《食品科学》：郑州轻工业大学白艳红教授等：L-赖氨酸与谷氨酰胺转氨酶联合处理对低盐鸡肉糜凝胶保水及质构品质的影响

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2024年04月06日 02:40

凝胶类肉制品因其具有食用方便，口感鲜美，营养丰富等优点，深受消费者的喜爱。在凝胶类肉制品的生产加工中，需要较高含量（2%～3%）的食盐（NaCl）萃取肌原纤维蛋白，使其在加热过程中能互相交联、聚集，形成黏弹性好、结构稳固的三维凝胶网络，从而提高产品的保水性（WHC）和质构特性。钠盐的过量摄入，会导致血压升高，进而增加心血管疾病的发生风险。因此，低盐肉制品的开发是促进健康饮食的重要途径。

谷氨酰胺转氨酶（TGase）是一种小分子单体蛋白质，能催化肉蛋白发生ɛ-(γ-谷氨酰基)-赖氨酸共价交联反应，起到促进肉蛋白凝胶形成的作用，进而对肉制品的乳化稳定性、质地、流变学特性等产生积极影响。但TGase对肉制品WHC结果并不一致。因此，为更好利用TGase改善低盐肉制品品质，有必要将TGase与其他技术手段进行联合。L-赖氨酸作为一种碱性氨基酸（等电点＞7.0），可作为食品增香剂、发色剂及营养强化剂用于食品加工且不会引入有害物质，因此是一种绿色的改性策略。L-赖氨酸具有增强TGase与肉蛋白之间交联反应的潜力。

郑州轻工业大学食品与生物工程学院的王昱、王家乐、白艳红*等人以低盐（含质量分数1% NaCl）鸡肉糜（LCMB）为对象，考察不同质量分数（0.25%、0.5%、0.75%、1%）L-赖氨酸结合TGase（0.5%质量分数）处理对LCMB凝胶WHC、质构、微观结构、蛋白质构象的影响，阐明L-赖氨酸和TGase协同处理对LCMB凝胶品质的影响规律及机制，旨在为高品质低盐凝胶肉制品的开发提供理论依据。

L-赖氨酸协同TGase处理对LCMB凝胶WHC的影响

LCMB的制备：冷冻贮藏的鸡胸肉置于4 ℃环境中解冻过夜；然后放入斩拌机，2 000 r/min斩拌60 s；随后加入食盐和1/2冰水，2 000 r/min斩拌60 s；根据不同配方组成（表1），各组依次加入相同质量分数TGase（占肉糜总质量0.5%）及不同质量分数L-赖氨酸（占肉糜总质量的0%、0.25%、0.5%、0.75%、1%），2 000 r/min斩拌60 s；最后加入剩下的1/2冰水，2 000 r/min斩拌60 s，即得到LCMB。

如图1所示，对照组（C0）的WHC仅为75%，表明低盐条件不利于鸡肉糜凝胶对水分的保持。这是因为盐溶性肌原纤维蛋白的溶出较少，难以在加热过程中产生充分的交联反应，形成的凝胶结构不稳定，进而增加了水分的流失。TGase对肉制品WHC的影响存在矛盾的结果，其增加/降低猪肉糜凝胶WHC的结果均有报道。这些不一致的结果可能与肉的来源、TGase添加量及其作用条件（反应温度和时间）、肉糜体系其他存在的成分等有关。在添加TGase的情况下，随着L-赖氨酸添加量由0%增至1%，LCMB凝胶的WHC从75%增至88%。与C0组相比，T3～T5组的WHC显著增加（P＜0.05），且T3～T5组之间的WHC无显著差异（P＞0.05）。L-赖氨酸能增强肌原纤维蛋白的溶解，促进肉蛋白结构的展开、变性和聚集，诱导形成致密的凝胶网络结构，从而提高肉制品的WHC。此外，L-赖氨酸还可提高肉体系的pH值，增强蛋白质之间的静电斥力，提高蛋白质凝胶对水分的束缚能力。综上，本实验结果表明，0.5% TGase结合L-赖氨酸（质量分数≥0.5%）处理能有效改善LCMB凝胶的WHC，具有改善低盐肉制品持水特性的潜力。

L-赖氨酸协同TGase处理对LCMB凝胶质构特性的影响

由表2可知，与C0组相比，T1组的硬度显著增加。TGase能使肉蛋白形成ɛ-(γ-谷氨酰基)-赖氨酸共价交联，增强蛋白质分子间作用力，提高凝胶结构的稳定性，从而促进肉制品硬度的提高。在TGase存在的情况下，LCMB凝胶的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性随着L-赖氨酸含量的增加呈现升高趋势，当L-赖氨酸添加量为1%时，LCMB的各项质构参数（硬度除外）均达到最高值。可能的原因有：一方面，L-赖氨酸能促进肉蛋白分子的展开和活性基团的暴露，这可能导致TGase可反应底物数量增加，进而增强TGase对肉蛋白的交联作用；另一方面，L-赖氨酸能改变肉蛋白的构象，促进形成黏弹性好的凝胶三维网络结构，利于质构特性的提高。此外，有研究表明，肉制品质构（如硬度、咀嚼性等）与蛋白质含量有关。由于T1～T5组配方中的水分添加量均低于C0组，可起到“浓缩”蛋白质的作用，这也可能是T1～T5组质构特性得到改善的原因。

L-赖氨酸协同TGase处理对LCMB凝胶水分特性的影响

由图2可知，各组LCMB凝胶均呈现4 个T₂弛豫时间峰：0.1～1 ms为强结合水（T_2a）；1～10 ms为弱结合水（T_2b）；10～100 ms为不易流动水（T₂₁）；100～10 000 ms为自由水（T₂₂）。肉糜凝胶持水性的变化能通过不同状态水分的分布比例反映。LCMB凝胶中不同状态水分相对含量的变化如表3所示，其中，P_2a、P_2b、P₂₁、P₂₂分别代表强结合水、弱结合水、不易流动水和自由水的相对含量。由表3可知，TGase对LCMB凝胶P_2a、P_2b、P₂₁、P₂₂无显著影响。与C0组相比，T2～T5组的P_2a和P_2b无显著变化，P₂₁显著增加，而P₂₂显著降低，表明L-赖氨酸协同TGase处理能促进LCMB凝胶中自由水向不易流动水转化。有研究指出，P₂₁的增加和P₂₂的降低能提高肉糜凝胶WHC，这与WHC结果一致。可能是因为L-赖氨酸能提高肉体系的pH值，增加肉蛋白分子间的静电斥力，进而增强蛋白质-水相互作用。

L-赖氨酸协同TGase处理对LCMB凝胶微观结构的影响

LCMB凝胶的微观结构通过扫描电镜观察，结果如图3所示。不同处理组的LCMB凝胶微观结构差异明显。C0组凝胶疏松，含有大量形状各异的孔隙。肉糜经过加热后，蛋白质发生变性使吸附的水分析出，转变为自由水，在流失的过程中形成大量的“水通道”。因此，这些孔隙应该是水分流失形成的“水通道”。T1组凝胶网络的交联程度明显提高，且孔隙的大小也变小。在添加TGase的基础上，L-赖氨酸能进一步减小LCMB凝胶中的孔隙数量和大小，并提高了凝胶网络的均匀性、有序性和致密性，这些变化可以通过T2～T4组扫描电镜图反映。L-赖氨酸能促进肉蛋白活性基团的暴露，增强蛋白质分子间的相互交联，从而改善了肉糜凝胶的微观结构。有研究表明，密实的蛋白质凝胶网络结构有利于提高肉制品的WHC和质构。因此，L-赖氨酸协同TGase能通过减少LCMB凝胶中“水通道”的产生，促进形成致密、均匀、有序的凝胶网络结构，从而提高了凝胶的WHC（图1）和质构特性（表2）。

L-赖氨酸协同TGase处理对LCMB蛋白质构象的影响

为解析L-赖氨酸协同TGase对LCMB凝胶特性影响的分子机制，通过拉曼光谱分析了肉糜蛋白质构象的变化。如图4所示，760、830 cm^－1和850 cm^－¹的双峰以及2 930 cm^－1处的拉曼谱峰分别能反映色氨酸残基、酪氨酸残基以及脂肪族氨基酸残基的微环境变化，进而提供蛋白质三级结构的变化信息。L-赖氨酸及TGase对上述特征拉曼谱峰的归一化强度影响见表4，与C0组相比，T1组的760 cm^－1强度轻微增加。在添加TGase的情况下，随着L-赖氨酸含量的增加，760 cm^－1强度呈现下降的趋势。I₈₅₀/I₈₃₀比值一般在0.3～2.5范围内。当I₈₅₀/I₈₃₀比值较大（＞0.9）时，表明酪氨酸残基上的羟基主要暴露于极性水环境。I₈₅₀/I₈₃₀比值越高，酚羟基暴露越多，与水分子形成氢键；I₈₅₀/I₈₃₀比值越低，酚羟基埋藏越多，与相邻的蛋白质极性基团形成氢键。各处理组中的I₈₅₀/I₈₃₀均大于0.9，表明肉糜蛋白质中酪氨酸残基的酚羟基暴露在极性水环境中。与C0组相比，T2～T5组I₈₅₀/I₈₃₀有增加的趋势，说明L-赖氨酸协同TGase能促进酪氨酸残基的暴露，与水分子形成氢键。2 930 cm^－1处的拉曼谱峰，代表脂肪族氨基酸残基CH的伸缩振动。与C0组相比，T2～T5组的I₂₉₃₀/I₁₀₀₃呈现升高的趋势，表明L-赖氨酸及TGase联合处理能促进肉蛋白结构的展开，引起脂肪族氨基酸残基的暴露。拉曼光谱的结果表明，L-赖氨酸协同TGase能促进肉蛋白活性基团的暴露，诱导产生更多的分子间相互作用，从而有利于提高LCMB凝胶的品质。

结论

L-赖氨酸协同TGase处理可促进LCMB凝胶中自由水向不易流动水转化，减少LCMB凝胶中“水通道”的产生，诱导形成致密、均匀、有序的凝胶网络结构，促进肉糜蛋白质中色氨酸残基、酪氨酸残基以及脂肪族氨基酸残基的暴露，增强蛋白质分子间相互作用，从而改善LCMB凝胶的WHC和质构特性。因此，L-赖氨酸与TGase联合处理是一种有效改善低盐肉糜凝胶特性的方式，这为高品质低盐凝胶类肉制品的开发提供了新的解决方案。

本文《L-赖氨酸与谷氨酰胺转氨酶联合处理对低盐鸡肉糜凝胶保水及质构品质的影响》来源于《食品科学》2023年44卷22期24-30页. 作者：王昱，王家乐，袁晶晶，李可，栗俊广，赵慧娟，白艳红. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230115-115. 点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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