食品化学 谷氨酰胺转氨酶.ppt

谷氨酰胺转氨酶,概念及其生理作用 催化作用机理 功能特性及其特点 制备方法 实际应用及其发展前景,,,,,,谷氨酰胺转氨酶,谷氨酰胺转氨酶（EC.2.3.2.13，TGase)是一种催化蛋白质或多肽链中的谷氨酰胺残基里的γ-酰胺基和一级氨基之间进行酰胺基转移反应的酶 广泛存在于动、植物以及微生物机体组织中 主要生理作用：作为凝血的第13因子促进凝血；参与伤口愈合；促进表皮细胞在分化末期形成角质层；参与毛囊蛋白质的架桥；促进胰岛素的分泌；诱导细胞分化；作为细胞凋亡或程序性死亡的催化介导等，在机体多种生化反应及生命代谢过程中发挥着重要作用概念及其生理作用,,商品化的TG酶最初是从豚鼠肝脏中提取，猪肝脏一直作为商业TG酶的来源，但由于酶的原料较少、分离纯化工艺复杂，导致酶的价格十分昂贵 从鱼和植物组织中分离纯化TG酶仍然处于实验室阶段 从上世纪80年代人们开始利用微生物发酵生产TG酶，并取得了成功 优点：PH适应性范围广、不依赖钙离子、稳定性强、催化交联程度高，另外，微生物的TG酶属于胞外酶，提取时不需要破壁，易于分离纯化制备方法,,TG酶以肽链上的谷氨酰胺残基的γ-酰胺基作为酰基供体，根据酰基受体不同，可以催化三种类型的反应： 蛋白质间的交联反应与多肽链中赖氨酸残基的ε-氨基，形成蛋白质分子内或分子间的ε-（γ-谷氨酰基）-赖氨酸异肽键，使蛋白质分子发生交联，从而改变食品的质构，改善蛋白质的溶解性、起泡性、乳化性等物理性质。

Gln—CO—NH2+ H2N—Lys Gln—CO—NH—Lys + NH3,催化作用机理,,酰基转移反应形成蛋白质分子和小分子伯胺之间的连接，利用该反应可以将一些限制性氨基酸引入蛋白质以提高其营养价值 Gln—CO—NH2 + RNH2 Gln—CO—NHR + NH3 脱氨基作用当不存在伯胺时，水会成为酰基受体，其结果时谷氨酰胺残基脱去氨基生成谷氨酸残基，该反应可用于改变蛋白质的等电点及溶解度 Gln—CO—NH2 + HOH Gln—CO—OH + NH3,,,催化作用机理,,,功能特性,,能使食品中蛋白质分子共价交联，改变其结构、形状、功能性质，大大提高食品的市场价值，如对肉制品进行重组，利用鱼糜生产仿真制品，充分利用低值肉类 保护食品中的赖氨酸，避免它与食品中其他成分发生不必要的化学反应，如美拉德反应，防止赖氨酸的损失，减少不良风味和色泽的产生在低温、非蒸煮的条件下即可形成凝胶，免除了形成凝胶所必需的热处理过程，可获得良好的凝胶特性，改善产品的弹性和持水性，延长货架期，降低生产成本。

通过TG酶进行交联反应，可以在一些食品中补充人体所需的必需氨基酸，使食品的蛋白质组成更加合理，提高食品营养价值功能特性,TG酶的粘合力强用该酶催化形成的共价键很稳定，在一般的非酶催化条件下很难断裂；并且可持续相当长的时间，不会因贮藏和销售过程中的机械碰撞与温度变化而变弱 PH稳定性好其最适合PH为6.0，但在PH5.0-8.0的范围内该酶都具有较高活性；,特点,热稳定性强最适温度在50℃左右，但在45-55 ℃范围内都具有较高的活性，特别是在蛋白质食品体系中，该酶的热稳定性会显著提高，这一特性使其在一般的食品加工过程中，不至迅速失活； 食用安全由于TG酶广泛存在于动植物组织中，人们一直都在食用含有TG酶催化形成的ε-（γ-谷氨酰基）-赖氨酸异肽键的食物，因此，用TG酶生产的新型食品对人体安全无害特点,,实际应用,通过TG酶的催化作用，在蛋白质分子之间或内部形成ε-（γ-谷氨酰基）-赖氨酸异肽键，提高了蛋白质的吸水性、保水性、粘度、胶凝作用、黏着性、乳化性、起泡性、热稳定性等功能特性，从而改善了蛋白质食品的外观形状、风味口感、质地结构，提高了其市场价值实际应用—肉制品,肌球蛋白和肌动蛋白是肌肉的重要组成部分，也是TG酶作用的良好底物。

在肉制品加热时，彼此间能够形成二硫键，对维持肉制品的保水性和粘弹性等方面起着重要作用 在肉制品中加入TG酶，经转化反应在肌肉蛋白质分子间形成的共价键的作用力远远大于二硫键，能使蛋白质更紧密地结合在一起，形成致密的三维网状结构，可显著提高产品的质构，改善产品品质，增加产品的附加值明显提高火腿及香肠制品的弹性，达到理想口感 避免火腿、烤肉等产品的干裂，并且提高了切片性 在减少食盐及其复合磷酸盐的条件下，加工出结合力强，高弹性的产品 适当增加肉制品中淀粉及大豆蛋白的加入比例，产品的质地结构不会有明显的降低，并能保证肉制品的风味和口感 碎牛肉中加入一定比例的酪蛋白酸钠和TG酶，在5 ℃反应2h经过冷冻、切片、预炸可制成口感甚佳的重组结构牛排,实际应用—肉制品,实际应用—乳制品,乳制品中的α -酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白以及α-乳清蛋白、 β-乳清蛋白等都是TG酶的良好底物，可在较宽的PH范围内（PH6.5-8.0）对乳品蛋白质进行交联 牛乳酪蛋白是重要的食品蛋白质在许多食品的加工中，加入酪蛋白改善产品的品质 经过TG酶改性后的酪蛋白，在功能性质方面得到显著增强，是优良的食品添加剂。

可应用于焙烤食品、冰激凌，也可作为脂肪的替代品，用于香肠、重组肉制品、鱼制品奶粉在销售、贮藏过程中，由于局部受热易发生结块这主要是由于奶粉中的酪蛋白受热呈现一种熔融的玻璃状态，当温度下降后就形成结块 加入TG酶可提高酪蛋白的玻璃化温度，有效防止奶粉的结块 经过TG酶处理过的脱脂奶粉，由于乳蛋白分子间形成了性质稳定的共价键，在水溶液中形成的凝胶强度比未经处理的乳粉形成的凝胶强度大，凝胶的持水性、耐热性、耐酸性增强用这种脱脂奶粉生产酸奶，乳清析出显著减少，酸奶的稳定性更好实际应用—乳制品,在奶酪生产中加入TG酶，酪蛋白与乳清蛋白结合，可提高奶酪的产量 在加工炼乳时加入适量的TG酶，炼乳不易出现脂肪上浮和蛋白质颗粒沉淀现象，而少量的该酶可增加冰激凌的塑性，使其易于成型不易融化 用TG酶处理乳中的酪蛋白，再经过脱水可以制的一种水不溶性的可食性薄膜，能够用于食品的包装和保鲜实际应用—乳制品,实际应用—小麦粉制品,小麦粉中的蛋白质主要是面筋蛋白，含有大量的谷氨酰胺残基，是TG酶较好的反应底物 TG酶可以催化面筋蛋白形成ε-（γ-谷氨酰基）-赖氨酸共价键，从而明显改善面团的粉质特性，使面团的形成时间、稳定时间、断裂时间增加，面团的弱化度降低。

此外，加酶面团的持水性增加，面团的表面黏性下降加工面包时加入TG酶，可以明显增大面包的体积，使其质地均匀，减少切片时碎屑的产生，并有效防止面包的老化，延长保质期 TG酶可以减少方便面的吸油率，从而减少了方便面的热量，同时减少了油炸油的消耗量 在面条生产中加入TG酶，可明显提高面条的口感及质地，使其表面粘度下降，蒸煮时不易粘连实际应用—小麦粉制品,实际应用—水产品,鱼肉在低温下可形成凝胶，这与其内源性TG酶的含量有关，新鲜的鱼含有较多的TG酶，可以生产出高品质的鱼凝胶制品 但经过冷冻贮藏后的鱼，其内源性TG酶的含量随新鲜程度的下降而减少，因此可以通过加入TG酶提高一些产品的凝胶强度，加工出品质优良的产品实际应用—水产品,此类制品包括鱼丸、鱼糕、鱼卷等由于它食用方便、味道鲜美、耐贮藏，非常受消费者欢迎，是一种很有发展前途的水产制品 虾仁加工过程中，在生产整虾仁的同时，不可避免地出现10%—15%的破碎虾仁完整大虾仁经济价值高，而碎虾仁商业价值不大，有的仅作为动物饲料，这将带来不小的经济损失 将碎虾仁粉碎，加入一定的辅料和TG酶，可将其重新交联制成重组虾仁实际应用—大豆制品,大豆蛋白经TG酶改性后，其溶解性、乳化性、乳化稳定性、凝胶性等功能特性豆得到提高。

在豆腐的加工中可用TG酶代替传统工艺中的卤水，加工得到的产品质地细腻、口感润滑且不易脱水，并能保持良好的形状由于TG酶已经开始批量生产，因此在食品加工领域中得到应用而且由于TG酶所具有的特殊作用，使得TG酶在食品加工中得到迅速而广泛的应用，并取得了非常明显的效果，具有广阔的应用前景 随着国内科研人员对TG酶的发酵生产和应用方面研究的进一步深入，以及国内食品TG酶制剂的推出，利用该酶研究开发出更多的新型食品，提高产品的附加价值，增加经济效益，将对我国食品工业的发展起着巨大的推动作用发展前景,,参考文献,[1]赵立艳,彭增起.转谷氨酰胺酶在肉制品中的应用[J].肉类工业,2003,(06),36-37.[2]倪新华,江波,王璋.谷氨酰胺转胺酶对面粉品质的改良作用[J].食品与生物技术,2002,(06). [3]王淼,范崇东,徐榕榕.转谷氨酰胺酶对牛乳酪蛋白功能性质的影响[J].食品与生物技术,2002,(05).[4]常中义,江波,王璋.微生物谷氨酰胺转胺酶的应用进展[J].食品科学,2000,(09).[5]贺雷雨,王璋,李新华.谷氨酰胺转氨酶及其在食品加工中的应用[J].食品研究与开发,2004,（04）.[6]李增绪.谷氨酰胺转氨酶在食品加工中的应用[J].食品研究与开发,2004,（08）.,,,,,,,,,,,,,,,,,,Thank You,。