第一型重組抗凍蛋白質類似物之生產與其於食品工業之應用

Abstract

冷凍食品為食品工業主要項目之一，在冷凍運輸過程中常因反覆冷凍解凍對品質造成極大影響，是冷凍食品需克服的重要問題。抗凍蛋白質（antifreeze proteins，AFPs）也稱做冰結構蛋白(Ice Structuring Proteins，ISPs)，存在於某些寒帶或極地生物體內，具有降低凍結點及抑制冰晶再結晶的特性，可應用於冷凍食品之品質保持或細胞、組織之冷凍保存上。 枯草桿菌 (Bacillus subtilis)及乳酸鏈球菌 (Lactococcus lactis) 均屬於GRAS (generally recognized as safe) 級之菌種，常被運用於發酵工業。故以其作為異源蛋白質之表現宿主具有應用於食品工業上之潛力。本實驗室先前已成功建立枯草桿菌及乳酸鏈球菌分泌表現重組蛋白質 (recombinant antifreeze proteins ; rAFP) 之系統，並利用人工合成的方式，成功將來自於魚類之第一型重組抗凍蛋白質類似物表現於Escherichia coli、B.subtilis及L. lactis中。 首先探討抗生素的存在對於帶有質體之枯草桿菌及乳酸鏈球菌的表現是否有影響，結果顯示抗生素的添加與否對於枯草桿菌及乳酸鏈球菌表現分泌rAFP 之產量無顯著影響，以植物性氮源培養基取代動物性氮源之生物安全性培養基，對於枯草桿菌及乳酸鏈球菌菌體密度提升有益，且不影響B. subtilis分泌表現rAFP 之產量，而對乳酸菌分泌表現rAFP有提升。 重組抗凍蛋白質類似物在食品工業上之應用性部分，冷凍麵糰是應用抗凍蛋白質具有抑制冰晶再結晶之功能，使麵筋網狀結構在冷凍過程中所受到的破壞降到最低，使所製成之麵團發酵體積狀態可優於無添加抗凍蛋白質之組別，且所烘培的麵包在品質上能與非冷凍麵團所製成的相當。使用於冷凍肉片方面，則是應用抗凍蛋白具有修飾結晶之功能，肉片只須藉由簡單的浸渍處理就可在冷凍數日後尚能維持一定品質，結果顯示在解凍液滴損失上可得到改善，並降低冷凍過程冰晶對於肉品組織的破壞。菌體保護部份將重組抗凍蛋白質類似物配合其他保護劑可提高菌體於冷凍儲存時的存活率。