转谷氨酰胺酶（Transglutaminase，TG）可催化转酰胺基反应，即催化蛋白质赖氨酸上ε-氨基和谷氨酸上γ-羟酰胺基之间结合反应，从而导致蛋白质（或多肽）分子内和分子间发生共价交联形成聚合物。
采用TG对食物蛋白进行交联，可改良蛋白质的功能特性，如热稳定性、乳化性、凝胶特性、保水性、流变学特性等。目前，TG已广泛用于肉制品、乳制品、焙烤制品、植物蛋白制品、可食用膜等。
01、TG酶在肉制品中的应用[1]
肉制品加工过程中，形成凝胶的特性在很大程度上决定成品的特性。加入的转谷氨酰胺酶能显著提高凝胶质量，改善肉质的弹性、切片性和出品率。所以转谷氨酰胺酶被广泛应用于各类肉制品加工中，转谷氨酰胺酶在肉品生产中的应用包含以下几个方面。
图片来源：千图网会员一、优化产品质构，提高肉制品品质
肉制品的质地结构是一个重要的特征，也是影响消费者选择的关键因素，加入转谷氨酰胺酶能够显著提高肉制品质量。有研究者研究了加入转谷氨酰胺酶对鸡肉丸品质的影响，发现加入酶的量与鸡肉丸的硬度成正比。
同时研究发现，在火腿肠肉馅中加入1%转谷氨酰胺酶，火腿肠的硬度、弹性、咀嚼性都明显提高。在火腿中添加转谷氨酰胺酶，火腿的切片性提高。
二、增强产品持水性能，提高蒸煮出品率
保水性是肉制品的一项重要质量指标，它决定肉制品的色、香、味、营养、多汁性、嫩度等食用品质，影响经济价值。由于转谷氨酰胺酶所催化所形成的空间网络结构，可以容纳大量水分，所以能防止肉制品在加工中出水收缩现象，提高产品的蒸煮出品率。
国外研究者以去皮鸡胸肉为原料制作肉饼，加入大豆蛋白和转谷氨酰胺酶，试验结果发现随着转谷氨酰胺酶添加量与蒸煮出品率成正比，其原因主要是转谷氨酰胺酶提高了肉制品中凝胶网络结构的热稳定性，热处理过程中结构稳定，出品率提高。
三、碎肉的重组
肉制品加工过程中，经常产生碎肉和肉渣，如何将这些低价值肉进行重新组合，提高其应用价值和经济价值是所有肉品厂急需解决的一个关键问题。谷氨酰胺转胺酶可以形成蛋白质分子内和分子间交联，因此在肉制品重组中得到广泛的应用。
转谷氨酰胺酶催化蛋白质分子内和分子间交联，形成新型蛋白质，在一般的分子链在非酶催化条件不易断开，所以通过该酶处理的肉成型后经冷冻、解冻、烹饪等处理方法也不会开裂，利用转谷氨酰胺酶可以将碎肉重新组合成完整的大块肉，很大程度上提高了原料的利用率。
图片来源：千图网会员四、开发健康营养的肉制品
食盐和磷酸盐对肉制品结构方面有重要作用，是肉制品加工中必须的食品添加剂，长期摄入过量的盐对人体有害，开发低盐健康营养的肉制品是近年来肉制品的研究热点，转谷氨酰胺酶是该类产品开发的有力工具。
肉制品生产的过程中，转谷氨酰胺酶能降低食品添加剂的用量，同时能保持肉原有的肉香味。例如将香肠中食盐量降为0.5%，再加入0.25%的谷氨酰胺转胺酶，则香肠的感官质量与添加1.8%食盐的香肠差别不大，说明转谷氨酰胺酶能大大提高其凝胶强度；同时在香肠中只添加0.3%磷酸盐与不加磷酸盐只加入转谷氨酰胺酶相比，香肠质构差异性不明显。
日本研究者的研究表明使用转谷氨酰胺酶催化形成的蛋白质可作为脂肪替代物。通过转谷氨酰胺酶对明胶进行改性，可取代一定比例的猪肥膘肉，制作汉堡包，结果发现与含%猪肥膘制品相比，在色香味等没有明显差异，而脂肪的含量比前者下降了2%，属于低脂食品。
诺维信公司利用酪蛋白钠为原料，通过转谷氨酰胺酶的改性，生产的脂肪替代品能够替换色拉米香肠中一半的脂肪，而产品原有口感不变。
五、拓宽原料肉的来源
牛肉、羊肉、禽肉营养丰富，低脂肪、高蛋白质，在肉类消费结构中,目前已经上升到35%。高品质牛、羊、禽等肉制品的研发，是今后肉制品市场迫切需要解决的问题，但由于原料肉本身的缺陷，限制了该类产品的发展。比如以鸡肉为原料生产香肠，产品的硬度不高。但是以鸡肉为原料，通过添加转谷氨酰胺酶，发现香肠的硬度和弹性显著提高。
在猪肉、火鸡肉和牛肉屠宰分割过程中会出现PSE肉，该类型的肉由于颜色白，组织差，持水性差，在生产中大大受到限制。
美国人安迪等人利用转谷氨酰胺酶改良PSE肉用于肉制品的生产已取得专利。实验证明，这种方法处理的鸡肉和猪肉加工而成的火腿，产品质量较好，可接受度强。
肌肉组织中的血液是天然营养成分物质，但由于血液中的化学成分不稳定，易氧化，影响产品的质量，所以血液在肉品加工中很少使用。
谷氨酰胺转胺酶能与血红蛋白结合，通过改性重新添加到肉制品中，不仅提高肉制品的颜色，保留了肉中的营养成分，还可以提高产品稳定性和货架期。
综上所述，谷氨酰胺转胺酶作为一种优良的蛋白交联剂，在肉制品加工中应用已经有了较为深入的研究。
随着消费者健康意识越来越强，谷氨酰胺转胺酶在未来肉制品中的应用研究集中在两个方面：
一是添加少量的谷氨酰胺转胺酶，提高肉制品品质和附加值，从而增加经济效益；
二是利用TG酶开发低盐、低脂、营养价值较高的新型肉制品。
02、TG酶在鱼糜制品加工中的应用[2]
一、改善鱼糜制品的凝胶特性
大部分鱼种体内FTGase含量不高，且具有水溶性，水中漂洗可部分去除，在最终的鱼糜制品中仅有44%FTGase保存下来，在加工中，可通过激活或抑制FTGase来调节鱼糜的凝胶性能。
鱼糜凝胶通常采用的两段式加热，其凝胶化过程主要就是为了使FT－Gase充分交联而提高鱼糜的凝胶性能。而柠檬酸、EDTA、多聚磷酸盐等的添加会螯合钙离子而抑制凝胶的形成，降低鱼糜的凝胶性能。
为进一步提高鱼糜的凝胶性能，可适量添加MTGase，例如，添加MTGase后再凝胶化，可显著提高鱼糜的破断强度、凹陷深度、凝胶强度和弹性。
MTGase还可用于碎鱼肉的重组织化，催化肌球蛋白重链交联反应，增加鱼糜的凝胶强度。
MTGase添加量过大时，鱼肉分子表面的作用位点与MTGase接触机会多，会很快被交联形成致密的牢固的三维结构，进而阻碍了MTGase进入蛋白质内部，导致鱼糜凝胶强度的下降。所以，在使用MT－Gase时，必须注意适量添加。
与此同时，酪蛋白、明胶等含有大量Lys残基和Gln残基的蛋白质可为鱼肌球蛋白与TGase的共价交联提供Lys-和Gln-基团。因此，鱼糜制品生产加工中，常加入酪蛋白、明胶等添加剂与鱼糜复合使用，促进TGase交联程度。
Na+、K+、Mg2+、Mn2+和Ba2+等离子适量使用可显著提高鱼糜的凝胶性能，其中，0.3mol/L～0.5mol/L的NaCl促进肌原纤维蛋白溶出，提高与TGase作用的底物浓度，同样可促进交联。
图片来源：千图网会员二、提高鱼糜制品的营养价值
TGase通过催化蛋白质分子间或分子内的交联反应将限制性氨基酸（如谷氨酸，赖氨酸）连接到鱼糜蛋白质上，防止美拉德反应对氨基酸的破坏；同时，ε-（γ-Gln）-Lys异型肽键可被肾脏、小肠刷状缘细胞及血液中的γ-谷氨环化转移酶分解为赖氨酸和谷氨酸，可在体内正常代谢，从而提高鱼糜及其制品的营养价值。
与此同时，酪蛋白与鱼糜的复配使用不仅可以促进TGase的交联程度、提高鱼糜的凝胶强度，也可提高鱼糜制品的营养价值。
三、增强鱼糜制品的持水能力
持水性是评价鱼糜制品品质的重要指标，当MTGase添加量为0～U/kg时，鱼糜凝胶持水性随MTGase添加量的增加而上升，添加U/kgMTGase可使其持水性从88%提高到92%，这是因为MT－Gase可使蛋白质分子间形成异型肽键及致密的交联网络，进而束缚包埋水分子，提高鱼糜凝胶的持水性。
继续增加TGase的添加量并不会提高鱼糜凝胶的持水性，过量反而造成持水性下降，这是因为（1）底物浓度一定后，酶促反应达到一定程度后趋于平缓，（2）蛋白质与蛋白质之间的相互作用增强，蛋白质与水之间的相互作用减弱。
03、转谷氨酰胺酶在面包中的应用研究[3]
TG可催化小麦面筋蛋白发生交联，从而影响面团的特性和面包的品质。Seravalli等研究发现TG可催化麦谷蛋白发生交联，而对醇溶蛋白没有作用，TG处理可增加面团的强度，增大面包体积。
图片来源：千图网会员孟芳等研究发现TG的添加有利于提高面团的稳定性和延展性，增加其弹性模量和黏性模量，可以改善面包质构，延缓面包老化，有效延长面包的货架期。
王雨生等在研究酶制剂对面团流变学特性和面包品质的影响时认为，TG可改善面团强度，增强面团筋性，改善面团加工性能，但对面包品质的影响不明显。
吴进菊等人实验结果表明，面包制作过程中添加适量TG对增大面包比容，提高面包持水性，改善面包感官品质均有一定的促进作用，尤其是在面筋指数和面包比容上效果显著。
实验结果表明，以TG酶为改良剂生产面包的最佳工艺为TG添加量5g/kg，添加方式是与其他辅料一起直接加入面粉中，在27℃下醒发min，生产出来的面包整体品质最佳；另外，TG均可延缓面包表皮和包芯水分含量的变化，对贮藏期面包品质的保持起到一定的作用。
引用文献：
[1]张建国，刘孝沾.转谷氨酰胺酶在肉制品中的应用研究.中国食品安全报/年/12月/11日/第B02版添加剂与配料
[2]张梦玲，张晋，熊善柏，赵思明，刘茹.转谷氨酰胺酶及其在鱼糜制品加工中的应用食品研究与开发.年12月第37卷第24期
[3]吴进菊，宦忠丽，刘果，于博，李云捷.转谷氨酰胺酶在面包中的应用研究.湖北文理学院化学工程与食品科学学院.中国食品添加剂
来源：食品研发与生产整理，转载必须注明此来源。
提醒：文章仅供参考，如有不当，欢迎留言指正和交流。且读者不应该在缺乏具体的专业建议的情况下，擅自根据文章内容采取行动，因此导致的损失，本运营方不负责。如文章涉及侵权或不愿我平台发布，请联系处理。