凝乳酶是从未断奶动物(如小牛、羊或山羊)的第四个胃腔(皱胃)中提取的酶制剂。它主要含有两种酸性蛋白酶:凝乳酶(EC 3.4.23.4)和胃蛋白酶(EC 3.4.23.1)(Moschopoulou, 2011)。凝乳酶的等电点为pH 4.6–4.7,分子量为35.6 kDa(Fox & McSweeney, 1997)。凝乳酶的最佳乳凝固活性(MCA)pH值约为5.5,在40–42°C时活性最高。温度低于20°C时酶活性较弱,高于65°C时酶会完全失活(Troch et al., 2017)。当温度超过55°C时,凝乳酶会不可逆地失活(Addis et al., 2008, Moschopoulou, 2011)。
传统上,人们采用特定地区的方法从未断奶小牛的皱胃远端提取凝乳酶,但目前这种做法仅限于土耳其的某些地区(Hayalo?lu et al., 2002)。传统凝乳酶的质量受皱胃的盐处理和干燥工艺的影响。尽管有许多研究探讨了传统凝乳酶的特性,但很少有研究关注其实际制备过程。商业上,凝乳酶有液体、粉末或膏状等多种形式,其生产来源包括骆驼、兔子、鱿鱼、驯鹿、水牛和鲶鱼等(Liu et al., 2021)。传统液体凝乳酶中凝乳酶和胃蛋白酶的相对比例受屠宰动物的种类、年龄和饮食的影响(Jacob et al., 2011)。
在地中海国家,特别是来自小型反刍动物的凝乳酶被广泛用于手工奶酪的生产,因为它通过蛋白水解和风味形成赋予奶酪独特的感官和质地特征(Addis et al., 2008, Ferrandini et al., 2011)。然而,传统液体凝乳酶存在诸多问题,如较高的微生物负荷和较低的乳凝固活性,这主要是由于原材料质量差以及生产和储存条件不卫生(Calvo & Fontecha, 2004; Gürses & ?akmak??, 2009; Jacob et al., 2011; Moschopoulou, 2011; Cantürk & ?akmak??, 2019)。传统液体凝乳酶的制备过程包括清洗皱胃,用盐、醋或盐水处理,然后在适宜条件下使其成熟。在此过程中,前体酶(如前凝乳酶)转化为活性形式(如凝乳酶),从而实现乳凝固。制备方法因盐处理时间、盐浓度、干燥技术(如日晒干燥、阴干或低温干燥)和提取条件而异(Moschopoulou et al., 2007)。然而,关于传统液体凝乳酶制备过程及其微生物动态的详细研究仍然较少。
以往的研究主要集中在凝乳酶的工艺性能和微生物特性上,而对皱胃的微生物生态及其在凝乳酶制备中的作用关注不足。迄今为止,尚无研究采用宏基因组方法来分析皱胃的微生物多样性。本研究旨在填补这一知识空白,提供羊皱胃的首个宏基因组谱型,为凝乳酶制备的微生物层面提供新的见解。具体而言,本研究分析了皱胃的基因组组成,评估了不同干燥方法(日晒干燥和烘箱干燥)以及通过开菲尔富集对微生物的影响,并探讨了从低程度干燥的皱胃中提取酶的方法。使用宏基因组技术分析了不同方法制备的凝乳酶的微生物群落,并在制备过程中(第0天、第4天、第7天、第10天、第14天、第21天、第25天、第30天和第45天)监测了其微生物和化学特性。