蛋白質(zhì)是食品的重要組成成分,其功能特性影響食品的品質(zhì)。轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（Transglutaminase，TGase）作為一種高效、安全的生物酶交聯(lián)劑，通過催化蛋白交聯(lián)、酰基轉(zhuǎn)移、脫酰胺基反應(yīng)，改變蛋白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，從而改善食品蛋白功能特性，提高食品營養(yǎng)價值，降低致敏性。本文對近年來國內(nèi)外轉(zhuǎn)谷酰胺酶改性食品蛋白的研究進(jìn)行綜述，闡述了TGase對食品蛋白不同功能特性的改變，以及其對蛋白致敏性、消化性和風(fēng)味的影響，總結(jié)歸納了TGase改性與其他技術(shù)復(fù)合使用的應(yīng)用結(jié)果，并指出TGase改性未來的研究方向，以期為TGase改性研究及食品加工應(yīng)用提供參考。

天然蛋白存在著溶解度低、凝膠性差、起泡性弱、易致敏等缺點，采用酶法技術(shù)改變蛋白結(jié)構(gòu)，改善其特性，提高食品品質(zhì)，擴(kuò)大銷售范圍。酶法改性是利用酶催化蛋白水解或蛋白交聯(lián)，從而使得蛋白分子發(fā)生水解或蛋白分子間（內(nèi)）發(fā)生交聯(lián)，來達(dá)到改變蛋白的功能特性的目的。目前，催化蛋白交聯(lián)的酶主要有以下四類：轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（Transglutaminase，TGase）、酚氧化酶、過氧化物酶、賴氨酰氧化酶。其中，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶研究的較為深入。如表1所示，該酶催化底物廣泛，性能改善明顯。

TGase根據(jù)來源不同可以將轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶分為內(nèi)源性轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶及微生物來源轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（Microbial transglutaminase，MTGase）。內(nèi)源性轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶在自然界中存在廣泛，但從植物或動物中提取得到的該酶產(chǎn)量低、提純難且催化反應(yīng)依賴Ca2+。相比于MTGase，內(nèi)源性轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化活性位點被Cys殘基和Try殘基組成的氫鍵覆蓋，只有當(dāng)?shù)孜镏写嬖贑a2+，才能發(fā)生構(gòu)象變化，暴露出活性位點；而MTGase催化活性位點上的Cys64能夠充分暴露在溶劑中，因此反應(yīng)不需要依賴Ca2+且反應(yīng)迅速。TGase在參與催化反應(yīng)時，?；w為該酶肽鏈上谷氨酰殘基的γ-酰基，?；荏w可以為賴氨酸上的ε-氨基、伯氨基和水。根據(jù)受體的不同，反應(yīng)可分為蛋白質(zhì)交聯(lián)反應(yīng)，?；D(zhuǎn)移反應(yīng)和脫酰胺基反應(yīng)。各反應(yīng)對蛋白特性的影響如圖1所示。本文將從蛋白功能特性、其他特性及與新技術(shù)復(fù)合使用三個方面進(jìn)行闡述。

1轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對食品蛋白功能特性的影響

1.1凝膠性

凝膠是介于固體和液體之間的中間狀態(tài)，通過共價或非共價鍵交聯(lián)聚合物分子，形成能夠截留水或其他小分子物質(zhì)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是食品蛋白重要功能特性之一。與傳統(tǒng)的熱致凝膠相比，TGase可催化低蛋白濃度，甚至不能成膠的蛋白溶液形成凝膠，且凝膠的凝膠強(qiáng)度和彈性模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相同條件下的熱致凝膠。蛋白的凝膠作用可以形成獨特物理狀態(tài)的食物，如豆腐、酸乳、干酪等。

豆制品中，酶較易催化7S球蛋白聚合，不易使11S球蛋白聚合；且只能使蛋白中的酸性亞基聚合，幾乎不能使其堿性亞基聚合。這主要是因為7S球蛋白含有相對較高含量的谷氨酰胺和賴氨酸，而谷氨酰胺和賴氨酸是TGase的主要底物。TGase交聯(lián)大豆分離蛋白有助于豆腐形成更持久的凝膠，并能更長久地保存豆腐的結(jié)構(gòu)特性。

在肉制品加工過程中，TGase通過交聯(lián)作用，改變肌球蛋白重鏈結(jié)構(gòu)，降低?-螺旋含量，增加?-折疊含量，有助于形成高分子聚合物，改善蛋白溶解度，從而改變蛋白凝膠性。在交聯(lián)時，TGase的首要目標(biāo)是肌球蛋白中的S1亞基。由于空間受限，肌球蛋白易被氧化。在輕度氧化條件下，TGase誘導(dǎo)的肌球蛋白交聯(lián)區(qū)域在肌原纖維結(jié)構(gòu)中由S1亞基向S2亞基轉(zhuǎn)移。TGase可以在輕度氧化時促進(jìn)S2交聯(lián)，S2可成為新的交聯(lián)區(qū)域，該發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用于不需被抑制氧化的肉制品加工中。在所有肉制品加工過程中，TGase只會對肌球蛋白產(chǎn)生作用，對肌動蛋白沒有明顯影響。

在乳制品中，TGase的主要作用蛋白還存有異議。有學(xué)者認(rèn)為TGase對乳清蛋白的作用不明顯，主要作用于?-酪蛋，因為其主要位于酪蛋白膠束的表面，接近酶催化位點。酪蛋白交聯(lián)后，可防止尿素及檸檬酸的分離，對酸乳發(fā)酵等有一定的指導(dǎo)意義。在乳制品的加工中，凝乳酶的類型、TGase的添加順序，酶的孵育時間都會影響乳制品的品質(zhì)，出成率。TGase在凝乳酶之前加入，會引起其與凝乳酶活性的競爭反應(yīng)，從而使得產(chǎn)品品質(zhì)下降。但也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)在加入凝乳酶之前加入TGase，生產(chǎn)的奶酪，產(chǎn)量更高、質(zhì)地更軟。二者的矛盾可能是由凝乳酶的類型不同造成的。目前，研究乳制品多集中在中性條件，但是在酸性條件下的交聯(lián)還未被深入探究。

1.2持水力

持水力通常定義為蛋白截留水及儲存水的能力，即蛋白與水的相互作用。水分是大多數(shù)食品中含量最高的組分，含量及分布狀態(tài)通常影響著產(chǎn)品的嫩度、鮮度、貨架期及風(fēng)味等。Fariba等研究了不同TGase水平對紅羅非魚魚糜凝膠特性的影響，其結(jié)果表明TGase（0.30 U/g魚糜）的交聯(lián)作用提高魚糜凝膠持水力，主要是因為形成的蛋白凝膠，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密均勻，從而截留住更多的水。TGase催化的脫酰胺反應(yīng)，降低面包烘焙損失，蛋白質(zhì)的親水性增加，使得其與蛋白質(zhì)重鏈聚合產(chǎn)生的強(qiáng)凝膠結(jié)構(gòu)結(jié)合。但是在玉米中研究發(fā)現(xiàn)，酶的脫酰胺作用普遍存在，底物中蛋白質(zhì)和賴氨酸含量有限，阻礙了交聯(lián)的形成，使得玉米面包的黏度降低。

因此，MTGase催化的脫胺反應(yīng)和交聯(lián)的形成直接影響不同蛋白質(zhì)底物的持水力。與凝膠性相似，隨著酶添加量的持續(xù)增加，酶添加量與持水力呈負(fù)相關(guān)。因為蛋白間和蛋白內(nèi)的交聯(lián)數(shù)越多，蛋白與水的相互作用越低，蛋白截留水越困難。

1.3乳化特性

蛋白質(zhì)的乳化特性影響著冰淇淋、蛋糕等食品的品質(zhì)。在乳液體系中，蛋白質(zhì)作為主要的表面活性劑，其較好的表面活性有助于分散相的形成和穩(wěn)定。良好的表面活性劑必須具有以下特點：（1）快速進(jìn)行界面吸附；（2）在界面上快速分散及重新定位；（3）在到達(dá)界面時，能與鄰近分子相互作用，形成能夠承受熱沖擊和機(jī)械沖擊的、強(qiáng)而有粘性的粘彈性膜。

TGase的交聯(lián)和脫酰胺反應(yīng)都影響著蛋白的乳化特性。交聯(lián)反應(yīng)使豬肉肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，促進(jìn)分子聚集到油滴表面，產(chǎn)生靜電排斥，從而阻止聚集、絮凝和油水兩相分離，提高乳液的穩(wěn)定性；在研究肌原纖維蛋白-非肉蛋白-橄欖油復(fù)合乳化液時，異型肽鍵的生成改變了蛋白表面基團(tuán)的疏水基團(tuán)/親水基團(tuán)的比率，可能改變蛋白構(gòu)象，增加負(fù)電荷的數(shù)量，有助于在乳液潔面形成更有彈性的蛋白膜，從而增加蛋白乳化穩(wěn)定性；但有學(xué)者研究鯉魚肌原纖維蛋白時發(fā)現(xiàn)，乳化性降低，交聯(lián)反應(yīng)破壞了蛋白與蛋白之間的熱力學(xué)平衡，溶解性降低，平均粒徑增加，乳化粒子減少。綜上，乳化特性的改變可能與交聯(lián)度相關(guān)。此外，脫酰胺反應(yīng)會導(dǎo)致pH下降，極性基團(tuán)增加，進(jìn)而促進(jìn)蛋白質(zhì)在水面上的展開。范麗麗等發(fā)現(xiàn)，在酶添加量為20 U/g，pH 7.0，溫度55?C條件下，表面疏水性增強(qiáng)，提升了蛋白對油脂的吸附，改善了蛋白的乳化性。

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