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《通过谷氨酰胺转移酶治疗酪蛋白源生物活性肽的理化性质和凝胶特性的变化》

  • 来源专题：食物与营养
  • 编译者： niexiuping
  • 发布时间：2018-05-31

  • 酪蛋白源生物活性肽隔离的凝胶行为(CMPI)处理转谷氨酰胺酶1和25 U g−1的蛋白质研究在不同pH值和温度。用三辛钠-十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术证实了经谷氨酰胺转移酶对CMPI蛋白组分的交联。交联降低了CMPI的等电点和疏水性。CMPI的凝胶温度从54降至42;在温度扫描测量过程中，在酶处理后，pH 4.5中没有观察到凝胶点(G ' >1 Pa)。与未治疗的CMPI相比，交联CMPI在pH 3.0或4.5时形成了较低刚度和断裂应力的凝胶。然而,CMPI凝胶的硬度和断裂应力形成在70°C的pH值3.0增加了3至4倍,分别通过与25 U g−1蛋白质的交联酶。转谷氨酰胺酶通过CMP和剩余乳清蛋白的交联作用影响CMPI的凝胶化。

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  • 《通过超声和转谷氨酰胺酶处理提高乳清蛋白浓缩物的功能》
    • 来源专题：食物与营养
    • 编译者：lixiaoman
    • 发布时间：2017-09-19
    • 在本研究中，研究了超声预处理（US）和微生物转谷氨酰胺酶（MTG）对乳清蛋白浓缩物（WPC）的流变学、结构和功能特性的联合作用。处理导致发酵能力显着增加，凝胶硬度和粘合性在7.5分钟，同时降低乳化能力和脱水收缩水平。此外，分别在TG处理后，凝胶系数、泡沫稳定性、乳化能力、乳液稳定性、凝胶硬度和粘合性提高，发泡能力和凝胶脱水收缩率略有下降。SEM图像证实了治疗对纹理的有益效果，减少空隙大小并支持纹理结果。总体而言，正在进行的美国预处理和TG处理在修饰乳清蛋白的功能性质方面是成功的。
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  • 《【食品放大镜】南京农大食品科学技术学院张充教授团队在《Food Bioscience》发表最新研究成果—蛋白质谷氨酰胺酶助力豆粕蛋白粉功能提升》
    • 来源专题：食品安全与健康
    • 编译者：杨娇
    • 发布时间：2025-09-08
    • 南京农大食品科学技术学院张充教授团队在《Food Bioscience》发表最新研究成果—蛋白质谷氨酰胺酶助力豆粕蛋白粉功能提升 近期，南京农业大学食品科学技术学院张充教授团队在国际期刊《 Food Bioscience 》 (JCR 一区 , IF = 5.9) 发表题目为 “High-level Production of Protein Glutaminase from ChryseobacteriumProteolyticum and Its Application in Enhancing the Functional Properties of Dried Soybean Meal Protein Powder” 的研究性论文。本文第一作者为南京农业大学食品科学技术学院博士生张凯，张充教授为通讯作者。文章通过 RSM-ANN-GA 策略显著提高蛋白谷氨酰胺酶产量，并应用于豆粕蛋白粉改性。结果表明，酶处理有效改善溶解性、分散性、抗氧化性和消化率，优化后产品风味更佳、色泽更亮且营养保持稳定，为植物蛋白粉高值化利用提供了可推广的绿色工艺。 研究背景 全球大豆产量持续增长，豆粕蛋白含量高，却多用作饲料，造成资源浪费。将其制成蛋白粉，既能增值又具经济效益。工业常用喷雾干燥虽成本低，但高温易致蛋白聚集，降低溶解性与分散性。蛋白谷氨酰胺酶（PG）可将谷氨酰胺残基转化为谷氨酸，有效改善蛋白功能，已应用于多种植物蛋白。然而，PG产量偏低，限制了产业化。氮源优化对产酶至关重要，传统响应面法（RSM）虽常用于工艺优化，但对复杂体系预测有限，人工神经网络（ANN）结合遗传算法（GA）则能实现更高精度和效率。RSM-ANN-GA联合策略有望突破产酶瓶颈，为豆粕蛋白高值化利用提供新思路。 结论与展望 本研究利用响应面法（RSM）与人工神经网络-遗传算法（ANN-GA）联合优化了蛋白质谷氨酰胺酶（PG）的发酵培养基。结果表明，两种模型均具备良好可靠性，其中ANN-GA效果更优，使PG酶活达到7.590 U/mL，较优化前提升63.37%，为摇瓶条件下最高报道水平。进一步通过正交试验优化喷雾干燥工艺，使豆粕蛋白粉（DSMP）收率提升至29.71%。功能性评价显示，随着脱酰胺度（DD）的增加，DSMP的溶解性、分散性及抗氧化能力显著增强，多项指标优于商业大豆蛋白粉（CSPP）。在DD为55%时，DSMP的体外消化率与CSPP相当，同时展现更强的鲜味并降低苦味和涩味。色差分析表明，PG处理改善了粉体亮度与外观品质；营养与氨基酸组成则基本保持稳定，且有利于提升蛋白功能特性。 综上， PG 酶改性不仅有效缓解喷雾干燥引起的热聚集，还在营养、功能、感官及视觉等方面全面提升了豆粕蛋白粉品质。本研究建立了高产 PG 的可行路径，并验证了其在植物蛋白高值化利用中的潜力。未来，该工艺有望推广至更多植物蛋白资源，推动绿色、低成本、功能化蛋白粉的产业化生产，为食品工业应用提供新方向。 图文赏析 图1 图文摘要 图2. PG活性的优化。a-c为赖氨酸、酪氨酸和亮氨酸添加水平对PG活性的影响；d-i为响应面法（RSM）的三维图。根据方差分析（ANOVA），星号表示对照组与实验组间存在显著差异（p<0.05）。 图3. 神经网络耦合遗传算法增强PG活性。a：神经网络拓扑结构；b：神经网络拟合模型的回归图；c：由遗传算法确定的PG活性最优值。 图4. 喷雾干燥工艺优化。a-e分别表示物料浓度、麦芽糊精浓度、进料流速、进料温度和风机强度对DSMP粉末产率的影响。 图5. 不同DD条件下CSPP与DSMP特性对比。a：体外消化率与分散性；b：抗氧化活性；c：溶解度 图6. 不同DD条件下CSPP与DSMP的风味对比。a：电子舌；b：电子鼻 原文链接 https://doi.org/10.1016/j.fbio.2025.107528 作者简介 张充，生物技术专业博士，教授，博士生导师，南京农业大学食品科技学院生物工程系系主任，食品微生物与生物技术研究方向负责人，南京农业大学“钟山学者——学术新秀”，泰州市高层次创新创业人才。长期从事食品酶学与合成生物学、农产品资源高值化利用领域的研究。第一或通讯作者在 Food Hydrocolloids 、 Carbohydrate Polymers 、 Bioresource Technology 等食品生物技术领域权威期刊发表学术论文 40 余篇，第一发明人授权专利 10 件，主持国家级、省部级、企业横向课题 10 余项。曾任 Frontiers in Microbiology 客座编辑，以及 Food Chemistry 、 International Journal of Biological Macromolecules 、 Journal of agriculture and food chemistry 、 LWT- Food Science and technology 、 Enzyme and Microbial Technology 等期刊审稿人。主要研究成果：（ 1 ）挖掘并改造获得新型蛋白质谷氨酰胺酶（ PG ）、谷氨酰胺转氨酶（ TG) 、漆酶等核心食品酶品种；（ 2 ）结合分子生物技术与理化育种技术，选育具有自主知识产权的链霉菌、醋酸杆菌、金黄杆菌、食品级大肠杆菌等核心微生物菌种；（ 3 ）建立新型生物催化技术体系，以农产品加工副产物为原料，创制功能蛋白质、活性肽、细菌纤维素等新资源食品原料。
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