TG(谷氨酰胺轉氨酶)作為一種新型的酶制劑,在食品工業(yè)中的應用剛剛起步,但其優(yōu)越的性能已受到越來
越多的關注,一股TG(谷氨酰胺轉氨酶)熱已由日、美、歐等少數(shù)發(fā)達國家逐步蔓延開來。
對致力于發(fā)展中國食品工業(yè),提升國產(chǎn)食品質量的諸多人士,很多人都想急切地了解如何使用TG,相當多的一些
學者研究人員正在研究TG在食品的應用問題。
以下對如何正確使用TG(谷氨酰胺轉氨酶),充分發(fā)揮TG(谷氨酰胺轉氨酶)作用這一問題談一些看法
與建議:
1.TG(谷氨酰胺轉氨酶)的最適pH為6~7,所以使用時應盡量使TG使用的環(huán)境在pH6~7之間,最好不要超
過5~8的范圍。
2.TG(谷氨酰胺轉氨酶)的活性在40℃保持穩(wěn)定,在超過40℃之后逐漸減弱,對于反應時間10分鐘的最適
溫度是50~55℃,隨著反應時間的延長,最適反應溫度也會降低,而溫度高時由于食品尤其是魚、肉、乳制品等
食品容易發(fā)生變質,所以反應溫度的確定,是所有因素中最為關鍵也最難確定的因素,在保證產(chǎn)品品質的前提下
,它直接影響到TG的添加量及其催化反應所需時間長短,一般地,對于魚肉等低油易變質的產(chǎn)品所選反應溫度都
較低(1~10℃),而相應反應時間較長(2~12小時以上),一般來說,反應溫度不高于40℃。
3.作用對象。首先TG(谷氨酰胺轉氨酶)的作用對象是蛋白質,催化的是其中“可反應”的谷氨酰胺殘基
發(fā)生反應,所以蛋白質的含量及其中“可反應”的谷氨酰胺殘基含量對TG的作用效果都有很大影響,也就是說并
不是所有的蛋白質或含蛋白質的食品都是TG(谷氨酰胺轉氨酶)的良好底物。其次,要發(fā)生反應還需有賴氨
酸殘基的存在(否則TG的作用只能是改變蛋白質的溶解性及與之相關的性質),即“可反應”的賴氨酸殘基的含
量對TG(谷氨酰胺轉氨酶)的交聯(lián)反應也有很大影響。
常見的TG(谷氨酰胺轉氨酶)的良好底物有牛奶中的酪蛋白及其鈉鹽,肉中的明膠及肌球蛋白、大豆蛋白中
的11s球蛋白及7s球蛋白,所以為了取得很好的交聯(lián)效果,可在作用對象中適當加入TG(谷氨酰胺轉氨酶)
的良好底物,其中最常用的酪蛋白酸鈉及明膠以及廉價的大豆蛋白,這里需要特別提出的是:
(1)有些蛋白質可通過采取適當?shù)姆椒ㄈ槊附饧訜嶙冃螀s是本身含谷氨酰殘基和/或賴氨酸殘基比較多,只是
由于空間結構等關系,它們不能被TG(谷氨酰胺轉氨酶)所催化反應,通過酶解或加熱變性后這些殘基就會
暴露出來,變成“可反應”的殘基,如小麥中的面盤蛋白、乳清蛋白等。
(2)可由選擇地加富含可反應的谷氨酰殘基或賴氨酰殘基的蛋白質殘多肽,如谷氨酰或賴氨肽,以補充作用
對象中相關氨基酸殘基的不足。
4.創(chuàng)造無氧環(huán)境。由于TG(谷氨酰胺轉氨酶)是一種帶有半胱氨酸活性中心的SH酶,而SH-基團的氧化會
使酶失去活性,故在加工中應用時必須盡可能地保持酶的活力,使TG(谷氨酰胺轉氨酶)的作用效果更為理
想。為了達到這一目的,首先可在酶添加至酶反應結束前保持真空環(huán)境,如采用真空攪拌,攪拌后即充填成形,
其次在食品中加入含硫基SH-的物質如谷胱甘肽(包含有谷胱甘肽的酵母提取物)和半胱氯酸。再次,在食品中
加入
葡萄糖氧化酶及其底物葡萄糖,阻斷氧氣與TG反應,防止破壞TG(谷氨酰胺轉氨酶)。
這里需要強調的是:(1)在面制品中不能使用含溴酸鉀的面粉或面制品。
(2)硫基保護劑及葡萄糖氧化酶、葡萄糖可直接包含于TG酶制劑。
5.根據(jù)不同的產(chǎn)品、不同的加工工藝,通過實驗確定TG添加量?! ∮捎赥G的作用對象、作用環(huán)境及食品的生
產(chǎn)工藝的差異,甚至目的產(chǎn)品的特性不同,因而決定了TG的添加量的不同。應該說應根據(jù)食品加工過程中應用的
原料、輔料的百分比、TG(谷氨酰胺轉氨酶)作用的溫度及時間加工工藝,甚至加工成本及產(chǎn)品的性價比來
確定TG(谷氨酰胺轉氨酶)的最佳添加量。而且TG(谷氨酰胺轉氨酶)催化反應的特殊性也要求TG(科
瑞谷氨酰胺轉氨酶)的添加量不宜太小,更不宜太大,因為TG(谷氨酰胺轉氨酶)催化的過度反應會使TG(
谷氨酰胺轉氨酶)的使用效果適得其反,加量過大,不僅造成浪費也達不到應用的效果。
一般來說,由于TG(谷氨酰胺轉氨酶)的價值較高,一般企業(yè)使用時都希望少加TG(谷氨酰胺轉氨酶)
,為了達到這一目的,首先要從原料、輔料這方面考慮。(1)原料中是否有足夠量的“可反應”的谷氨酰胺殘
基和賴氨酸殘基,如果沒有,則應加適當輔料以補足;(2)原輔料是否易于變質,如易于變質則需多加TG(科
瑞谷氨酰胺轉氨酶),以縮短TG(谷氨酰胺轉氨酶)所需的反應時間(當然低溫較長時間反應也可使TG的添
加量適當減少,但受設備、廠房等的限制,反應時間也不能太長),相反,如原輔材料不易變質則可采用較高溫
度反應,如面制品可在25~40℃間反應,這樣可以少加TG(谷氨酰胺轉氨酶)。(3)TG(谷氨酰胺轉
氨酶)作用時pH應控制5~8之間。
其次,要從加工藝這方面來考慮,選擇合適的加工溫度和時間,如原輔料不易變質,則應采用較高溫度、較長時
間反應,以減少TG(谷氨酰胺轉氨酶)的添加量。另外,在加工過程中也可考慮兩步走,即先低溫(0~10
℃)反應一段時間,再高溫(35~40℃)反應一般時間(這種工藝可考慮在滅酶前緩慢升溫),當然也可先高溫
再低溫,這種工藝尤其是在先用蛋白酶、淀粉酶等處理原料后再加TG時可以采用。
通過優(yōu)化原輔材料的百分比和優(yōu)化工藝可以將TG(谷氨酰胺轉氨酶)的添加量降至最低。通過優(yōu)化實驗,我
們可以將蕎面中的TG(谷氨酰胺轉氨酶)的添加量由0.3%~0.5%降至0.05%以下,而TG(谷氨酰
胺轉氨酶)的催化反應效果仍十分理想。
6.滅酶過程必不可少。
由于TG酶在低溫0~10℃下仍具有較高的活性,而TG的過度反應會影響產(chǎn)品品質,所以不管是高溫制品還是
低溫制品都必須有滅酶的步驟,由于TG(谷氨酰胺轉氨酶)較易失活,70℃15分鐘內或80℃1分鐘內即可失
活,所以在絕大多數(shù)情況下滅酶都不是另增的步驟,但必須要注意到:
(1)升溫速度的差異(尤其是小試放大時)也會影響酶的作用效果;
(2)在酸奶等低溫產(chǎn)品(不經(jīng)高溫殺菌的產(chǎn)品)中,尤其要考慮到TG(谷氨酰胺轉氨酶)添加方式和添加
量