MTGase在食品工业的运用展望

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了MTGase在食品工业的运用展望范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

本文作者：张海均、贾冬英、姚开 单位：四川大学轻纺与食品学院

mtgase较易催化11S球蛋白聚合，不易使7S球蛋白聚合；只能使11S球蛋白中的酸性亚基聚合，几乎不能使其碱性亚基聚合［5］。该聚合作用可改变大豆蛋白的结构，从而对其功能特性产生影响。

田少君等［6］以MTGase对大豆分离蛋白（SPI）进行改性。结果显示，改性后SPI的溶解性明显下降。唐传核等［7］研究显示，MTGase能显著提高大豆酸沉蛋白（SAPP）对pH值的稳定性，降低其溶解性。这是由于MTGase的催化作用不仅可打开大豆蛋白的二级和三级空间结构，使原先埋藏于分子内部的疏水性氨基酸暴露出来，增加了蛋白质分子的表面疏水性，而且能使蛋白质分子内或分子间发生共价交联，形成更大分子量的蛋白质聚合物［7］。

Babiker等［8］利用MTGase对经过蛋白酶水解和酸水解的大豆蛋白进行了聚合，并研究了聚合大豆蛋白的乳化性和起泡性。结果显示，经MTGase聚合后大豆蛋白的乳化性和起泡性较未处理的大豆蛋白及蛋白酶水解和酸水解的大豆蛋白有所改善，尤其是乳化性。究其原因，是由于经蛋白酶水解和酸水解的大豆蛋白多肽的二级和三级空间结构被打开，埋藏于分子内部的疏水基团暴露出来，MTGase可使蛋白质分子形成GL键，形成更大分子量的聚合物，从而增强其乳化性和起泡性。田少君等［6］研究显示，经MTGase改性后SPI的乳化能力下降，乳化稳定性提高。唐传核等［9］研究发现，MT－Gase聚合作用能显著改善SAPP的泡沫稳定性，但对其起泡能力几乎无影响；可使其乳化稳定性稍有增加，但却降低其乳化能力。酶聚合SAPP的泡沫稳定性提高是由于MTGase既可使蛋白质分子内部的疏水区暴露出来，又可使蛋白质形成更大分子量的聚合物，这些聚合物吸附于泡沫表面，使相邻气泡不易接近或合并［9］。经MTGase改性后大豆蛋白乳化能力的下降与其溶解性降低有关。

MTGase不仅能改善大豆分离蛋白分子间交联形成的空间网状结构，而且可催化蛋白质的谷氨酰胺残基与水结合，提高其保水能力，因此能改善蛋白质的凝胶性能。Chanyongvorakul等［5］研究了MT－Gase对大豆11S球蛋白和蚕豆球蛋白的改性作用，发现大豆球蛋白形成凝胶的速度更快，其凝胶的硬度和持水力均高于蚕豆球蛋白。于国萍［10］和田少君等［6］研究显示，MTGase能够改善SPI凝胶性能，明显提高其凝胶强度。MTGase催化的SPI凝胶较对照组凝胶的网络结构更加致密和均匀。唐传核等［9］研究发现，MTGase能够显著提高SAPP的凝胶性能。这是由于大豆蛋白经MTGase催化后以共价键形成大分子聚合物，由此导致大豆蛋白凝胶强度的增强。Tang等［11］利用MTGase改性富含大豆球蛋白或β－伴大豆球蛋白的大豆分离蛋白（SPI），研究了改性SPI的胶凝性及其凝胶特性。结果显示，大豆球蛋白主要参与SPI凝胶的硬度、脆性、黏结性和咀嚼性形成，而β－伴大豆球蛋白对SPI凝胶的黏性和弹性起主要作用。富含大豆球蛋白SPI凝胶的形成和维持主要依靠共价键、疏水键、氢键和二硫键的作用，而富含β－伴大豆球蛋白SPI凝胶结构的维持则主要依靠疏水键和氢键的作用。富含大豆球蛋白的SPI经MTGase改性后其凝胶强度明显增加，但凝胶透明度有所下降；富含β－伴大豆球蛋白的SPI经MTGase改性后其凝胶强度有所下降，但凝胶透明度有所提高。因此，通过改变SPI中大豆球蛋白和β－伴大豆球蛋白的比例，经MTGase改性可得到多种具有不同特性的SPI凝胶。Gan等［12］将经MTGase改性后冷冻干燥的大豆分离蛋白放入质量分数2％核糖溶液中，于95℃加热2h进行美拉德反应，得到一种联合处理凝胶。与未经MTGase改性处理的SPI凝胶相比，联合处理的SPI凝胶具有更为致密和精细的网络空间以及更高的强度、黏弹性和硬度，说明MTGase能提高SPI的交联程度，增强其凝胶性。

Tang［13］等研究发现，大豆分离蛋白经MTGase交联聚合后其11S球蛋白和7S球蛋白的热稳定性均有所提高，二者的变性温度分别提高了5～7℃和3～5℃。RamírezSuárez［14］也报道了MTGase催化SPI和肌纤维蛋白的混合物，其中11S和7S球蛋白的热变性温度分别提高2～3℃和1～2℃。这可能是由于MTGase增强了蛋白质及其多肽的空间结构稳定性，使其二级结构不易被破坏，从而提高其变性温度。

可食膜既可作为阻隔材料保持食品质量的稳定，延长其贮藏期，又能作为风味物质、营养强化剂、抗氧化剂、抗微生物制剂的载体用于食品加工。大豆蛋白分子中存在大量的氢键、疏水键、离子键等，且7S和11S球蛋白所含的巯基和二硫键在胶凝过程中的变化赋予大豆蛋白良好的成膜性。SPI膜具有良好的阻气性、机械强度和一定的阻湿性。MT－Gase可使大豆蛋白分子发生共价交联，增强分子间作用力，形成更加稳定的空间网状结构，因此可改善大豆蛋白膜的机械性能和阻隔性能。

SPI能在MTGase的催化作用下形成以GL键为“桥梁”的空间网状结构，形成的蛋白膜具有良好的抗张性和延伸性，因此用于食品表面的涂层。Tang等［13，15］研究了MTGase处理对SPI膜的机械性能和表面疏水特性的影响，发现酶处理可促进蛋白质空间网状结构的形成，增强膜的抗张强度和断裂延伸率，改善膜的表面疏水性。电镜扫描显示，MTGase改性蛋白膜较对照膜具有更为粗糙的表面和均匀紧凑的截面。

蛋白膜具有良好的阻气性，但蛋白质分子的亲水性使得蛋白膜的阻湿性普遍较差。利用MTGase诱导大豆蛋白交联聚合，由此提高蛋白膜的机械性能和表面疏水特性，因此MTGase改性的蛋白膜将具有更好的阻湿性能。Yildirim等［16］采用MTGase交联法制备11S球蛋白与乳清蛋白的复合膜。结果显示，酶交联复合膜较未经酶处理的蛋白膜具有更大的抗张强度和更低的溶解性。Mariniello等［17］研究了MTGase对大豆粉和果胶复合可食膜机械性能的影响。发现MTGase处理能提高复合膜的抗张强度，降低其柔软性，使其形成更为光滑和致密的结构。这是因为酶处理能使大量GL共价键引入蛋白质的网络结构，从而增加了膜的强度。王翀等［2］研究了MTGase处理对SPI和谷朊粉复合膜功能特性的影响。结果显示，添加适量MTGase可提高复合膜的抗张强度、断裂伸长率、阻湿性和透光率。原因在于MTGase能够诱导蛋白质分子内和分子间的共价交联，形成均匀致密的网络结构，从而改善复合蛋白膜的机械性能和透光性。

豆腐是我国的传统豆制品之一，因具有营养价值高、易于消化吸收的特点成为我国居民日常膳食中的必备食品。盐类凝固剂是制作传统豆腐的凝固剂，包括盐卤和石膏。以盐类作为凝固剂加工的传统豆腐，其质地和口感均存在一些不足之处。如以盐卤作凝固剂制备的豆腐质地较粗糙，保水性低；以石膏作凝固剂制备的豆腐质地细嫩柔软，保水性高。MTGase具有增强蛋白质分子内和分子间的共价交联作用，因此可作为新型酶类凝固剂用于改善传统豆腐的品质。

适量的MTGase可使蛋白质形成均匀致密的空间网状结构，提高蛋白质的持水力及凝胶强度，但高浓度的MTGase则会使蛋白质过度交联聚合而脱水，降低其凝胶强度。张涛等［18］研究显示，当豆浆中蛋白质质量分数为9％，酶添加量为0．8U／（g蛋白质），离子强度为0．3，pH7．0时，50℃加热1．5h制备的豆腐具有良好的感官品质，其凝胶强度约为葡萄糖酸内酯凝固豆腐的2倍。王淼等［19］研究了MTGase对石膏和葡萄糖酸内酯复合凝固剂加工豆腐凝胶强度的影响。结果表明，添加适量MTGase可明显提高豆腐的凝胶强度，有效改善豆腐的成型性和品质。Tang［20］研究发现，生豆浆经过适当加热处理（75℃加热10～30min）能显著提高MTGase凝固豆腐的凝胶强度，改善其凝胶结构。

Tang等［21］研究了反应参数对MTGase诱导的冷凝固豆腐的形成和流变学特性的影响。结果显示，酶用量、豆浆pH值和NaCl浓度对豆腐凝胶的硬度、黏性和弹性等均有影响，尤其是硬度。这是因为该酶能使11S球蛋白交联成网状结构，从而增加凝胶的硬度。Yasir等［22］发现，MTGase处理有利于结构更加致密稳定的豆腐形成，该豆腐较未处理的豆腐具有更大的断裂力。扫描电镜显示，MT－Gase处理可使豆腐形成规则且均匀一致的网状结构，但网状结构的紧密度与酶用量相关。Nonaka等［23］发现MTGase能提高内酯豆腐的硬度、保水性和耐煮性。

MTGase作为一种高效且安全的酶制剂，能催化蛋白质或多肽形成GL键，改变蛋白质的空间结构，从而对蛋白质及其制品的特性产生影响。因此，利用MTGase可对多种不同来源的蛋白质进行改性，制备出多种具有不同特性的蛋白可食膜、豆腐、豆腐干和其他植物蛋白仿肉食品等。