谷氨酰胺转氨酶的应用

概述

谷氨酰胺转氨酶在自然界中广泛存在于动物、植物和微生物中，它是一种酰基转移酶，通过催化蛋白质间（或内）酰基转移反应，从而导致蛋白质（或多肽）之间发生共价交联的酶，这种交联对蛋白质的性质、凝胶能力、热稳定性和持水力等有显著影响。谷氨酰胺转氨酶可以改善蛋白质的结构和功能性质，赋予食品蛋白质以特有的质构和口感，所以在肉制品、水产品、豆制品、面制品、米制品和乳制品等食品加工业中得到了广泛的应用。

谷氨酰胺转氨酶在食品中的使用是有法律依据的，在GB2760规定谷氨酰胺转氨酶属于食品添加剂的加工助剂，在豆制品的作用是稳定剂和凝固剂，并且规定了其使用量为0.25g/kg，明确写明谷氨酰胺转氨酶的来源是茂原链轮菌丝。

应用

1.谷氨酰胺转氨酶和大豆蛋白作用

谷氨酰胺转氨酶在和大豆蛋白一起作用时可以制作成蛋白小颗粒肉替代真肉，大豆分离在此起的作用为“蛋白伴侣”。1kg大豆分离蛋白和4kg水加上蛋白量的千分之三的TG酶，斩拌6-8分钟，装盆静置24小时，在0-5℃静置。替代真肉量一般是5-10%，不得超过25%。在使用过程中先把做好的蛋白放入绞肉机中绞肉，做成小颗粒的蛋白肉，不要绞的太细，不要绞成肉糜。所用的大豆分离蛋白的蛋白含量高于90%，大豆分离蛋白的不能放置太久，不要超过4、5个月，因为大豆分离蛋白的凝胶性可能会瞬间丧失。

谷氨酰胺转氨酶也可以直接添加到交联肉中，缺点是没有充分的反应时间，不能完全反应，直接添加法主要应用于肉质较好的高档肉制品中。也可以两种方法同时使用，先做好肉蛋白，再添加到肉中。谷氨酰胺转氨酶应用于高档肉丸、贡丸、火腿、培根及肉肠。在肉制品加工中，肌球蛋白和肌动蛋白是肌肉中的重要组成成份，对维持肌肉的保水性和粘合力起关键作用。

2.在水产品中的应用

肉丸子中添加TG酶可以提高产品的弹性。鱼虾丸、鱼糜制品等鱼肉蛋白在低温下可形成凝胶，这是由于鱼肉本身所含有的谷氨酰胺转氨酶作用的结果。由于鱼类内源性谷氨酰胺转氨酶非常少，因此当原料品质比较差时，就很难起作用，但是通过添加外源谷氨酰胺转氨酶可以提高产品凝胶强度、减少蒸煮损失、提高产品品质。

3.在豆腐中的应用

千页豆腐，又称百页豆腐、千张豆腐、Q脆豆腐等，是一种源于台湾，后来经大陆研发人员的技术改进而创造出的一种口感极其独特的豆腐，它的出现完全颠覆了传统豆腐的概念。千页豆腐是以大豆蛋白及修饰淀粉等为主要原材料精制而成的素食产品，是一种低脂、低碳水化合物，并富含蛋白质的新世纪美食。千页豆腐的主要原材料是大豆分离蛋白，是通过改变大豆分离蛋白的分子结构而形成，因此具有良好的弹性和韧性，吃起来滑嫩爽脆可口，可炒可炸可煎可炖，而且有水豆腐的特有香气。

一般分离蛋白如果凝胶值较低的话，生产出来的千页豆腐比较软，经不起炖炒等烹饪工序。如果添加TG酶，经过酶的交联作用，使大豆分离蛋白形成的凝胶弹性硬度提高，则可以提高千页豆腐的颜色更白嫩更细腻。使得传统的千页豆腐复杂的工艺简单化，只需几个简单步骤，即可轻松制作出来，投资成本减少。

4.在乳制品中的应用

酪蛋白是谷氨酰胺转氨酶的良好底物，其中β-，κ-酪蛋白优于а-酪蛋白。在奶酪生产中，经过谷氨酰胺转氨酶处理后，使乳清蛋白与酪蛋白交联在一起，可以提高奶酪的产量。在酸奶生产中使用谷氨酰胺转氨酶可以生产高品质低脂酸奶。乳中蛋白经过谷氨酰胺转氨酶处理后，可以作为可食用的涂膜、包装材料，提高产品外观及保质期。

5.在植物蛋白制品中的应用

谷氨酰胺转氨酶将赖氨酸交联到面筋蛋白、酪蛋白、大豆蛋白上，其中与面筋蛋白交联最有效。谷氨酰胺转氨酶对于优质小麦不能改善面团性质，对于低质小麦可以促进面团性质，提高面包体积，改善组织结构。在生产蛋糕时添加少量谷氨酰胺转氨酶，可以提高蛋糕口感、外观。

6.在包装膜的制备中的应用

谷氨酰胺转氨酶可以用于制备薄膜，可以替代用高分子合成材料制造的食品包装薄膜，谷氨酰胺转氨酶制备的薄膜具有高拉伸强度、不溶于水及其他溶剂的优点。现在用的明胶都来自于哺乳动物，例如牛或猪，成本较高。鱼明胶是一种具有潜力的替代品，但是鱼明胶的物理和热性能限制了其在众多方面的应用。利用谷氨酰胺转氨酶对明胶进行改性，可大大改善其物理性质，扩大鱼明胶薄膜的应用范围。

用谷氨酰胺转氨酶处理过的鱼明胶，其黏度、抗拉伸强度、熔点、氧阻隔性能及薄膜分子量都有显著增加。有助于形成耐热、耐水性的膜。经谷氨酰胺转氨酶交联过的酪蛋白脱水后，可以得到不溶于水的薄膜；这种薄膜能够被胰凝乳蛋白酶分解，因而是一种可食用的膜，能够用作食品包装材料用于包埋脂类或脂溶性物质，提高食品的弹性和持水能力。

综之，谷氨酰胺转氨酶还有很重要的功能特性，有助于提升蛋白质的营养价值。谷氨酰胺转氨酶可以将人体必需氨基酸（如赖氨酸）共价交联到蛋白质上，可防止美拉德反应对氨基酸的破坏；可提高蛋白质的营养价值。谷氨酰胺转氨酶还可以向氨基酸组成不理想的蛋白质中引入所缺氨基酸，增强其营养性。