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。

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。

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。

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。

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。

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。

吸水链霉菌谷氨酰胺转氨酶突变体的构建和酶学性质表征

根据茂源链霉菌谷氨酰胺转氨酶点突变的结果,用重叠延伸PCR法构建了3个吸水链霉菌谷氨酰胺转氨酶突变体Tyr81ValGly82Asn、Tyr133Phe、Tyr360Ala,在巴斯德毕赤酵母GS115中表达并对其酶学特性进行了表征。结果表明,野生型和3个突变体的最适温度为40℃,最适pH 7;除了甘油外,其他有机试剂都降低了TGase的酶活力;与野生型相比,突变体Tyr81ValGly82Asn、Tyr133Phe和Tyr360Ala的比活力分别提高了9%、85%和30%;3个突变体与野生型相比,K_(m)、K_(cat)和K_(cat)/K_(m)值有所升高,表明突变可能降低了TGase与底物的亲和力,却加速了其催化效率。上述结果为通过点突变提高吸水链霉菌谷氨酰胺转氨酶酶活力提供了试验依据和途径。

谷氨酰胺转氨酶对羊毛织物的改性处理

为了改善羊毛织物的性能,利用谷氨酰胺转氨酶(TGase)催化ε-聚赖氨酸对羊毛进行接枝改性,采用不同TGase酶法工艺对羊毛织物进行整理。应用扫描电子显微镜观察羊毛织物处理前后表面的形貌变化,测定整理后羊毛织物的染色深度、断裂强力、吸水率及抗静电性能等指标。结果表明,经TGase催化ε-聚赖氨酸接枝改性后:羊毛织物的断裂强力显著提升,并随ε-聚赖氨酸接枝量增加而增加;羊毛织物的吸水速率增大,吸水30 s即趋于饱和;羊毛织物对弱酸性染料吸附速率提高,且在80℃下的染色深度接近未接枝改性羊毛织物在95℃下的染色深度;羊毛织物的静电电压半衰期由2.13 s降至1.47 s,抗静电性能得到改善。

酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化交联蛋白质的比较分析

蛋白质交联在食品加工、组织工程、酶工程和药物传递等领域具有广泛用途。以酪蛋白和牛血清白蛋白(BSA)为模式蛋白,考察酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质交联的底物特异性及交联规律,揭示酶对底物蛋白质结构及反应条件的要求。采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析酶催化蛋白质交联规律,激光粒度分布仪测量交联产物粒径。结果表明:酪氨酸酶、漆酶和谷氨酰胺转氨酶对底物的特异性有共同特征,即均可以催化结构松散的蛋白质分子(酪蛋白)交联,但不能催化结构紧密的蛋白质分子(BSA)交联;还原剂二硫苏糖醇(DTT)的加入能促进酶催化BSA交联反应;DTT对酪氨酸酶和谷氨酰胺转氨酶催化酪蛋白交联无影响,但抑制漆酶对酪蛋白的交联。

超声辅助谷氨酰胺转氨酶对肌原纤维蛋白结构及凝胶性能的调控

以肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)为研究对象,借助圆二色谱、荧光光谱、电泳、流变、扫描电镜等方法分析超声辅助谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG)对MP的构象及凝胶性能的影响机制。结果表明:随着超声时间的延长,MP的α-螺旋含量、内源性色氨酸荧光强度和溶解度显著降低,蛋白交联聚集增加,导致弹性模量(G′)及凝胶硬度明显下降,但改善了凝胶的蒸煮损失率(降低34.8%)。TG和超声辅助TG处理使MP的溶解度降低,但凝胶形成能力及持水性明显提高。超声辅助TG处理使MP的α-螺旋含量明显增加,蒸煮损失降低达50.5%,形成了更加致密、均匀的凝胶三维网络结构。因此,100 W超声20 s辅助TG可以明显提高MP的质构特性和持水能力。

高压脉冲电场和谷氨酰胺转氨酶处理对刺芹侧耳蛋白质消化特性影响

采用Osborne分级法提取刺芹侧耳(Pleurotus eryngii)子实体蛋白质,通过高压脉冲电场(pulsed electric field,PEF)、谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG)处理以及两者复合处理(PEF+TG)后经体外胃肠液模拟消化,测定刺芹侧耳蛋白质消化率、水解度、多肽含量、游离氨基酸含量,并研究消化产物的抗氧化性。结果表明:与未处理组相比,在模拟消化120、300 min时,PEF+TG组蛋白质消化率最高。在模拟消化30min时,TG组蛋白质消化产物水解度最高;在模拟消化0、120、130、150、240、300min时,PEF+TG组水解度最高。在模拟消化60、120、300 min时,PEF+TG组多肽含量最低。在模拟消化60、90、120 min时,TG组的游离氨基酸含量最高;在模拟消化130、150、180、210、240、270、300 min时,PEF+TG组的游离氨基酸含量最高。在模拟消化300 min时,PEF+TG组蛋白质消化率、水解度、游离氨基酸含量均最高,多肽含量最低;PEF组DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、还原力最高,表明PEF处理可显著提高蛋白质消化产物抗氧化活性。研究结果可为刺芹侧耳的蛋白质加工和利用提供参考。

谷氨酰胺转氨酶对黑小麦粉面团理化特性的影响

为改善黑小麦粉面团物理特性,利用混合实验仪、流变仪和傅里叶变换红外光谱仪等,探究不同谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG)添加量对黑小麦粉面团热机械学特性、流变特性等的影响,并从蛋白质二级结构变化等加以解释。结果表明,随着TG添加量增加,黑小麦粉面团黏度与形成时间先增大后减小,吸水率下降,蛋白质弱化度和回升值先减小后增大,淀粉排列更有序,面团稳定性得到提高;TG的加入使黑小麦粉面团弹性模量和黏性模量上升,面团综合黏弹性增强,拉伸强度增大;且面团蛋白质二级有序结构和二硫键含量增加,蛋白弹性和结构稳定性得到提高。但TG添加量过多会导致蛋白质交联过度,淀粉颗粒被迫暴露,面团强度与稳定性下降。整体而言,当TG添加量为1.1%时对黑小麦粉面团理化性质改善效果最佳。该研究结果可为优化黑小麦粉加工产品开发提供理论参考。

亲水多糖对谷氨酰胺转氨酶交联大豆分离蛋白凝胶特性的影响

目的 基于谷氨酰胺转氨(transglutaminase, TG)酶交联法研究亲水多糖对TG酶交联大豆分离蛋白凝胶特性的影响。方法 以大豆分离蛋白为主要原料,TG酶交联法为基础进行响应面优化,得到最优凝胶弹性的工艺参数,在此参数条件下将大豆分离蛋白与亲水多糖混合,制备亲水多糖-大豆分离蛋白复合凝胶,并对凝胶的质构特性、持水性、热力学性质以及结构进行表征。结果 在酶交联pH 7.3、酶交联时间2.3 h、酶交联温度48℃条件下,制备的大豆分离蛋白凝胶弹性最佳。添加了亲水多糖后,凝胶的质构特性和持水性显著提高,热稳定性增强,蛋白质二级和三级结构发生变化,凝胶的微观结构变得更致密,孔径变小。结论 亲水多糖的添加能够改善大豆分离蛋白的凝胶特性,该研究为大豆分离蛋白凝胶深加工提供了理论基础。

热变性程度对谷氨酰胺转氨酶诱导大豆分离蛋白凝胶性质的影响

大豆分离蛋白(soybean protein isolated,SPI)由于在实际生产过程中工艺不同导致其结构和性质不一,会影响最终谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG酶)诱导形成的凝胶类产品。为探索不同结构SPI对酶诱导蛋白凝胶的影响,制备了不同热变性程度的SPI,研究其蛋白组成、表面疏水性、溶解性、粒径分布以及凝胶强度、持水性和凝胶形态。结果表明,热处理加剧SPI亚基的解离与聚集,并导致SPI的表面疏水性增强、溶解性下降,同时,粒径随温度的升高而增大,但升至95℃后减小。SPI凝胶强度在85℃时最低,而在95℃时最高。对于95℃热处理SPI的凝胶,随着蛋白浓度的增大,凝胶强度增大,气孔增多;随着TG酶浓度的增加,凝胶强度增大,而持水性在TG酶浓度为1.80 U/g时达到最低,同时气孔较多;50℃培养的SPI凝胶强度高于4℃培养样品。结果表明,大豆蛋白一定程度的热变性(尤其95℃热处理)有利于经TG酶诱导形成蛋白凝胶,这为工业生产提供了一定的理论依据。