加工过程中被提取、浓缩并添加到食品中（例如肉类嫩化剂）。表 1 描述了一些传统技术和所涉及的酶。值得注意的是，直到最近，人们才详细了解了这些食品加工技术中涉及的酶催化反应。
| 传统食品加工技术 | 所用酶 | 催化反应 | 原因 |
|---|---|---|---|
| 面包制作 | 面粉中的淀粉酶、酵母中的麦芽糖酶、酵母中的发酵酶 | 淀粉-麦芽糖、麦芽糖-葡萄糖、葡萄糖-二氧化碳和乙醇 | 产生糖分供酵母发挥作用，并产生二氧化碳使面包充气 |
| 奶酪生产 | 凝乳酶中的凝乳酶 | 牛奶蛋白质的凝固 | 帮助形成凝乳 |
| 酒精饮料 | 原料中的淀粉酶、麦芽糖酶和发酵酶 | 淀粉-麦芽糖、麦芽糖-葡萄糖、葡萄糖-二氧化碳和乙醇 | 产生糖分供酵母发挥作用，并产生二氧化碳以改善“质地” |
| 茶和咖啡 | 叶子和豆类中的氧化酶 | 无色酚类化合物聚合成棕色化合物 | 赋予茶叶理想的颜色和风味 |
表 1：使用酶的传统食品加工
一类重要的酶被称为蛋白酶。这些酶可催化蛋白质的分解。食品加工行业中蛋白酶的应用包括啤酒的防寒（见表 1）、肉类的嫩化以及披萨面团和华夫饼和威化饼面糊的生产。这些蛋白酶中最常见的是木瓜蛋白酶。
需要注意的是，建立小规模木瓜蛋白酶生产存在许多特殊困难，在尝试启动此类计划之前需要进行非常彻底的研究。具体如下：
- 木瓜蛋白酶具有潜在危险——长时间接触会损害工人手部的皮肤，在某些情况下还可能引起过敏反应。
- 随着替代品的出现，欧洲的木瓜蛋白酶市场正在变得越来越小，并且在不久的将来它可能会在某些食品（例如啤酒）中被禁止。
- 低等级（晒干）木瓜蛋白酶的市场比高品质喷雾干燥木瓜蛋白酶小得多（见下文）。因此，应进行彻底的市场调查，以确保产品能够销售。
- 为了实现经济的生产，需要种植木瓜树——从家庭花园的几棵树上采摘木瓜是不可行的。
木瓜蛋白酶：来源和用途
木瓜蛋白酶存在于从番木瓜果实（Carica papaya L）获得的干乳胶中。它是最常用于上述食品加工应用的蛋白酶。然而，其他重要的蛋白酶是从无花果中获得的无花果蛋白酶和从菠萝中获得的菠萝蛋白酶。
木瓜蛋白酶用于制药业、医药业以及食品加工业（例如用于制备疫苗和治疗硬皮）。它还具有兽医学应用，例如牛驱虫。木瓜蛋白酶还用于鞣制皮革，并可用于造纸和粘合剂行业以及污水处理。医学研究包括使用木瓜蛋白酶对腭裂进行整形手术。
收集和提取方法
木瓜蛋白酶的获取方法是切开未成熟但几乎成熟的木瓜皮，然后收集并干燥从切口流出的乳胶。采果应在清晨开始，并在上午中后期结束（即高湿度期间）。在低湿度下，乳胶流出量较低。
然后进行两到三次垂直切割（第一道切割除外，见下文），深度为 1-2 毫米，在水果底部汇合。使用不锈钢剃须刀片进行切割，刀片插入附在长棍上的一块橡胶中。刀片突出深度不应超过 2 毫米，因为切割深度超过 2 毫米可能会导致果肉中的果汁和淀粉与乳胶混合，从而降低品质。
采果间隔应为 4-7 天左右，第一次采果通常只需割一次即可。后续采果时，应在前两次采果之间间隔两到三次采果（如上所述）。
大约 4-6 分钟后，乳胶停止流动。用盘子收集乳胶，然后将乳胶刮入带有紧密盖子的聚乙烯衬里盒子中；这种盒子应存放在阴凉处。使用紧密盖子和将盒子放在阴凉处都很重要，因为它们可以减少导致酶活性丧失的反应。应避免乳胶中混入污垢和昆虫等异物。应小心刮掉粘附在水果上的乳胶并将其转移到收集箱中。但是，干乳胶不应与新鲜乳胶混合，因为这会降低质量。
处理新鲜乳胶时，应小心确保不要让其接触皮肤，因为这样会引起灼伤。也不要让其接触铁、铜或黄铜等重金属，因为这会导致变色和失去活性。除非锅、刀和勺子是由塑料或不锈钢制成的，否则不应使用它们。新鲜乳胶不易保存，应尽快将其干燥至含水量低于 5%（此时其质地干燥易碎）。
两三个月后，果实成熟，应从树上摘下。成熟的果实可以食用，但由于表面有疤痕，销售价值很低。不过，青熟木瓜的果皮含有约 10% 的果胶（干重），可以加工果实以提取果胶。
木瓜乳胶的干燥
干燥方法是决定木瓜蛋白酶最终品质的主要因素。自从木瓜蛋白酶成为国际商品以来，它有各种不同的等级。到 20 世纪 50 年代中期，当斯里兰卡的木瓜蛋白酶占据市场主导地位时，已知有三个等级：1 - 细白色粉末，2 - 白色烘干碎屑，和 3 - 深色晒干碎屑。到 20 世纪 70 年代，木瓜蛋白酶有两个等级：1 - 一级或高级烘干木瓜蛋白酶，呈粉末或碎屑状，通常为乳白色，和 2 - 二级或低级晒干棕色木瓜蛋白酶，呈碎屑状。自 1970 年以来，由于新的加工技术，木瓜蛋白酶被重新分为三类：1 - 粗木瓜蛋白酶 - 从一级白色到二级棕色。2 - 粗木瓜蛋白酶，呈薄片或粉末状 - 有时称为半精制。 3-喷雾干燥的粗木瓜蛋白酶-呈粉末状，称为精制木瓜蛋白酶。
晒干
晒干法生产出来的产品质量最差，因为酶活性会大量损失，木瓜蛋白酶也很容易变成褐色。然而，在许多国家，晒干法仍然是木瓜蛋白酶最常见的加工技术。只需将乳胶铺在托盘上，放在阳光下晒干即可。
烘干
木瓜蛋白酶干燥机的结构简单。在斯里兰卡，干燥机通常是用泥土或粘土砖制成的简易户外炉（约一米高）。干燥时间各不相同，但大致建议为 4-5 小时，温度约为 35-40°C。当乳胶易碎且不粘稠时，干燥完成。如果在干燥前对乳胶进行筛选，可获得质量更好的产品。干燥产品应存放在密封且避光的容器中（例如密封的陶罐或金属罐），并存放在阴凉处。金属容器应衬有聚乙烯。
喷雾干燥
小规模加工无法实现这一点。需要大量设备投资（例如 10,000 英镑）。但是，可以购买喷雾干燥木瓜蛋白酶进行小规模食品加工。
喷雾干燥木瓜蛋白酶的酶活性高于其他木瓜蛋白酶，并且完全溶于水。处理这种形式的木瓜蛋白酶时必须格外小心，因为吸入后会引起过敏和肺气肿。因此，喷雾干燥木瓜蛋白酶通常被包裹在明胶涂层中。
酶活性
如果木瓜蛋白酶要用于出口市场或当地食品工业，那么测定酶活性就很重要。这种方法称为测定。测定可以由国家标准局等机构进行。
木瓜蛋白酶用于水解（或分解）蛋白质。因此，测量木瓜蛋白酶活性的分析是基于测量水解产物。主要有两种分析方法。第一种方法依赖于木瓜蛋白酶凝结牛奶的能力。这种方法成本低，但耗时。此外，缺乏确定凝结点的标准方法以及所用奶粉的不同也可能导致误差。
在此方法中，将已知量的木瓜蛋白酶样品（通过将已知重量的木瓜蛋白酶溶解在已知体积的乙酸溶液中制成）添加到固定量的牛奶（通过将已知重量的奶粉溶解在已知体积的水中制成）中，并在水浴中加热至 30°C。
将内容物充分混合，然后观察，直到检测到凝结（形成块状）的第一个迹象。记录从将木瓜蛋白酶添加到牛奶中到达到此阶段所需的时间。然后使用不同已知量的木瓜蛋白酶溶液重复实验。使用不同量的木瓜蛋白酶样品应使凝结时间在 60 到 300 秒之间，以获得最佳结果。然后通过绘制图表来计算木瓜蛋白酶样品的活性，找出在无限浓度的木瓜蛋白酶下凝结牛奶所需的时间，然后在公式中使用该值来计算活性。
为了引入标准化措施，可以将牛奶量固定在某个已知浓度。这是通过将已知浓度的高级木瓜蛋白酶与牛奶反应来实现的。然后可以调整奶粉溶液的浓度，以在固定的反应条件下获得所需的凝固时间。然后可以计算出在已知牛奶量下的“纯木瓜蛋白酶活性”。在相同反应条件和相同（已知）牛奶量下测试样品木瓜蛋白酶，然后会得到相对于纯木瓜蛋白酶的活性。
第二种方法基于光吸收科学，即吸光度测定法。这是一种测量化学溶液吸收的辐射量（或光的“颜色”）的分析技术。
例如，已知黄色溶液会吸收蓝光。（蓝色是黄色的“补色”）。溶液中黄色的浓度越高，吸收的蓝光就越多。这是一个有用的发现，因为某些化学反应产物是有颜色的。颜色越深，产物的浓度就越高。因此，通过将相关补色照射到样品液体中，可以将吸收的光量与产物浓度联系起来。
并非所有“颜色”（或光辐射）都能被人眼看到。当“颜色”超出可见光谱时，所使用的技术称为分光光度法，所用的仪器称为分光光度计。
在确定木瓜蛋白酶样品活性的第二种方法中，将已知量的木瓜蛋白酶样品与固定量的酪蛋白（牛奶中的蛋白质）混合。反应在 40°C 下进行 60 分钟。此后，通过添加强酸来停止反应。
反应产物为酪氨酸，已知酪氨酸能吸收紫外线（人眼不可见）。制备含有酪氨酸的溶液，使用分光光度计进行分析。溶液吸收的紫外线量与木瓜蛋白酶样品产生的酪氨酸单位数量有关。因此，这个数字越大，木瓜蛋白酶样品的活性就越高。
木瓜蛋白酶的世界贸易
粗木瓜蛋白酶的主要产地是扎伊尔、坦桑尼亚、乌干达和斯里兰卡。大部分喷雾干燥木瓜蛋白酶产自扎伊尔。
主要进口国为美国、日本、英国、比利时和法国。几乎所有优质木瓜蛋白酶都销往美国。
在英国，酿造业使用粗木瓜蛋白酶来防寒啤酒和窖藏啤酒。然而，其他欧洲国家发起的无添加剂啤酒日益流行的趋势正在英国产生影响，因此木瓜蛋白酶的市场正在萎缩。木瓜蛋白酶的另一个用途是用于肉类行业，用于嫩化肉类和生产嫩化粉。
