谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)的影響

孫英婷

（廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西 南寧 530004）

谷氨 酰 胺 轉(zhuǎn) 胺 酶 （EC 2.3.2.13，transglutamianse，TGase），又稱轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶，催化賴氨酰和谷胺酰殘基之間形成穩(wěn)定的異肽鍵［1］。通過(guò)分子之間和分子之內(nèi)ε－（γ－谷胺酰）賴氨酸（G－L鍵）交聯(lián)形成了以蛋白質(zhì)為熱穩(wěn)定性基礎(chǔ)的凝膠網(wǎng)絡(luò)，因此，從根本上改變了酶修飾蛋白質(zhì)的功能特點(diǎn)［2］，例如質(zhì)構(gòu)［3］、熱穩(wěn)定性［4］、乳化特點(diǎn)［5］和發(fā)泡能力［6］。

TGase交聯(lián)技術(shù)的綜述理論觀點(diǎn)［1，2］和文獻(xiàn)［7］揭示TGase主要應(yīng)用于肉制品、魚(yú)制品、海產(chǎn)品和乳制品。此外，TGase催化交聯(lián)被認(rèn)為是一種用于開(kāi)發(fā)以植物蛋白為基礎(chǔ)的新食品的強(qiáng)有力工具［8］。

豆腐的味道柔和，組織多孔，具有良好的入味特點(diǎn)，可以與其他菜肴烹制而不需要進(jìn)一步的調(diào)味，實(shí)際上豆腐可制成任何其他的食品。為了適應(yīng)消費(fèi)者對(duì)健康食品的需求，研發(fā)新型豆制品以替代肉類(lèi)產(chǎn)品成為研究者的共同興趣。以豆腐為原料經(jīng)斬拌灌腸制備具有豆腐清新風(fēng)味的高植物蛋白素腸，可提高產(chǎn)品附加值，但豆腐糜灌腸制品組織松散，不易成型，故本試驗(yàn)擬通過(guò)TGase的應(yīng)用強(qiáng)化豆腐糜灌腸制品的質(zhì)構(gòu)，達(dá)到重組成型的目的。

1 材料與方法

1.1 原輔料

谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（TGase）：江蘇泰興一鳴精細(xì)化工有限公司；

石膏豆腐：南寧新食記食品有限公司；

塑料尼龍腸衣：天津康泰塑料包裝有限公司。

1.2 設(shè)備與儀器

豆腐干壓機(jī)：WXYJ－30型，海旺欣豆制品設(shè)備有限公司；

實(shí)驗(yàn)用小型斬拌機(jī)：ZB－20L型，瑞恒食品機(jī)械公司；

真空灌腸機(jī)：SF－260型，南寧市敏創(chuàng)機(jī)械設(shè)備有限公司；

冷凍干燥機(jī)：FreeZone 6Liter型，美國(guó)Labconco公司；

分析天平：AE200－S型，瑞士梅特勒公司；

恒溫水浴鍋：GSY－Ⅱ型，北京醫(yī)療設(shè)備廠；

差示掃描量熱儀：DSC 200PC型，德國(guó)Netzsch公司；

物性測(cè)定儀：TA－XT plus型，英國(guó)Stable Micro System公司；

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 豆腐糜重組香腸的制備 取市售或自制石膏豆腐，用液壓機(jī)壓制1h使其水分含量低于80%，斬拌成糜狀，邊斬拌邊添加TGase，并用純凈水補(bǔ)足豆腐糜的水分含量為80%，斬拌5min后真空灌腸（直徑為2.5cm，長(zhǎng)度為15cm），50℃恒溫水浴20min，95℃恒溫水浴20min，取出產(chǎn)品，冷卻至室溫，4℃冷藏過(guò)夜。樣品制備因素水平表見(jiàn)表1。其中，固定的TGase添加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間分別為9U／g、50℃、20min。

表1 豆腐糜香腸樣品制備因素水平表Table 1 Factors and levels for the preperation of tofu sausage

1.3.2 蛋白質(zhì)測(cè)定方法 按GB 5009.5——2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》執(zhí)行。

1.3.3 水分測(cè)定方法 按 GB／T 5009.3——2010《食品中水分的測(cè)定》執(zhí)行。

1.3.4 豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)［9］，修改如下：樣品大小為25mm（直徑）×20mm（高），采用P／5柱形探頭，測(cè)定前速度2.00mm／s，沖壓速度2.00mm／s，沖壓距離10mm，后撤速度2.00mm／s；每次測(cè)定中探頭下壓2次，每組樣品重復(fù)測(cè)定5次，取平均值為產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

1.3.5 豆腐糜香腸水分狀態(tài)的測(cè)定 將樣品冷凍干燥，稱重，記為Wd，然后置于尼龍袋中，再置于水中，使其充分吸水，取出，瀝干表面水分，稱重，重復(fù)操作，直至稱量恒定，記為Ws。 最后溶脹率（swelling rate，SR）和平衡水分含量（equilibrium water content，EWC）計(jì)算見(jiàn)式（1）、（2）［10］。

準(zhǔn)確稱取5～10mg樣品，小心置于鋁試樣皿，密封，試樣皿置于差示掃描量熱儀中，測(cè)定條件為 －60～120℃，升溫速率為5℃／min，保護(hù)氣體為 N2，流速40mL／min，得到大豆蛋白凝膠的DSC譜圖。假設(shè)凝膠中水的熱焓值△H 與純水△H0相同，即334J／g，則從DSC圖上0℃附近熱焓可計(jì)算出可凍結(jié)水分（Wfro，即自由水＋中間水，分別以Wf、Win表示）和非凍結(jié)水分含量［11］，計(jì)算公式見(jiàn)式（3）。

式中：

△H——凝膠中根據(jù)DSC測(cè)出的吸熱峰面積算出的單位質(zhì)量的焓變，J／g；

△H0—— 純水單位質(zhì)量的焓變，334J／g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

各試驗(yàn)均平行5次，采用軟件SPSS 15.1.1的Duncan法進(jìn)行顯著性分析，采用軟件Oringn 8.5繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 TGase添加量對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.1 對(duì)豆腐糜香腸水分狀態(tài)的影響 由圖1可知，TGase添加量為0，3，6，9U／g·大豆蛋白時(shí)，豆腐糜香腸的SR、EWC、Wfro、Wnf隨著TGase含量的增加而顯著降低。這可能是因?yàn)殡S著TGase含量的增加，蛋白分子之間和分之內(nèi)形成的G－L鍵量呈正比增加［11］，大豆蛋白多肽鏈的分子之間和分子之內(nèi)的交聯(lián)度提高，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密性增加，因此網(wǎng)絡(luò)空隙的直徑減小，從而使SR、EWC、Wfro、Wnf降低。 高于9U／g·大豆蛋白的TGase添加量對(duì)SR、EWC、Wfro、Wnf的影響并不顯著。

2.1.2 對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)的影響 由圖2可知，當(dāng)TGase添加量為0～9U／g·大豆蛋白時(shí)，豆腐糜香腸的硬度、咀嚼性、彈性、膠黏性呈線性顯著增加，TGase的添加量為12～15U／g·大豆蛋白時(shí)，質(zhì)構(gòu)參數(shù)的增加不再顯著。

圖1 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶添加量對(duì)豆腐糜香腸水分狀態(tài)的影響Figure 1 Effect of transglutamianse content on water state in tofu sausage

圖2 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶添加量對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響Figure 2 Effect oftransglutamianse content on texture of tofu sausage

2.2 反應(yīng)溫度對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)的影響

2.2.1 對(duì)豆腐糜香腸水分狀態(tài)的影響 由圖3可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，豆腐糜香腸的SR、EWC、Wfro和Wnf均呈先減小后增大的趨勢(shì)。當(dāng)反應(yīng)溫度為50～55℃時(shí)，各參數(shù)下降緩慢。盡管反應(yīng)溫度為55℃的產(chǎn)品的水分狀態(tài)參數(shù)最低，但是與反應(yīng)溫度為50℃的產(chǎn)品的水分參數(shù)相比，二者不存在顯著性差異，所以TGase促豆腐糜香腸的最佳反應(yīng)溫度為55℃。

這可能是因?yàn)門(mén)Gase的最佳反應(yīng)溫度為50～55℃，在該溫度段下TGase催化形成的G－L鍵最多，大豆蛋白多肽鏈的分子之間和分子之內(nèi)的交聯(lián)度最大［6］，從而導(dǎo)致SR、EWC、Wfro和Wnf最低。反之，當(dāng)溫度高于55℃時(shí)，TGase的活性隨著溫度的升高而顯著降低，其催化形成的G－L鍵顯著減少，大豆蛋白的交聯(lián)度相應(yīng)降低，因此，產(chǎn)品的SR、EWC、Wfro和Wnf隨溫度的升高而增大。

2.2.2 對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)的影響 由圖4可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，質(zhì)構(gòu)各參數(shù)均呈先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)反應(yīng)溫度為50℃時(shí)豆腐糜香腸具有最大的硬度、咀嚼性彈性和膠黏性，這與反應(yīng)溫度為50℃下產(chǎn)品的水分狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。

2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)的影響

圖3 反應(yīng)溫度對(duì)豆腐糜香腸水分狀態(tài)的影響Figure 3 Effect of reaction temperature on water state in tofu sausage

2.3.1 對(duì)豆腐糜香腸水分狀態(tài)的影響 由圖5可知，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，豆腐糜香腸的SR、EWC均呈先減小后增大的趨勢(shì)。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為20～40min時(shí)，SR、EWC、Wfro和Wnf緩慢下降。這可能是因?yàn)樵诜磻?yīng)初期TGase催化形成的G－L鍵含量與反應(yīng)時(shí)間呈線性正比，當(dāng)充分反應(yīng)后G－L鍵的生成量基本不變［12］。

圖4 反應(yīng)溫度對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響Figure 4 Effect of reaction temperature on texture of tofu sausage

圖5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)豆腐糜香腸水分狀態(tài)的影響Figure 5 Effect of reaction time on water state in tofu sausage

圖6 反應(yīng)時(shí)間對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響Figure 6 Effect of reaction time on texture of tofu sausage

2.3.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)豆腐糜香腸質(zhì)構(gòu)的影響 由圖6可知，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為20min時(shí)，所得產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。3～20min內(nèi)，TGase催化反應(yīng)時(shí)間與豆腐糜香腸的硬度成正比，其可能的原因是在該時(shí)間范圍內(nèi)TGase催化形成的G－L鍵與時(shí)間呈正比［12，13］。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間高于20min時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)參數(shù)呈顯著下降趨勢(shì)，其可能的原因是在該時(shí)間段內(nèi)發(fā)生了TGase催化交聯(lián)的副反應(yīng)，即谷氨酰殘基水解為谷氨酸［14］。這直接導(dǎo)致大豆蛋白等電點(diǎn)的變化，從而使產(chǎn)品的硬度降低［15］。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)分別以TGase添加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間為單因素，研究了各因素對(duì)豆腐糜香腸的質(zhì)構(gòu)特點(diǎn)和水分狀態(tài)的影響。結(jié)果表明，豆腐糜香腸的硬度、咀嚼性隨著TGase添加量的增大、反應(yīng)溫度的升高和反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著性增大，而豆腐糜香腸的SR、EWC、Wfro、Wnf隨之顯著性降低；當(dāng)TGase添加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間分別高于9U／g·大豆蛋白、50℃、20min時(shí)，豆腐香腸的硬度、咀嚼性、SR、EWC、Wfro、Wnf達(dá)到飽和。

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