9胺转胺酶特性及其在食品加工中的应用.pdf

第 5 期( 总第 1 0 0期) 2 0 0 7年 5月 农产 品加工 学 刊 Ac a d e mi c Pe r i o di c a l o f F a r m Pr o du c t s P r o c e s s i n g No 5 Ma y 文章编号：1 6 7 1 - 9 6 4 6( 2 0 0 7 ) 0 5 0 0 8 7 0 2 谷氨酰胺转胺酶特性及其在食品加工中的应用 章锦波，姜峰， 吴立根 ( 河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州4 5 0 0 0 1 ) 摘要：谷氨酰胺转胺酶可催化机体外大多数食品蛋白质的交联反应。论述谷氨酰胺转胺酶的功能特性、作用机理 ， 以及在食品行业中的应用。 关键词：谷氨酰胺转胺酶；功能特性 ；应用 中图分类号：Q 9 4 6 5 ；T S 2 0 1 6 文献标志码：A C h a r a c t e r i s ti c s o f T r a n s g l u t a mi n a s e a n d Ap p l i c a t i o n i n F o o d J i , m gl e n g ， U g e n ( He n a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ，Z h e n g z h o u ，He n a n 4 5 0 0 5 2 ，C h i n a ) Ab B t 髓 lc t ：T h i s p a p e r d i s c u s s e d t h e e n z y me f un c ti o n a n d t h e me c h ani s m o f t r a n s g l u t a mi n a s e ，and i n t r o d u c e d the a p p l i c a t i o n i n t l l e f o o d K呵 ：t r ans g l u t a mi n a s e ；c h a r a c t e r i s t i c s ；a p p l i c a t i o n 0引言 谷氨酰胺转胺酶( T r a n s g l u t a mi n a s e ，蛋白质 一谷 氨酸 一 谷氨酰胺转移酶 E C 2 3 2 1 3 ，简称 T G )是 一 种催化蛋白质或多肽链中的谷氨酰胺残基中， 一 酰胺基和一级氨基之间进行酰胺基转移反应的酶，其 在蛋白质之间架桥形成 s 一 ( 一谷氨酰基)一赖氨 酸异肽键 ， 使蛋白质具有聚合或交叉链接的特性。因 此 T G可以很好地改良食品的物性和食品的粘合力 ， 是 目前食 品行业中的一种新型的添加剂。 1 T G的来源及特点 1 1 T O T 的来源 T G广泛存在于动物 、植物以及微生物 中。T G最 初是从动物( 例如豚鼠和几内亚猪等)的肝脏 、毛 囊 、表皮和红细胞等中提取出的，其来源虽不同，但 都需要 c a 2 + 激活，对温度和 p H值的稳定性也较弱， 而且 由于酶的原料来源较少，分离纯化工艺复杂 ，导 致该种酶的价格十分昂贵，仅限于基础研究使用。 2 0 世纪 8 0 年代末，日本味之素公司的 A n d o 等 人【 研 究 出利用微生物发酵法生产 T G，并经过分离提 取 ，得到纯化了 1 7 4倍 的酶 。用微 生物发酵法生产 T G，是一种大量获得廉价 T G的方法 ，这使得 T G可 以应用在食 品加工中2 1 。 1 2 T O T 的 T G的粘合力极强 ，用该酶催化形成 的共价键非 常稳定 ，p I-I 值的稳定性很好，其最适作用 p H值为 6 0 ，然而在 p H值为 5 1 8 0 时，该酶都具有较高的 活性 ；T G的热稳定性 也 比较强 ，最适温度为 5 0 左右，但在温度 4 5 7 0仍有较高的活性。特别是 在蛋白质食品体系中，T G的热稳定性会显著提高 ， 这一特性使其在一般的食品加工过程中不会迅速失 活 ；T G使用安全 ，由于广泛存在于动物组织 中，人 们一直都在食用含有谷氨酰胺转胺酶催化形成的 s 一 ( 一谷氨酰基)一赖 氨酸异肽键 的食 物 ，因此 ，用 T G生产的新型食品对人体是安全的。 1 3 T G的作用机理 T G利用肽链上的谷氨酰胺残基 的 y 一甲酰胺基 作为酰基供体。以酰基为受体 T G的作用机理如下。 ( 1 )多肽链 中赖氨酸残基 的 s一氨基 ，形成蛋 白质分子内和分子间的 s 一 ( 一 谷氨酰基)赖氨酸 异解肌原纤维和结缔组织的蛋白质，将肌动球蛋白和 胶原蛋白降解成小分子的多肽甚至氨基酸，令肌丝和 筋腱丝断裂，实现嫩化作用，从而可以得到嫩化肉的 作用肽键 ，使蛋 白质分子发生交联，改善其发泡性 、 溶解性 、 乳化性和持水能力等。 收稿 日期 ：2 0 0 7 0 4 0 2 作者简介：章锦波 ( 1 9 8 6 ) ，男，浙江人，本科，研究方向：食品安全。 姜峰( 1 9 8 6 一 ) ，男，安徽人，研究方向：食品安全。 为通讯作者：吴立根 ( 1 9 6 9 一 ) ，男，湖南人，副教授，硕士，研究方向：食品安全的教学与科研。 E ma i l ：w ul i g e n 6 8 y a h o o c o rn 13 1 1 。 维普资讯 8 8 农产 品加工 学刊 2 0 0 7年第 5期 横向结合反应式为： GI u CONH2 + H2 NL y s GI u CONH2 一L y s +NH3 。 ( 2 )伯胺基 ，形成蛋白质分子和小分子伯胺之间 的连接 ，从而可将一些限制性氨基酸引入蛋 白质 中， 以提高其 营养价值。 酰基传递反应式为 ： G l u CONH2 + R NH2 _一Gl u C ONH2 一 R+ NH3 。 ( 3 )当不存在伯胺 时，水会成为酰基受体 ，结果 是谷氨酰胺残基脱去氨基生成谷氨酸残基 。该反应可 用于改变蛋白质的等电点及溶解度。 脱氨基反应【 l 工弋为 ： Gl u CONH2 + H2 O Gl uCOOH+ NH3 。 2 T G的应用 通过 T G的催化作用 ，在蛋 白质分子之间或之内 形成 一 ( 一 谷氨酰基)一 赖氨酸异肽键，提高了 蛋白质的吸水性、保水性、黏度、胶凝作用，以及黏 着性、乳化性、起泡性和热稳定性等功能特性，从而 改善蛋白质食品的外观形状、风味口感和质地结构， 可提高其市场价值 。 2 1 I G在乳制品生产中的应用 一 些乳制 品富含优质高蛋 白 ( 酪蛋 白、乳清蛋 白、乳球蛋白等) ，它们都是 T G作用的良好底物。 在奶酪生产 中加入 T G，可以使酪蛋 白与乳清蛋 白很 好地结合在一起，提高奶酪的产量。 奶粉在打开包装一段 时间后 ，常会 出现结块 现 象 ，如果在奶粉生产 中加入 T G，就可以非常有效地 避免奶粉结块现象的发生。 2 2 I G在肉制品加工过程中的应用 肉硬度的两个最主要的因素是肌原纤维和结缔组 织。而肉的总嫩度基本上是由结缔组织中胶原蛋白含 量所决定的。通过添加蛋白酶 ，使 肉类胶原蛋 白中的 肽键和交联发生断裂，破坏蛋白质严密的空间结构， 使肉嫩化，以改善肉制品的口感 。 T G可以对肌肉中的肌球蛋 白和肌动蛋白起反应 ， 在 肉制品的烹饪过程 中，彼此形成二硫键 ，维持产品 的保水性和黏弹性 。若在 肉制品中加入 T G，可以形 成I L-硫键更强的共价键 ，使蛋白质分子更加紧密地 连接在一 起 ，从而提高 肉制品的品质5 1 。例如 ，在火 腿和香肠 的烘烤过程 中加入 T G，可以提高其 弹性 ， 避免成品干裂的发生，并且提高其切片性；同时在肉 制品加工过程中难免会留下一些碎肉等下脚料，利用 T G可以使这些碎肉加工成块，既提高了产品的利用 率 ，又增加 了产品的价值6 1 。 2 3 T G在小麦面粉中的应用 我国是一个粮食大 国，在每年的粮食总产值 中， 小麦 占着非常大的比例。但是与一些国家( 美国、加 拿大和澳大利亚等)的优质小麦相比，我国的小麦质 量有着很大的差距 。因此 ，完全使用国产小麦加工出 高质量 的面粉有着较大的困难。面粉品质的好坏直接 影响着 面制品的质量 。多数面粉属于面筋含量较低 、 弹性和延展性较差的类型，不能满足烘焙食 品和面制 品加工生产的需要同 。 T G作 为一种食品添加剂，可以对面粉进行修饰 ， 改善面粉的延展性 ，提高其弹性 ，以提高面粉的加工 利用价值 。 2 4 T G在水产品中的应用 鱼肉中内源性 T G含量的多少 ，可以影响鱼 肉的 凝胶强度。新鲜的鱼肉中富含较 多的 T G，因此可 以 生产 出优质的鱼 肉凝胶制品。然而 由于水产品的产地 较固定 ，因此有些鱼要经过冷冻运输 ，这会使其中的 T G含量下降。如果加入 T G以提高一些产品的凝胶 强度，即可加工出高品质的水产品。另外，市场上的 一 些鱼糜产品，就是在原料中加入 T G来提高鱼糜的 凝胶强度的，这样不仅可以避免原料的浪费，同时会 使产品更易贮存和使用，也可提高产品的口味和新鲜 程度 。如 T G可应用在鱼丸 、虾丸 、蟹棒 、鱼糕和鱼 卷等的生产 中。 3结语 作为食 品添加剂 ，T G以其特殊 的功能特性 ，在 食品加工行业 中发挥着重要作用 。 随着食品行业的发展，T G将会得到越来越广泛 的应用。 参考文献： 川 1 赵征，李红，敖海英 谷氨酰胺转胺酶在鱼糜加工中的 应用 J 】 食品开发与研究 ，2 0 0 3 ，2 4 ( 1 ) ：4 5 4 8 【 2 郑美英，陈坚 ，伦世仪 谷氨酰胺转胺酶一理化性质 、 生产方法及其在食品工业中的应用 J 】 生物工程进展， 2 0 0 4 2 1 ( 1 ) ：3 3 3 7 【 3 马微，张兰威，钱程 ，等 谷氨酰胺转胺酶的功能特性 及 其在 面粉制品加工中的应用 J 】 粮油食品科技 ， 2 0 0 4 ，1 2 ( 3 ) ：1 2 1 5 4 】 吕心，安辛欣 谷氨酰胺转胺酶在肉制品中的应用研究 J 】 食品工业科技 ，2 0 0 2( 4 ) ：8 6