谷氨酰转氨酶改性大豆分离蛋白在肉制品力旺中的应用研究

本试验利用谷氨酰转氨酶改性大豆分离蛋白,添加在肉制品加工配料中后,乳化型碎肉制品的得率和乳化稳定性分别高于普通SPI 11.2%和71%,同时感官性能均优于普通SPI;与市售同类改性SPI产品相比,得率和乳化稳定性分别高于6.2%和11%。

国产多孔钽对MG63细胞中Ⅰ型胶原、谷氨酰转氨酶2和钙结合蛋白A4表达的影响

背景:目前有证据已证实国产多孔钽具有良好的生物相容性及促成骨性能,但具体的成骨机制及对成骨因子的影响尚不明确。目的:观察国产多孔钽材料对MG63细胞Ⅰ型胶原、谷氨酰转氨酶2及钙结合蛋白A4表达的影响。方法:将对数生长期的MG63细胞接种于24孔板,分3组培养:空白组加入常规培养基,钽浸提液组加入多孔钽材料浸提液,钽支架组加入多孔钽材料与常规培养基。培养第1,3,5,7,9天,CCK-8法检测各组细胞增殖;培养第5天,采用ELISA酶联免疫吸附法检测各组细胞分泌Ⅰ型胶原、谷氨酰转氨酶2和钙结合蛋白A4的水平,Western-blot法检测各组细胞中钙结合蛋白A4、Ⅰ型胶原、谷氨酰转氨酶2蛋白的表达。结果与结论:(1)随着培养时间的延长,各组细胞数量呈逐渐增加趋势,3组不同时间点的细胞增殖比较无差异(P> 0.05);(2)钽支架组Ⅰ型胶原、谷氨酰转氨酶2分泌高于空白组、钽浸提液组(P <0.05),钽浸提液组Ⅰ型胶原、谷氨酰转氨酶2分泌高于空白组(P <0.05);钽支架组钙结合蛋白A4分泌低于其他两组(P <0.05);(3)钽支架组中Ⅰ型胶原、谷氨酰转氨酶2蛋白表达均高于空白组、钽浸提液组(P <0.05),钽浸提液组中Ⅰ型胶原、谷氨酰转氨酶2蛋白表达高于空白组(P <0.05);钽支架组钙结合蛋白A4蛋白表达均低于空白组、钽浸提液组(P <0.05);(4)结果表明,国产多孔钽材料可促进MG63细胞分泌Ⅰ型胶原、谷氨酰转氨酶2,抑制其分泌钙结合蛋白A4。

谷氨酰胺转氨酶对板栗粉面团理化特性的影响

为改善板栗粉在无麸质食品领域的品质特性及加工性能,考察谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG)添加量分别为0、0.9、1.8、2.7、3.6 U/g(按板栗全粉质量计)时对板栗粉面团质构特性、流变特性、糊化特性等的影响,并从游离巯基含量的变化加以解释,最后通过扫描电子显微镜观察板栗面团的微观结构。结果表明:TG的添加可以增强板栗面团的黏度、硬度、弹性、咀嚼性和回复性,与空白对照相比,添加量为2.7 U/g时,其最终黏度增加6.8 cP、硬度增加7.55 g、弹性增加0.38、咀嚼性增加33.62 g、回复性增加0.118,板栗面团内部的结构更加稳定;随着TG添加量的增加,板栗面团的弹性模量和黏性模量均增加,综合黏弹性上升,抗外界形变能力增强,面团稳定性及加工性能随之提高;板栗面团游离巯基的含量随TG添加量的增加而减少,添加量为2.7 U/g与未添加时的相比,游离巯基含量减少了0.16 mmol/g。但TG添加量过多会导致蛋白过度交联,淀粉粒被迫外露,面团整体的稳定性降低。综上,当TG添加量为2.7 U/g时,改善板栗面团的理化特性效果达到最佳。

谷氨酰胺转氨酶对无麸质高水分组织蛋白品质的影响

为了提高无麸质高水分组织蛋白的品质特性,本研究将不同梯度含量的谷氨酰胺转氨酶加入大米蛋白与玉米醇溶蛋白混料中进行挤压实验以进行品质改善,并对组织蛋白进行理化特性的测定与分析。高水分组织蛋白中水分的主要存在形式是不易流动水,低场核磁共振结果表明,谷氨酰胺转氨酶的添加可以促进产品中的结合水转换为不易流动水;随着酶添加量增加,储能模量与损耗模量增大,蛋白结构更趋于稳定。组织蛋白的持水性能与持油性能得到改善,硬度及咀嚼性显著增高(P<0.05),组织化度呈现先增高后降低的趋势,且酶质量分数为0.5%时,产品组织化度达到最大值1.58。谷氨酰胺转氨酶可以显著影响高水分组织蛋白的品质,添加质量分数0.2%~0.5%的谷氨酰胺转氨酶能促进产品形成丰富的纤维结构,使产品具有更好的品质。

谷氨酰胺转氨酶催化交联对肌原纤维蛋白凝胶特性影响的研究进展

在肉类工业中,谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)作为一种高效的蛋白质交联剂,能够在改变肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)分子结构的基础上改善其热诱导凝胶特性,进而提升肉制品的品质。与此同时,交联度(degree of cross-linking,DCL)是表征TGase催化交联效果的最重要的指标,其对于分析TGase的共价交联作用对MP构象、理化性质和凝胶特性的影响尤为重要。因此,本文系统综述了TGase催化MP共价交联过程中DCL的影响因素,同时深度解析外源添加物和新型加工技术影响TGase催化交联效果的分子作用机制。旨在建立TGase调控下的MP“结构修饰-分子机制-品质改善”之间的相互关系,以期为构建新型肉制品提供创新性理论和技术支持。

超高压处理对谷氨酰胺转氨酶诱导的大豆分离蛋白凝胶冻融稳定性影响研究

为探索提高谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG酶)诱导的大豆分离蛋白凝胶冻融稳定性的方法,分析超高压处理对其作用效果,采用粒径、内源性荧光光谱、傅里叶红外变换光谱分析大豆分离蛋白的结构变化,并分析冻融循环过程中的可溶性蛋白含量、水分分布状态、持水性、质构特性、微观结构、流变特性,探讨作用机理。结果表明:未经超高压处理的TG酶诱导大豆分离蛋白凝胶,随着冻融次数增加,可溶性蛋白含量和凝胶持水性呈降低趋势,凝胶硬度呈上升趋势,凝胶微观结构孔缝较大,说明凝胶品质发生劣变;经过超高压处理的TG酶诱导大豆分离蛋白凝胶与未经过超高压处理凝胶相比,持水性、硬度呈先增加后下降趋势。当压力处理为400 MPa时,经5次冻融循环后SPI凝胶硬度和结合水含量较未冻融样品分别增高了140.43 g和30.019,持水性和可溶性蛋白含量分别降低了38.67%和7.87%。由此证明超高压处理是提高TG酶诱导的大豆分离蛋白凝胶冻融稳定性的有效方法。

谷氨酰胺转氨酶交联对香菇蛋白理化特性和加工特性的影响

为开发和利用香菇蛋白,研究谷氨酰胺转氨酶交联对香菇蛋白理化特性和加工特性的影响。结果表明,添加0%~20%的谷氨酰胺转氨酶,香菇蛋白总巯基、游离巯基、β-折叠逐渐降低,荧光强度、粒径、β-转角和表面疏水性呈先升高后降低的趋势。随着剪切速率的增加,蛋白的剪切应力增加,表观黏度降低,说明谷氨酰胺转氨酶交联促进了大分子聚合物的生成,且交联蛋白表现出与初始蛋白相似的致密质地,表明它们形成了稳定的三维网络结构。随着添加量增加(4%~12%),蛋白质的网状结构越来越繁密。此外,适量的谷氨酰胺转氨酶使香菇蛋白的溶解性、乳化性、热稳定性和持油性都得到了显著提高。结果表明,谷氨酰胺转氨酶交联不同程度地改善了香菇蛋白的理化特性和加工特性。

不同谷氨酰胺转氨酶交联度对明胶微凝胶Pickering乳液界面性质和流变行为的影响

引入谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG酶)对明胶进行改性制备微凝胶,通过对不同TG酶交联度明胶微凝胶Pickering乳液进行流变学、电位测试以及微观结构观察,重点研究了不同TG酶交联度对乳液流变学特性的影响。结果显示,TG酶添加量可以有效调控明胶微凝胶的交联度(1.85%~12.25%);流变结果表明,随着交联度的提升,表观黏度和屈服应力值(2.10~4.47 Pa)均上升,损耗因子减小,温度循环测试回复率从28.2%上升至75.6%。综合流变学测试结果表明当交联度达到6.85%以上,明胶微凝胶稳定的乳液连续相形成了更强的凝胶网络结构。此外,乳液体系的ζ电位随着交联度的增大而增大,静电排斥作用增强,有利于连续相网络结构的形成;微观结构显示,随着交联度的增大,油水界面处的吸附蛋白增多并形成致密的界面膜,液滴之间相互作用增强形成更强的凝胶网络结构,从而在连续相的角度使乳液稳定性提升。因此,经过TG酶交联的明胶微凝胶Pickering乳液更为稳定,为明胶微凝胶在食品中的应用提供了理论基础。

脱乙酰魔芋葡甘露聚糖对谷氨酰胺转氨酶凝固大豆分离蛋白凝胶品质特性的影响

为探究脱乙酰魔芋葡甘露聚糖(deacetylated konjac glucomannan, DKGM)对谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase, TG酶)凝固大豆分离蛋白(soybean protein isolate, SPI)凝胶品质的影响,制备不同脱乙酰度(DK-1=21.30%,DK-2=36.28%,DK-3=62.85%,DK-4=87.88%)的魔芋葡甘露聚糖,并研究魔芋葡甘露聚糖(konjac glucomannan, KGM)和不同脱乙酰度DKGM对TG酶凝固大豆分离蛋白凝胶及手磨豆干品质影响。相比于空白组,KGM和DKGM提高了大豆分离蛋白凝胶的质构特性。酶交联反应8 h时,凝胶强度从92.03 g增至130.06 g,增强了复合凝胶的白度和持水性,同时蒸煮损失率从8.09%降到2.55%。相比于KGM,DKGM组复合凝胶及烘烤、灭菌后的手磨豆干的硬度、咀嚼性和黏着性均显著性增强。添加DKGM的复合凝胶热变性温度从41.35℃升至44.67℃。DK-3对手磨豆干盐分含量影响较大,所形成的复合凝胶表观形态较佳。扫描电镜观察到S-DK3组凝胶蛋白质复合物网络结构紧凑致密。综上,DKGM能改善大豆分离蛋白凝胶品质特性,适度脱乙酰度的DK-3效果更佳。因此,将KGM进行适度的脱乙酰改性有利于KGM在手磨豆干加工中的应用。

卡拉胶和谷氨酰胺转氨酶对熏煮杏鲍菇牛肉香肠品质特性的影响

为研究熏煮杏鲍菇牛肉香肠的最佳工艺和配方,该研究以熏煮杏鲍菇牛肉香肠为研究对象,研究杏鲍菇、TG酶和卡拉胶的添加量以及斩拌时间对感官评分、质构、出品率、水分含量、持水性的影响,再通过响应面试验优化分析出熏煮杏鲍菇牛肉香肠的最佳配方。单因素试验结果表明,各因素对牛肉熏煮香肠的感官评分和出品率均有显著性影响(P<0.05)。TG酶添加量为0.6%时香肠感官品质(63.46)、出品率(87.06%)、持水性(85.55%)最好(P<0.05);卡拉胶添加量为0.3%时,熏煮杏鲍菇牛肉香肠感官评分最高(64.84),此时香肠有较好的质构特性,出品率为107.95%。经响应面试验得出,当杏鲍菇、TG酶和卡拉胶的添加量分别为10.00%、0.65%、0.30%,牛肉熏煮香肠的感官评分最佳(75.56),且拥有较高的出品率(110.60%),可用于工业生产。综上,TG酶和卡拉胶能够较好地改善熏煮杏鲍菇牛肉香肠的感官品质和出品率,熏煮杏鲍菇牛肉香肠的最优配方为:杏鲍菇添加量10.00%、TG酶添加量0.65%、卡拉胶添加量0.30%。该研究为熏煮牛肉香肠的研究提供理论依据。

谷氨酰胺转氨酶介导的荞麦蛋白-花生蛋白交联及其功能特性研究

以谷氨酰胺转氨酶(TGase)为交联酶制剂,对荞麦蛋白与花生蛋白进行交联,通过单因素实验对2种蛋白的比例、总蛋白质质量浓度、TG酶添加量、交联温度、交联时间和pH进行了参数优化,并研究了最佳交联工艺条件下制备得到的交联产物的功能特性。结果表明,荞麦蛋白与花生蛋白的质量比1∶1、总蛋白质量浓度4 g/100 mL、酶质量分数1.25%、反应温度40℃、反应时间120 min、pH 8.0时的交联反应效果最佳,交联度为63.1%。功能特性测定结果表明,与未交联的蛋白质相比,交联后的蛋白质的持水性、持油性和乳化稳定性有所提高,但乳化性、起泡性和起泡稳定性降低;在pH 3~12范围,交联蛋白质的溶解度逐渐升高,尤其在pI 4.0处,溶解度提高最为显著。

L-精氨酸与谷氨酰胺转氨酶复配对反复冻融猪肉制作香肠品质的影响

通过构建反复冻融体系,以猪肉香肠为研究对象,探究L-精氨酸(L-arginine,Arg)与谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,Tg)对反复冻融猪肉香肠品质的影响。结果表明:Arg、Tg及Arg+Tg均提高了冷冻损伤香肠的氧化稳定性,并且使整个升温过程中储能模量明显提高;Arg单独处理使冷冻损伤香肠中不易流动水含量显著增加(P<0.05),自由水含量及蒸煮损失率显著降低(P<0.05),咀嚼性降低280.9 g;Tg单独处理使香肠中不易流动水含量略有增加,自由水含量显著降低(P<0.05),但并未降低其蒸煮损失率;Arg和Tg复配提高了咀嚼性,并且显著降低了蒸煮损失率(P<0.05),表明二者协同有增效作用。Arg和Tg的添加使香肠的微观结构更致密,整体可接受性显著提升(P<0.05)。

超声辅助热处理联合海藻糖和谷氨酰胺转氨酶对未漂洗鱼糜凝胶特性的影响

研究海藻糖、谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TGase)与超声波技术联用对热致未漂洗鱼糜凝胶品质的影响。首先对凝胶特性、持水性等凝胶特性指标进行测定,再对其构象及作用的变化进行分析。结果表明:在超声辅助处理的同时,添加质量分数4.5%海藻糖和/或质量分数0.05%TGase使鱼糜凝胶强度提升35.11%~169.25%,其中海藻糖抑制了蛋白质结构的展开,而TGase则表现出相反的作用;但实际上超声辅助处理抑制了TGase的催化作用,使凝胶强度降低至4737.23 g·mm,游离水相对含量降低19.52%,抑制了蛋白质过度交联;此外,超声处理促进了海藻糖保护作用下的蛋白质展开,当海藻糖与TGase同时存在时,各自对蛋白质结构的影响均被削弱。

基于动态互相关性和折叠自由能变分析的谷氨酰胺转氨酶热稳定性改造

茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)能催化蛋白质交联,被广泛用于食品加工。前期研究构建了S.mobaraensis TGase耐热突变体FRAPD-TGm2,提高了其在高温条件下的应用性能。该研究基于动态互相关性鉴定得到热稳定性进一步提高的TGase突变体。首先,通过分子动力学模拟和动态互相关性分析确定了FRAPD-TGm2分子中与其底物口袋柔性区域具有动态互相关性的48个残基。其次,基于Rosetta Cartesian_ddg对上述残基进行虚拟饱和突变,对折叠自由能变化小于-1 kcal/mol的20个突变体进行表达、纯化和酶学性质表征。其中,突变体FRAPD-TGm2-Y34 W的60℃半衰期和65℃比酶活力分别达到100.5 min和134.2 U/mg,较FRAPD-TGm2提升89.1%和28.5%。此外,发现了远端位点His201和Asn32对FRAPD-TGm2比酶活力和热稳定性具有显著影响。结果表明,基于动态互相关性和折叠自由能变分析的酶分子改造能有效提高TGase的热稳定性。

超声波对大豆分离蛋白结构及其形成谷氨酰胺转氨酶改性凝胶性质的影响

为探讨超声波对大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)结构及大豆分离蛋白形成谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG)改性凝胶的影响,研究了超声波处理前后大豆分离蛋白平均粒径、溶解性、表面疏水性、二级结构、微观结构及凝胶特性的变化规律。结果表明:超声波处理使大豆分离蛋白平均粒径减小,溶解性增加,表面疏水性增强,α-螺旋含量降低,无规卷曲含量升高,β-折叠和β-转角无显著变化;超声波处理可以促进大豆分离蛋白形成结构均匀、致密的TG改性凝胶,最佳处理时间为60 min,此时凝胶强度为146.57 g,提高幅度达62.12%,持水性为94.27%,提高幅度为3.66%。相关性分析表明,大豆分离蛋白的溶解性以及其形成TG改性凝胶的凝胶强度、持水性与平均粒径有显著的负相关性。

谷氨酰胺转氨酶对荞麦面条品质的影响

为了改善荞麦面条的品质,采用谷氨酰胺转氨酶(TG酶)对其进行处理,研究谷氨酰胺转氨酶对荞麦面条品质特性(面条吸水率、蒸煮损失及质构特性)和微观结构的影响,采用十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)和体积排阻高效液相色谱(SE—HPLC)对面条中蛋白质交联聚合特性进行研究,探讨其作用机制。结果表明,添加TG酶能显著降低荞麦面条的吸水率和蒸煮损失,提高其硬度和拉断力,当添加0.01%的TG酶时,荞麦面条的蒸煮损失达到最小值。RVA分析表明,随着TG酶添加量的增加,荞麦面粉的峰值黏度、终值黏度和回生值增加,崩解值降低。电泳图中低分子量亚基条带变浅,SDS蛋白可萃取率降低,说明添加TG酶诱导面条中的蛋白质发生了交联聚合行为,并经微观结构观察,这种交联形成了致密而连续的蛋白网络结构,使得淀粉很好地镶嵌在其中,从而影响了荞麦面条的品质。

谷氨酰胺转氨酶对大豆与小麦混合蛋白凝胶性质的影响

研究谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG)对大豆和小麦混合蛋白凝胶特性的影响,通过游离巯基含量、表面疏水性、热特性、二级结构和微观结构等测定对混合蛋白凝胶的构象进行了表征。结果显示,当大豆蛋白比例低于45%时,随着大豆蛋白所占比例的增加,凝胶强度显著增强。TG交联混合蛋白凝胶后,其游离巯基减少,热稳定性增强,表面疏水性降低。与TG催化小麦蛋白相比,大豆蛋白添加量为45%的混合蛋白凝胶强度提高了62.74%,β-折叠含量增加了5.701%,游离巯基含量减少了47.48%。

谷氨酰胺转氨酶对低盐鸡肉糜保水性和蛋白质二级结构的影响

本文利用拉曼光谱技术研究谷氨酰胺转氨酶对鸡肉糜保水性、质构和蛋白质二级结构等的影响。结果表明：低盐鸡肉糜的乳化稳定性和蒸煮得率随着谷氨酰胺转氨酶添加量的增加而显著提高（p〈0.05）,但0.67%和1.0%谷氨酰胺转氨酶处理组间差异不显著（p〉0.05）;鸡肉糜的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性随着谷氨酰胺转氨酶的增加而显著提高（p〈0.05）;添加谷氨酰胺转氨酶,酰胺I带的波峰从1659 cm-1移动到1661、1662和1662 cm-1,β-折叠和β-转角含量显著增加（p〈0.05）,α-螺旋含量显著（p〈0.05）降低,无规则卷曲差异不显著。由此可见,谷氨酰胺转氨酶添加量为0.33%-1.0%时,能够改变蛋白质二级结构,提高低盐鸡肉糜的质构和保水性,且添加量为0.67%时,质构和保水性最好。

谷氨酰胺转氨酶对白姑鱼鱼糜蛋白-油脂复合凝胶特性及微观结构的影响

为了探讨谷氨酰胺转氨酶(TGase)对鱼糜蛋白-脂质复合凝胶特性和微观结构的影响,研究了TGase添加量对鱼糜蛋白-脂质复合凝胶特性、水分分布状态、蛋白分子间作用力和微观结构等指标的影响。结果表明:随着TGase添加量的增加,鱼糜凝胶的硬度、咀嚼性、乳化稳定性显著性增加(P<0.05);鱼糜凝胶中非冻结水含量和凝胶持水性增加;鱼糜凝胶蛋白质分子间氢键、疏水相互作用、非二硫共价键【ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价键】等化学作用力显著性增加(P<0.05);鱼糜蛋白质电泳图谱中肌球蛋白重链(MHC)条带强度变浅。扫描电镜及其分形维数分析发现,随着TGase添加量从0%增至0.5%,鱼糜蛋白-脂质复合凝胶的分形维数从2.801增至2.857,且鱼糜蛋白质的聚集度变大,凝胶网络结构增强,进一步解释了鱼糜蛋白-脂质复合凝胶特性、乳化稳定性和持水性等增强的原因。综合分析各指标,当TGase添加量为0.4%时鱼糜蛋白-脂质复合凝胶的特性较好。

添加谷氨酰胺转氨酶对糙米蛋糕品质的影响

研究在糙米蛋糕的蛋黄糊和蛋清中分别添加不同量的谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)对蛋糕烘焙品质的影响,并分析比较了TGase添加前后蛋黄糊和蛋清理化特性的变化。结果表明:添加TGase能显著提高糙米蛋糕的比容和弹性,降低其硬度,在蛋黄糊和蛋清中分别添加10和2 U/g TGase时,糙米蛋糕比容达到最大值6.0 mL/g。添加TGase后,蛋黄糊的黏度和乳化稳定性分别提高62.27%和3.86%,蛋清打发后的泡沫稳定性提高8.43%。通过测定发现蛋黄糊中的游离巯基含量明显减少,傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和体积排阻高效液相色谱(size exclusion high performance liquid chromatography,SE-HPLC)的分析表明,添加了TGase的蛋黄糊中蛋白质β-折叠的比例显著增加,无规卷曲、β-转角的比例下降,并形成了更多大分子质量的蛋白质聚集体。这表明添加TGase促进了蛋黄糊和蛋清中的蛋白形成更多的交联,使蛋白质网络更加紧密,从而改善糙米蛋糕的质构。