谷氨酰胺转胺酶特性及其在食品加工中的应用

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。     

Effect of pH on the gelation of walleye pollack surimi and carp actomyosin pastes

ABSTRACT: The effect of pH on thermal gelation and transglutaminase (TGase; EC2.3.2.13)-induced suwari (setting) of surimi and actomyosin pastes was investigated. A strong and elastic gel was produced from walleye pollack surimi paste at pH 7.0 in the presence of Ca²⁺ using a two-step heating method. In contrast, walleye pollack actomyosin paste formed a weak gel under the same conditions as a result of the low concentration of endogenous TGase. In the presence of EGTA [ethyleneglycol bis(2-aminoethylether) tetraacetic acid], weak gels were formed at pH values of 7.0 and 6.0. Non-proteolytic modori (gel weakening) occurred extensively in the course of actomyosin gelation, but not in surimi gelation. Maximum TGase-induced myosin heavy chain cross-linking was observed at a slightly higher pH of 7.5 than at the optimal pH of endogenous TGase activity; the difference being derived from different substrates. Gelation of carp actomyosin paste at pH values of 5.5, 6.0, 6.5 and 7.0 was monitored by measuring storage modulus (G') and loss modulus (G"). A weak gel was formed at all pH values, but a slightly rigid and less elastic gel was obtained at lower pH values. The addition of microbial TGase (MTGase) formed strong elastic gels at pH 7.0 and 6.5. MTGase cross-linked myosin heavy chains even at pH 5.5, but contributed neither to suwari response nor strong gel formation. Overall, results suggest that the optimal pH for the gelation of surimi paste from easy-setting fish species is a compromise between the pH-optima of TGase activity and of preferable actomyosin conformation for myosin cross-linking.     

产谷氨酰胺转胺酶菌株的高通量筛选

【目的】用醋酸纤维素膜和96孔板2种方法高通量筛选高产谷氨酰胺转胺酶(MTG)的茂原轮枝链霉菌菌株。【方法】利用紫外诱变获得茂原轮枝链霉菌突变体库后,分别利用醋酸纤维素膜和96孔板2种方法高通量初筛产MTG菌株,然后依次用试管和摇瓶发酵法复筛,并对96孔板高通量筛选方法的条件进行了优化。【结果】利用醋酸纤维素膜显色法从3 000株紫外诱变的菌株中筛选出1株高产MTG茂原轮枝链霉菌,其MTG活性为4.9U/mL,较出发株(MTG活性2.7U/mL)提高了80%。优化的96孔板高通量筛选方法为:直径为3mm左右的单菌落接种至150μL发酵培养基中,30℃200r/min培养72h;利用该法从3 415株紫外诱变的菌株中筛选获得了2株MTG高产株,其MTG活性为5.4U/mL,较出发株(MTG活性为3.0U/mL)提高了80%。【结论】利用基于醋酸纤维素膜和96孔板的2种高通量筛选方法分别筛选到1株和2株高产MTG的茂原轮枝链霉菌;相较传统的选育方法,这2种高通量筛选方法都大大降低了经济成本,提高了筛选效率,缩短了选育周期。     

非肉蛋白对重组碎羊肉卷粘合特性的研究

分析了转谷氨酰胺酶在其最佳的作用浓度、反应温度和作用时间条件下,添加几种非肉蛋白对重组碎羊肉卷的粘合性能。将多组非肉蛋白处理组与空白处理组做比较,利用质构分析仪测定其流变学特性,由此筛选出作用效果比较好的非肉蛋白。结果表明,加入转谷氨酰胺酶可以提高肉块间的粘合性能,而且添加卵清蛋白、蛋黄蛋白、大豆分离蛋白和酪蛋白与转谷氨酰胺酶之间具有协同增效的作用,从而使碎肉形成致密的凝胶网络结构。其中,酪蛋白的添加对于成品凝胶硬度、凝聚性、粘着性以及咀嚼性的提高都较其他处理显著,即质量分数为0.04%的转谷氨酰胺酶、0.2%的酪蛋白为最优配方。这是一个用鲜肉原料制造重组肉制品的有效方法。     

微生物谷氨酰胺转胺酶(MTG)分批发酵模型的建立

在本文中,以本实验优化好的工艺条件,建立了关于微生物谷氨酰胺转胺酶分批发酵的数学模型方程细胞生长的动力学方程、产物合成的动力学方程和底物消耗的动力学方程。并对所建立的动力学方程进行了生物统计分析,结果表明所建立的模型具有一定的可信度。     

转谷氨酰胺酶对肉块冷黏结性能的影响

在对原料肉中添加 0 ,5 ,10g·kg-1转谷氨酰胺酶 ,分别与 0 ,10 ,2 0 ,30 ,4 0g·kg-1大豆分离蛋白、乳清浓缩蛋白、酪蛋白、明胶蛋白和卵清蛋白组成 5个试验组。在 4℃条件下催化反应 0～ 2 4h ,经成型、解冻后 ,用破碎样品时所做的功作为指标 ,测定不同试验组原料肉的冷黏结性能。结果显示 ,4℃、 2 0g·kg-1NaCl、 4 0g·kg-1大豆分离蛋白、 5g·kg-1转谷氨酰胺酶、反应时间 2～ 5h ,可以使原料肉获得较强的黏结能力 (2 4 2 3 5g·s)。转谷氨酰胺酶低温赋形性能的研究为原料肉的综合利用以及新型肉制品的开发提供了理论依据     

高凝胶性蛋白粉制取工艺条件优化

为了进一步改善高凝胶蛋白粉的品质,探讨了利用酶交联反应制取高凝胶蛋白粉的新方法,在进行了琥珀酰化酪蛋白添加量、反应pH值、转谷氨酰胺酶添加量对蛋白粉凝胶强度影响的单因素试验基础上,该文通过响应面分析法对制取高凝胶性蛋白粉的酶交联反应条件进行了优化,并通过SDS-PAGE电泳、扫描电镜等手段探讨了酶交联蛋白粉凝胶性能增加的机理。结果表明,最佳工艺条件为:琥珀酰化酪蛋白添加量2.29%、反应pH值5.87、转谷氨酰胺酶添加量1.06%、反应温度40℃、反应时间40min。理论最大凝胶值为1072.8g/cm2,验证值为1054.5g/cm2,说明预测模型可靠性高,可用于反应条件的优化。     

产谷氨酰胺转胺酶菌株的筛选及其产酶条件研究

利用设计的低廉简便的凝胶法从土壤中分离得到1株高产谷氨酰胺转胺酶(microbialtransglutami-nase,MTG)的菌株,初步鉴定属于放线菌纲的链霉菌属(Streptomycessp.)。摇瓶发酵试验表明,其最适产酶氮源和碳源分别是蛋白胨和葡萄糖,通过正交试验确定最适产酶培养基为(g/L):葡萄糖20.0,蛋白胨20.0,酵母提取物3.0,MgSO4·7H2O2.0,K2HPO4·3H2O2.0,KH2PO42.0,CaCO35.0。单因素试验确定最佳培养时间和最适pH分别为72h和7.0;在优化条件下,发酵液中MTG酶活达1.04U/mL。