谷氨酰胺转移酶

谷氨酰胺转移酶（Transglutaminase，简称 TGase 或 TG）是一种广泛存在于生物体内的酶，核心功能是催化蛋白质分子之间或内部形成共价交联，从而改变蛋白质的结构和功能特性。

一、基本属性

它的系统编号是 EC 2.3.2.13，属于酰基转移酶家族。其作用机制是催化蛋白质中谷氨酰胺残基的 γ-羧酰胺基与赖氨酸残基的 ε-氨基之间发生反应，形成 ε-(γ-谷氨酰)赖氨酸键。这种交联键非常稳定，能显著提升蛋白质的凝胶性、热稳定性、保水能力和乳化性。

二、主要来源：

谷氨酰胺转移酶在自然界中分布广泛，主要来源分为三类：

1. 动物来源：最早从豚鼠肝脏中发现，也存在于哺乳动物的各种组织和器官中。但提取工艺复杂、来源稀少，价格昂贵，限制了其大规模应用。

2. 植物来源：在豌豆、马铃薯、大豆等植物中均有发现，但含量低，分离纯化困难，目前尚未实现商业化生产。

3. 微生物来源：这是当前商业化的主流。1989年首次从茂原链轮丝菌中分离得到。微生物发酵法生产周期短、成本低，且得到的酶不依赖钙离子，耐热性和耐酸碱性都更优，因此在工业上被广泛应用。

三、主要应用

1. 肉制品与水产品加工

这是 TGase 最成熟的应用领域之一，主要用于重组肉制品和鱼糜制品。

l  重组肉：利用其交联作用，将碎肉、低价值肉块“粘合”成整块形态（如重组牛排、鸡块），改善切片性和口感。

l  鱼糜/贝类凝胶：显著增强鱼丸、鱼糕以及蛤蜊等贝类鱼糜的凝胶强度、弹性和保水性，是提升水产糜制品品质的关键手段。

2.  乳制品与豆制品

TGase 能有效改善植物蛋白和乳蛋白的凝胶特性。

l  乳制品：用于酸奶、干酪，提升凝胶硬度和乳清保留能力。根据中国国标，风味发酵乳和非熟化干酪中最大使用量为 0.3 g/kg。

l  豆制品：广泛用于豆腐、豆干及新型大豆蛋白制品（如大豆素肉），增强其弹性和韧性。国标规定豆类制品中最大使用量为 0.25 g/kg。

3. 面制品与烘焙

通过交联小麦或非小麦蛋白，改善面团加工性能和成品品质。

l  面制品：研究表明，添加 TGase 可增强板栗粉面团的黏度、硬度和弹性，改善无麸质面团的加工性能。在饺子粉中，适量添加（约 45 mg/kg）能提升面团稳定时间，降低饺子皮蒸煮损失。

l  烘焙：用于面包等产品，增强面筋网络，改善体积和口感。

4. 植物基与新型食品

TGase 在无麸质产品和植物基替代品中扮演关键角色，用于模拟麸质的功能。

l  无麸质产品：帮助结合淀粉和植物蛋白，制造出类似含麸质产品的弹性和质构，对乳糜泻或麸质不耐受人群意义重大。

l  植物蛋白凝胶：研究显示，TGase 能显著改善油菜籽清蛋白的凝胶性，使其最低凝胶浓度从 15% 以上降至 3%，并提升乳液稳定性。它也能用于酵母蛋白，构建凝胶网络并包埋生物活性物质（如姜黄素）。

4. 生物医学与材料（拓展领域）

除了食品，TGase 在生物材料和组织工程领域也展现出潜力。由于其反应条件温和且无毒，被用于交联水凝胶（如胶原蛋白），或通过人工膜结合蛋白在细胞表面原位构建蛋白质水凝胶，用于细胞疗法和组织修复研究。

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