谷氨酰胺转胺酶的性能及其在肉制品中的应用.pdf

肉类食品添加剂 肉 矣 工 业 A f e a t no tu s t r y 谷氨 酰胺转胺 酶的性能及其在 肉制品 中的应 用 赵剑飞郑州市东明路 2 1 9号 1 0号楼 6号4 5 0 0 0 8 摘要首先对谷氨酰胺转胺酶的作用机理和性能进行了简单概述，在此基础上介绍了国内外有关谷氨酰胺 转胺酶的生产及其在肉制品加工中的应用。 关健词谷氨酰胺转胺酶性能生产应用 目 前我们使用在食品生产中的酶制剂 6 0 以 上为辅酶类，特别是用于食品中蛋白质组分改性的 酶制剂以往通常只有蛋白酶。采用各种蛋白水解酶 来改善蛋白质的功能性质和营养价值，具有很大的 局限性。因为它们的根本作用是使蛋白质的大分子 水解，使分子变小，这对于与蛋白质大分子特性相 关的一些性质 ( 如蛋白质的凝胶性等)则很难起到 改善作用。谷氨酰胺转胺酶 ( T G)是一种能使蛋 白质分子发生交联 ，使蛋 白质分子 由小变大的一种 新型食品酶制剂。经 T G改性后，蛋白质的胶凝 性 、塑性、持水性 、水溶性、稳定性等均会得到改 善。另外 ，T G还具有一些独特 的性质 ，它可 以通 过赖氨酸分子交联到蛋白质大分子上，保护食品中 的赖氨酸免受各种加工过程的破坏；T G可用于包 埋脂类和脂溶性物质，可使蛋白质形成耐热性、耐 水性的膜；采用 T G处理后，在蛋白质形成凝胶过 程中不需要热处理。因此，T G作为一种新型的食 品酶制剂在食品中应用前景广阔。 1 TG的作用机理 TG通过催化酰基转移反应 ，从而导致蛋 白质 ( 或多肽)之间发生共价交联，使 N H 2 的赖氨 酸交联到蛋白质分子上，使蛋白质分子脱氨。其催 化作用机理如下： ( a )G l n C D - N H 2 + H 2 N L y s + G 1 n C 0 - N H - L y s + N H 3 ( b )Gl n C 0一 NH2 +R NH 2 一G1 n C o_ NHR+N8 3 ( c )Gi n C ( ) NH2 +HO H一G1 n C O OH+NH3 2 T G的分类和生产方法 2 1 T G 的分 类 T G可分两大类 ，一类来 自于哺乳动物组织中 ( 如肝脏 ) ，另一类来 自于酶发酵。肝脏 TG分子量 为 ( 7 5 8 0 ) 1 0 。道尔顿 ，分 为 I、 型 ，活性 中心含有 L y s 残基 ，表达活性依赖 C a 2 。MT G分 子量为 4 01 0 道 尔顿 ，活性 中心也含 有 L y s残 基，但活性中心不依赖 C a 2 序列。早在 6 0年代 ， 来自于动物组织的 T G已被广泛研究，商业用 T G 主要用豚鼠肝脏提取，由于来源少，故价格十分昂 贵。8 0 年代末，利用微生物发酵法生产 MT G已被 研究成功 ，大大降低 了 TG的成本 ，也促进 了 TG 的发展和利用 。 2 2 T G 的 生产方 法 ( 1 )动植物组织提取法 以豚鼠肝脏为原料，经分离萃取而得。其一般 工艺流程为 ： 豚 鼠肝脏一均浆一离心一二次离心一过滤一 季 铵乙基 一交联葡聚糖离子交换一羟基磷灰石一亲合 力层析一肝脏 T G。 ( 2 ) 微生物发酵法 其工艺流程为 ： 发酵液一离心一取上清液一超滤一取浓缩液一 C G一5 0离子交换树脂一 收集 活性部分一再 次通 过 C G一5 0离子交换树脂一 收集 活性部分一稀 释 ( 降 低导热性 )一 通过蓝琼脂糖 柱一 MT G ( 被活化 了 1 7 4倍) 。 3 TG的功能 3 1 粘 合 力极 强 TG催化蛋 白质之间形成的共价键在一般的非 酶催化条件下很难断裂，所以用该酶处理食品组分 粘合力极强。 3 2 p U 稳 定性 好 MT G粗酶 的最适作用 p H 为 6 0 ，但 在 p H 2 0 0 5年第 1 0期 总第 2 9 4期 2 7 维普资讯 肉 矣 工 业 肉类食品添加剂 n J u s r r y 5 0 8 0的范围内都有较高的活性。这与一般蛋 白质食品体系的 p H值是一致的，有利于在食品生 产 中应用 。 3 3热稳 定性 强 经研究发现 MT G粗 酶 的最适 温度 在 5 2 左 右， 在 4 2 5 7 范围内都有较高的活性。特别是 在蛋白质食品体系中，该酶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 因为热处理而迅速失活。 3 4使 用安全 由于 T G广泛存在于动物组织中，人们一直食 用含有 TG催 化形成的赖氨酸异肽键的食物 ，因此 T G不论是肝脏 TG还是 MT G生产 的新 型食 品都 是安全 的。 4 T G在 肉制品中的应用 肉制 品是人们 获得蛋 白质的重要来源 ，肉制 品 加工是食 品工业 中的一个重要组成部分 ，也是 目前 利用 T G最 多 的行业 。1 9 8 9年 ，日本 味之 素公 司 最先推出食品级 T G，直接推动了 T G在食品工业 中尤其是肉制品和乳制品中的应用。 ( 1 )TG能够增加加工 肉制品 中蛋 白质的粘结 力 ，增强肉制品弹性 ，提高切片性能 ，提高产品嫩 度，改进肉制品的质地结构。在肉制品加工中， 最 基本 的原料就是动物肌肉，肌球蛋 白和肌动球蛋 白 是肌 肉中重要组成成分 ，对维持肌肉的保水性和粘 合力起关键作用。在受热情况下，肌球蛋白分子之 间以及肌动球蛋白分子之间 ，形成二硫键 ，并且在 分子疏水基团的相互作用下形成复杂的热诱导凝胶 空间网络结构，而二硫键和疏水基团作为这一网络 上的联结点。肌原纤维蛋 白热诱导凝胶 的形成，使 肉制品具有弹性、切片性、保水性等品质特征。将 TG加入到肉制品中 ，除了以上作用力外 ，在肌肉 蛋 白分子问还能形成一种 r( r 谷氨酸)赖氨酰 共价键 ，这种共价键作用力较强 ，是二硫键键能的 7 0倍 ，能使蛋 白分子更 紧密地结合 在一起 ，维持 肌 肉蛋 白凝胶体系的形成 ，提高 了肉制品品质。实 验表明 ，添加含量 0 1 TG 的注射火腿在 产品破 裂强度 、凹度上均优于对照产 品。 ( 2 )TG可 以部分 替代通 常肉制 品加工 中添加 2 8 2 0 0 5年第 1 0期总第 2 9 4期 的品质改 良剂一磷酸盐，生产低盐肉制品。食盐、 磷酸盐、亚硝酸盐是各种肉制品加工中必不可少的 成分，它们在维持肉制品质量时有重要作用。但它 们的大量添加 又隐含 损害健 康 的潜 在性 。实 验证 明 ，在 肉制品中添加 T G 能降低这些盐 的使 用量 ， 同时又能保持 肉制品原有 的风味。例如在维也那香 肠中食盐量降为 0 4 ，再加入 0 2 5 的 T G，则 这种香肠的破裂强度与添加 1 7 食盐的香肠完全 相 同。添加 0 3 磷酸盐的香 肠与不加磷 酸盐 只加 0 6 T G的香肠相比，其香肠 的抗裂强度还不如 后者。因此可以证实 T G在肉制品中完全能起到磷 酸盐类添加剂在增加肠馅内聚力、增加保水性等方 面的作用。同时应用 T G还可生产出优 良的乳化 剂 ，开发出低脂保健型食品。 ( 3 )T G可以对低价值的碎肉进行重组，改善 其外观、结构和风味，以提高其营养价值和利用 率。在 肉制品加工过程中 ，会产生大量的碎肉。利 用 T G，能将这 些碎肉重组成完整 的肉块 ，从而提 高了原料 肉的利用率 ，降低 了生 产成本 。实 验表 明，用去筋 的碎牛 肉与肥 肉 ( 含 固定 的脂肪成分 ) 在 0 2 0 5 T G的作用下，牛肉肌原蛋白粗链 之间交叉链接，可制造出口感甚佳的牛排 ，同时又 有固定的营养成分。 5结论 T G作为食品添加剂，在国外已经研究了近二 十年 ，进行了大量 的科学实验并用于生产。TG作 为一种优 良的蛋白交联剂 ，在畜禽产品加工 中有重 要意义。添加 少量 的 T G就 能 明显提 高 肉制 品品 质 ，增加经济效益。随着微生物发酵工业的发展， 相信在不久的将来，T G的生产成本会大幅度降 低 ，产量也会不断增长，那样 T G在食品工业中的 应用就会更广泛，也会为食品工业的发展做出更大 的贡献 。 参考文 献 1 王稳航谷氨酰胺转胺酶在畜产品加工中的应用肉类 工业 ，