角质酶KerZ1高效水解玉米蛋白粉生产抗氧化肽的工艺优化与机制研究

《Food Bioscience》：Keratinase efficiently hydrolyses corn gluten meal to produce antioxidant peptides

本文推荐角质酶KerZ1通过分级水解技术实现高固液比玉米蛋白粉（CGM）中玉米醇溶蛋白（zein）的高效转化（水解率达61.8%），并利用定量肽组学鉴定出关键抗氧化肽TPPFHLPPPF。该研究为农业副产物高值化利用提供了绿色生物催化新策略。

　　

研究亮点

角质酶KerZ1对难溶性玉米醇溶蛋白（zein）展现出显著优于商业蛋白酶的降解能力，通过两级水解工艺在40%（w/v）高固液比条件下实现近完全水解，为玉米蛋白粉（CGM）资源化利用开辟新途径。

菌株与培养条件

本研究使用的重组角质酶高产菌株为前期构建的Bacillus subtilis WB600-P43NMK-ker。该菌株在含30 g/L蔗糖的发酵培养基中于37°C培养，产生的角质酶KerZ1活性达历史最高水平（6.0×10⁵ U/mL），为高效水解奠定基础。

玉米蛋白粉组分分析

玉米蛋白粉（CGM）含水率52.4%，干基蛋白质含量高达69.2%（主要为zein）。其高疏水性是限制酶解效率的关键因素，而角质酶的特殊底物适应性恰好针对此类刚性蛋白结构。

结论

分级酶解策略不仅突破高固液比条件下的水解瓶颈，更通过调控水解次数精准释放抗氧化肽（如TPPFHLPPPF）。二级水解产物虽肽含量降低，但因特异性抗氧化肽丰度显著提升，整体抗氧化活性与一级水解产物相当，证实该工艺在功能性肽定向制备中的优势。