正確使用TG，充分發(fā)揮TG的作用
TG作為一種新型的酶制劑，在食品工業(yè)中的應(yīng)用剛剛起步，但其優(yōu)越的性能已受到越來(lái)越多的關(guān)注，一股TG熱已由日、美、歐等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家逐步蔓延開(kāi)來(lái)。
對(duì)致力于發(fā)展中國(guó)食品工業(yè)，提升國(guó)產(chǎn)食品質(zhì)量的諸多人士，很多人都想急切地了解如何使用TG，相當(dāng)多的一些學(xué)者研究人員正在研究TG在食品的應(yīng)用問(wèn)題。
以下筆者對(duì)如何正確使用TG，充分發(fā)揮TG作用這一問(wèn)題談一些自己的看法與建議：
1．TG的最適pH為6～7，所以使用時(shí)應(yīng)盡量使TG使用的環(huán)境在pH6～7之間，最好不要超過(guò)5～8的范圍。
2．TG的活性在40℃保持穩(wěn)定，在超過(guò)40℃之后逐漸減弱，對(duì)于反應(yīng)時(shí)間10分鐘的最適溫度是50～55℃，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，最適反應(yīng)溫度也會(huì)降低，而溫度高時(shí)由于食品尤其是魚(yú)、肉、乳制品等食品容易發(fā)生變質(zhì)，所以反應(yīng)溫度的確定，是所有因素中最為關(guān)鍵也最難確定的因素，在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，它直接影響到TG的添加量及其催化反應(yīng)所需時(shí)間長(zhǎng)短，一般地，對(duì)于魚(yú)肉等低油易變質(zhì)的產(chǎn)品所選反應(yīng)溫度都較低（1～10℃），而相應(yīng)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)（2～12小時(shí)以上），一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)溫度不高于40℃。
3．作用對(duì)象。首先TG的作用對(duì)象是蛋白質(zhì)，催化的是其中“可反應(yīng)”的谷氨酰胺殘基發(fā)生反應(yīng)，所以蛋白質(zhì)的含量及其中“可反應(yīng)”的谷氨酰胺殘基含量對(duì)TG的作用效果都有很大影響，也就是說(shuō)并不是所有的蛋白質(zhì)或含蛋白質(zhì)的食品都是TG的良好底物。其次，要發(fā)生反應(yīng)還需有賴(lài)氨酸殘基的存在（否則TG的作用只能是改變蛋白質(zhì)的溶解性及與之相關(guān)的性質(zhì)），即“可反應(yīng)”的賴(lài)氨酸殘基的含量對(duì)TG的交聯(lián)反應(yīng)也有很大影響。
常見(jiàn)的TG的良好底物有牛奶中的酪蛋白及其鈉鹽，肉中的明膠及肌球蛋白、大豆蛋白中的11s球蛋白及7s球蛋白，所以為了取得很好的交聯(lián)效果，可在作用對(duì)象中適當(dāng)加入TG的良好底物，其中最常用的酪蛋白酸鈉及明膠以及廉價(jià)的大豆蛋白，這里需要特別提出的是：
（1）有些蛋白質(zhì)可通過(guò)采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄈ槊附饧訜嶙冃螀s是本身含谷氨酰殘基和／或賴(lài)氨酸殘基比較多，只是由于空間結(jié)構(gòu)等關(guān)系，它們不能被TG所催化反應(yīng)，通過(guò)酶解或加熱變性后這些殘基就會(huì)暴露出來(lái)，變成“可反應(yīng)”的殘基，如小麥中的面盤(pán)蛋白、乳清蛋白等。
�。�2）可由選擇地加富含可反應(yīng)的谷氨酰殘基或賴(lài)氨酰殘基的蛋白質(zhì)殘多肽，如谷氨�；蛸�(lài)氨肽，以補(bǔ)充作用
對(duì)象中相關(guān)氨基酸殘基的不足。4．創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境。由于TG是一種帶有半胱氨酸活性中心的SH酶，而SH－基團(tuán)的氧化會(huì)使酶失去活性，故在加工中應(yīng)用時(shí)必須盡可能地保持酶的活力，使TG的作用效果更為理想。為了達(dá)到這一目的，首先可在酶添加至酶反應(yīng)結(jié)束前保持真空環(huán)境，如采用真空攪拌，攪拌后即充填成形，其次在食品中加入含硫基SH－的物質(zhì)如谷胱甘肽（包含有谷胱甘肽的酵母提取物）和半胱氯酸。再次，在食品中加入葡萄糖氧化酶及其底物葡萄糖，阻斷氧氣與TG反應(yīng)，防止破壞TG。
這里需要強(qiáng)調(diào)的是：（1）在面制品中不能使用含溴酸鉀的面粉或面制品。（2）硫基保護(hù)劑及葡萄糖氧化酶、葡萄糖可直接包含于TG酶制劑。
5．根據(jù)不同的產(chǎn)品、不同的加工工藝，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定TG添加量�！ ∮捎赥G的作用對(duì)象、作用環(huán)境及食品的生產(chǎn)工藝的差異，甚至目的產(chǎn)品的特性不同，因而決定了TG的添加量的不同。應(yīng)該說(shuō)應(yīng)根據(jù)食品加工過(guò)程中應(yīng)用的原料、輔料的百分比、TG作用的溫度及時(shí)間加工工藝，甚至加工成本及產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比來(lái)確定TG的最佳添加量。而且TG催化反應(yīng)的特殊性也要求TG的添加量不宜太小，更不宜太大，因?yàn)門(mén)G催化的過(guò)度反應(yīng)會(huì)使TG的使用效果適得其反，加量過(guò)大，不僅造成浪費(fèi)也達(dá)不到應(yīng)用的效果。
一般來(lái)說(shuō)，由于TG的價(jià)值較高，一般企業(yè)使用時(shí)都希望少加TG，為了達(dá)到這一目的，首先要從原料、輔料這方面考慮。（1）原料中是否有足夠量的“可反應(yīng)”的谷氨酰胺殘基和賴(lài)氨酸殘基，如果沒(méi)有，則應(yīng)加適當(dāng)輔料以補(bǔ)足；（2）原輔料是否易于變質(zhì)，如易于變質(zhì)則需多加TG，以縮短TG所需的反應(yīng)時(shí)間（當(dāng)然低溫較長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)也可使TG的添加量適當(dāng)減少，但受設(shè)備、廠房等的限制，反應(yīng)時(shí)間也不能太長(zhǎng)），相反，如原輔材料不易變質(zhì)則可采用較高溫度反應(yīng)，如面制品可在25～40℃間反應(yīng)，這樣可以少加TG。（3）TG作用時(shí)pH應(yīng)控制5～8之間。
其次，要從加工藝這方面來(lái)考慮，選擇合適的加工溫度和時(shí)間，如原輔料不易變質(zhì)，則應(yīng)采用較高溫度、較長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)，以減少TG的添加量。另外，在加工過(guò)程中也可考慮兩步走，即先低溫（0～10℃）反應(yīng)一段時(shí)間，再高溫（35～40℃）反應(yīng)一般時(shí)間（這種工藝可考慮在滅酶前緩慢升溫），當(dāng)然也可先高溫再低溫，這種工藝尤其是在先用蛋白酶、淀粉酶等處理原料后再加TG時(shí)可以采用。
通過(guò)優(yōu)化原輔材料的百分比和優(yōu)化工藝可以將TG的添加量降至最低。通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，我們可以將蕎面中的TG的添加量由0．3％～0．5％降至0．05％以下，而TG的催化反應(yīng)效果仍十分理想。
6．滅酶過(guò)程必不可少。
由于TG酶在低溫0～10℃下仍具有較高的活性，而TG的過(guò)度反應(yīng)會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)，所以不管是高溫制品還是低溫制品都必須有滅酶的步驟，由于TG較易失活，70℃15分鐘內(nèi)或80℃1分鐘內(nèi)即可失活，所以在絕大多數(shù)情況下滅酶都不是另增的步驟，但必須要注意到：
�。�1）升溫速度的差異（尤其是小試放大時(shí)）也會(huì)影響酶的作用效果；
�。�2）在酸奶等低溫產(chǎn)品（不經(jīng)高溫殺菌的產(chǎn)品）中，尤其要考慮到TG添加方式和添加量。
7．立足實(shí)際開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
由于TG的作用范圍廣，應(yīng)用效果明顯。將它應(yīng)用于食品，真正達(dá)到了安全、高效、增加營(yíng)養(yǎng)、改善品質(zhì)、改進(jìn)結(jié)構(gòu)、延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期等效果。所以自1993年食品工業(yè)用的TG投放市場(chǎng)以來(lái)，發(fā)展十分迅速，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，據(jù)報(bào)道，1995年該酶制劑的銷(xiāo)售額就近20億元，2000年TG已成日本第二大工業(yè)用酶，2000年日本公司在美國(guó)又新建TG的生產(chǎn)企業(yè)。
雖然我國(guó)于2001年7月1日起將TG作為新增補(bǔ)品種，列入食品添加劑行列，但我國(guó)已有數(shù)十所高校和科研機(jī)構(gòu)（包括企業(yè)研究所）在進(jìn)行TG生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用研究，且取得了一系列的成果，目前已有多家國(guó)內(nèi)知名企業(yè)在使用TG，但更多的企業(yè)仍停留在了解和研發(fā)階段。其中，可喜的是，泰興市一鳴精細(xì)化工有限公司與無(wú)錫輕工大學(xué)（現(xiàn)江南大學(xué)）合作，成為我國(guó)從事TG的研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用提供了極大的便利。
但總的說(shuō)來(lái)，我國(guó)無(wú)論在TG的研究還是在TG的應(yīng)用方面與日、美、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距，集中表現(xiàn)在研究投入不足、力量分散、缺乏交流、研究與應(yīng)用脫節(jié)等方面。
現(xiàn)階段隨著我國(guó)人民物質(zhì)生活的進(jìn)一步提高，人們對(duì)食品的品質(zhì)、風(fēng)味、安全等方面越來(lái)越關(guān)注，高質(zhì)量的肉制品、魚(yú)制品、奶制品、豆制品、面制品以及低鹽、低脂的保健肉制品正越來(lái)越受到人們的青睞。將不同來(lái)源的動(dòng)物、植物的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起非常符合國(guó)人的口味。
國(guó)家“十五”期間也相繼出臺(tái)了一系列的政策法規(guī)，促進(jìn)食品加工企業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)食品質(zhì)量的提高，把對(duì)食品安全的重視提高到了前所未有的高度；一些有毒有害的食品添加劑也相繼禁止生產(chǎn)、停止使用。這給食品生產(chǎn)企業(yè)提供了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，具有戰(zhàn)略眼光、注重產(chǎn)品中的質(zhì)量、努力開(kāi)發(fā)新工藝、新產(chǎn)品的食品生產(chǎn)企業(yè)得到了國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策、地方扶持政策的支持而迅速發(fā)展壯大。
TG的應(yīng)用給食品科技工作者、食品生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)拓了新的思路，為生產(chǎn)高質(zhì)量的新型食品，解決食品生產(chǎn)中的問(wèn)題提供了一種新方法、新技術(shù)，應(yīng)該積極開(kāi)發(fā)，著力推廣，廣泛使用。
TG作為一種新型的酶制劑，在食品工業(yè)中的應(yīng)用剛剛起步，但其優(yōu)越的性能已受到越來(lái)越多的關(guān)注，一股TG熱已由日、美、歐等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家逐步蔓延開(kāi)來(lái)。
對(duì)致力于發(fā)展中國(guó)食品工業(yè)，提升國(guó)產(chǎn)食品質(zhì)量的諸多人士，很多人都想急切地了解如何使用TG，相當(dāng)多的一些學(xué)者研究人員正在研究TG在食品的應(yīng)用問(wèn)題。
以下筆者對(duì)如何正確使用TG，充分發(fā)揮TG作用這一問(wèn)題談一些自己的看法與建議：
1．TG的最適pH為6～7，所以使用時(shí)應(yīng)盡量使TG使用的環(huán)境在pH6～7之間，最好不要超過(guò)5～8的范圍。
2．TG的活性在40℃保持穩(wěn)定，在超過(guò)40℃之后逐漸減弱，對(duì)于反應(yīng)時(shí)間10分鐘的最適溫度是50～55℃，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，最適反應(yīng)溫度也會(huì)降低，而溫度高時(shí)由于食品尤其是魚(yú)、肉、乳制品等食品容易發(fā)生變質(zhì)，所以反應(yīng)溫度的確定，是所有因素中最為關(guān)鍵也最難確定的因素，在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，它直接影響到TG的添加量及其催化反應(yīng)所需時(shí)間長(zhǎng)短，一般地，對(duì)于魚(yú)肉等低油易變質(zhì)的產(chǎn)品所選反應(yīng)溫度都較低（1～10℃），而相應(yīng)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)（2～12小時(shí)以上），一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)溫度不高于40℃。
3．作用對(duì)象。首先TG的作用對(duì)象是蛋白質(zhì)，催化的是其中“可反應(yīng)”的谷氨酰胺殘基發(fā)生反應(yīng)，所以蛋白質(zhì)的含量及其中“可反應(yīng)”的谷氨酰胺殘基含量對(duì)TG的作用效果都有很大影響，也就是說(shuō)并不是所有的蛋白質(zhì)或含蛋白質(zhì)的食品都是TG的良好底物。其次，要發(fā)生反應(yīng)還需有賴(lài)氨酸殘基的存在（否則TG的作用只能是改變蛋白質(zhì)的溶解性及與之相關(guān)的性質(zhì)），即“可反應(yīng)”的賴(lài)氨酸殘基的含量對(duì)TG的交聯(lián)反應(yīng)也有很大影響。
常見(jiàn)的TG的良好底物有牛奶中的酪蛋白及其鈉鹽，肉中的明膠及肌球蛋白、大豆蛋白中的11s球蛋白及7s球蛋白，所以為了取得很好的交聯(lián)效果，可在作用對(duì)象中適當(dāng)加入TG的良好底物，其中最常用的酪蛋白酸鈉及明膠以及廉價(jià)的大豆蛋白，這里需要特別提出的是：
（1）有些蛋白質(zhì)可通過(guò)采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄈ槊附饧訜嶙冃螀s是本身含谷氨酰殘基和／或賴(lài)氨酸殘基比較多，只是由于空間結(jié)構(gòu)等關(guān)系，它們不能被TG所催化反應(yīng)，通過(guò)酶解或加熱變性后這些殘基就會(huì)暴露出來(lái)，變成“可反應(yīng)”的殘基，如小麥中的面盤(pán)蛋白、乳清蛋白等。
�。�2）可由選擇地加富含可反應(yīng)的谷氨酰殘基或賴(lài)氨酰殘基的蛋白質(zhì)殘多肽，如谷氨�；蛸�(lài)氨肽，以補(bǔ)充作用
對(duì)象中相關(guān)氨基酸殘基的不足。4．創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境。由于TG是一種帶有半胱氨酸活性中心的SH酶，而SH－基團(tuán)的氧化會(huì)使酶失去活性，故在加工中應(yīng)用時(shí)必須盡可能地保持酶的活力，使TG的作用效果更為理想。為了達(dá)到這一目的，首先可在酶添加至酶反應(yīng)結(jié)束前保持真空環(huán)境，如采用真空攪拌，攪拌后即充填成形，其次在食品中加入含硫基SH－的物質(zhì)如谷胱甘肽（包含有谷胱甘肽的酵母提取物）和半胱氯酸。再次，在食品中加入葡萄糖氧化酶及其底物葡萄糖，阻斷氧氣與TG反應(yīng)，防止破壞TG。
這里需要強(qiáng)調(diào)的是：（1）在面制品中不能使用含溴酸鉀的面粉或面制品。（2）硫基保護(hù)劑及葡萄糖氧化酶、葡萄糖可直接包含于TG酶制劑。
5．根據(jù)不同的產(chǎn)品、不同的加工工藝，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定TG添加量�！ ∮捎赥G的作用對(duì)象、作用環(huán)境及食品的生產(chǎn)工藝的差異，甚至目的產(chǎn)品的特性不同，因而決定了TG的添加量的不同。應(yīng)該說(shuō)應(yīng)根據(jù)食品加工過(guò)程中應(yīng)用的原料、輔料的百分比、TG作用的溫度及時(shí)間加工工藝，甚至加工成本及產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比來(lái)確定TG的最佳添加量。而且TG催化反應(yīng)的特殊性也要求TG的添加量不宜太小，更不宜太大，因?yàn)門(mén)G催化的過(guò)度反應(yīng)會(huì)使TG的使用效果適得其反，加量過(guò)大，不僅造成浪費(fèi)也達(dá)不到應(yīng)用的效果。
一般來(lái)說(shuō)，由于TG的價(jià)值較高，一般企業(yè)使用時(shí)都希望少加TG，為了達(dá)到這一目的，首先要從原料、輔料這方面考慮。（1）原料中是否有足夠量的“可反應(yīng)”的谷氨酰胺殘基和賴(lài)氨酸殘基，如果沒(méi)有，則應(yīng)加適當(dāng)輔料以補(bǔ)足；（2）原輔料是否易于變質(zhì)，如易于變質(zhì)則需多加TG，以縮短TG所需的反應(yīng)時(shí)間（當(dāng)然低溫較長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)也可使TG的添加量適當(dāng)減少，但受設(shè)備、廠房等的限制，反應(yīng)時(shí)間也不能太長(zhǎng)），相反，如原輔材料不易變質(zhì)則可采用較高溫度反應(yīng)，如面制品可在25～40℃間反應(yīng)，這樣可以少加TG。（3）TG作用時(shí)pH應(yīng)控制5～8之間。
其次，要從加工藝這方面來(lái)考慮，選擇合適的加工溫度和時(shí)間，如原輔料不易變質(zhì)，則應(yīng)采用較高溫度、較長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)，以減少TG的添加量。另外，在加工過(guò)程中也可考慮兩步走，即先低溫（0～10℃）反應(yīng)一段時(shí)間，再高溫（35～40℃）反應(yīng)一般時(shí)間（這種工藝可考慮在滅酶前緩慢升溫），當(dāng)然也可先高溫再低溫，這種工藝尤其是在先用蛋白酶、淀粉酶等處理原料后再加TG時(shí)可以采用。
通過(guò)優(yōu)化原輔材料的百分比和優(yōu)化工藝可以將TG的添加量降至最低。通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，我們可以將蕎面中的TG的添加量由0．3％～0．5％降至0．05％以下，而TG的催化反應(yīng)效果仍十分理想。
6．滅酶過(guò)程必不可少。
由于TG酶在低溫0～10℃下仍具有較高的活性，而TG的過(guò)度反應(yīng)會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)，所以不管是高溫制品還是低溫制品都必須有滅酶的步驟，由于TG較易失活，70℃15分鐘內(nèi)或80℃1分鐘內(nèi)即可失活，所以在絕大多數(shù)情況下滅酶都不是另增的步驟，但必須要注意到：
�。�1）升溫速度的差異（尤其是小試放大時(shí)）也會(huì)影響酶的作用效果；
�。�2）在酸奶等低溫產(chǎn)品（不經(jīng)高溫殺菌的產(chǎn)品）中，尤其要考慮到TG添加方式和添加量。
7．立足實(shí)際開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
由于TG的作用范圍廣，應(yīng)用效果明顯。將它應(yīng)用于食品，真正達(dá)到了安全、高效、增加營(yíng)養(yǎng)、改善品質(zhì)、改進(jìn)結(jié)構(gòu)、延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期等效果。所以自1993年食品工業(yè)用的TG投放市場(chǎng)以來(lái)，發(fā)展十分迅速，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，據(jù)報(bào)道，1995年該酶制劑的銷(xiāo)售額就近20億元，2000年TG已成日本第二大工業(yè)用酶，2000年日本公司在美國(guó)又新建TG的生產(chǎn)企業(yè)。
雖然我國(guó)于2001年7月1日起將TG作為新增補(bǔ)品種，列入食品添加劑行列，但我國(guó)已有數(shù)十所高校和科研機(jī)構(gòu)（包括企業(yè)研究所）在進(jìn)行TG生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用研究，且取得了一系列的成果，目前已有多家國(guó)內(nèi)知名企業(yè)在使用TG，但更多的企業(yè)仍停留在了解和研發(fā)階段。其中，可喜的是，泰興市一鳴精細(xì)化工有限公司與無(wú)錫輕工大學(xué)（現(xiàn)江南大學(xué)）合作，成為我國(guó)從事TG的研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用提供了極大的便利。
但總的說(shuō)來(lái)，我國(guó)無(wú)論在TG的研究還是在TG的應(yīng)用方面與日、美、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距，集中表現(xiàn)在研究投入不足、力量分散、缺乏交流、研究與應(yīng)用脫節(jié)等方面。
現(xiàn)階段隨著我國(guó)人民物質(zhì)生活的進(jìn)一步提高，人們對(duì)食品的品質(zhì)、風(fēng)味、安全等方面越來(lái)越關(guān)注，高質(zhì)量的肉制品、魚(yú)制品、奶制品、豆制品、面制品以及低鹽、低脂的保健肉制品正越來(lái)越受到人們的青睞。將不同來(lái)源的動(dòng)物、植物的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起非常符合國(guó)人的口味。
國(guó)家“十五”期間也相繼出臺(tái)了一系列的政策法規(guī)，促進(jìn)食品加工企業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)食品質(zhì)量的提高，把對(duì)食品安全的重視提高到了前所未有的高度；一些有毒有害的食品添加劑也相繼禁止生產(chǎn)、停止使用。這給食品生產(chǎn)企業(yè)提供了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，具有戰(zhàn)略眼光、注重產(chǎn)品中的質(zhì)量、努力開(kāi)發(fā)新工藝、新產(chǎn)品的食品生產(chǎn)企業(yè)得到了國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策、地方扶持政策的支持而迅速發(fā)展壯大。
TG的應(yīng)用給食品科技工作者、食品生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)拓了新的思路，為生產(chǎn)高質(zhì)量的新型食品，解決食品生產(chǎn)中的問(wèn)題提供了一種新方法、新技術(shù)，應(yīng)該積極開(kāi)發(fā)，著力推廣，廣泛使用。