CN111518781A - 一种谷氨酰胺转氨酶复合酶及其在人造肉加工中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种谷氨酰胺转氨酶复合酶及其在人造肉加工中的应用，属于生物工程和食品工程技术领域。本发明提供了一种谷氨酰胺转氨酶复合酶，是将枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncus massiliensis、Sporobacter termitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶进行混合或在细胞中共表达得到的。在人造肉加工中加入该酶可解决人造肉质地疏松的问题。

Description

一种谷氨酰胺转氨酶复合酶及其在人造肉加工中的应用
技术领域
本发明涉及一种谷氨酰胺转氨酶复合酶及其在人造肉加工中的应用，属于生物工程和食品工程技术领域。
背景技术
谷氨酰胺转氨酶为常用的食品添加剂，其加入可以为食品增加黏稠度和致密程度。常规包括：肉类、豆制品、烘焙制品、乳酪制品、果冻等。其在食品中的应用可改善肉制品的口感、风味、营养。然而，市场上应用的谷氨酰胺转氨酶多为茂源链霉菌来源，该酶本身具有酶原，不易于制备。
而人造肉为21世纪生物技术快速发展的产物，意在为人类提供安全、营养、高产出的肉类，并以此解决人口压力带来的食物紧张。然而现阶段动物细胞培养所得人造肉为肉糜形态，肉质疏松。谷氨酰胺转氨酶可通过定向粘合细胞从而改善肉质致密程度，以此增加肉质品相。以往通过谷氨酰胺转氨酶对肉制品进行加工，多采用茂源链霉菌(Streptoverticillium mobaraense)来源的谷氨酰胺转氨酶，但是仅使用该酶进行加工，对酶的用量以及处理时间要求较高。
因此，提供一种谷氨酰胺转氨酶复合酶在人造肉加工中的应用，对于短时间内提高人造肉品相具有重要意义。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种谷氨酰胺转氨酶复合酶，是：
(1)将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncus massiliensis、Sporobacter termitidis、茂源链霉菌(Streptoverticillium mobaraense)来源的谷氨酰胺转氨酶进行混合得到的，
枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncusmassiliensis、Sporobacter termitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶酶活分别为40-50U/g底物、30-45U/g底物、 55-65U/g底物、50-60U/g底物、110-120U/g底物，
复合酶中枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncusmassiliensis、 Sporobacter termitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶比例为 1:0.9-1.1:0.9-1.1:0.9-1.1:0.9-1.1；
或，(2)表达枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncusmassiliensis、Sporobacter termitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶后的重组酶或酶液。
在本发明的一种实施方式中，枯草芽孢杆菌来源的谷氨酰胺转氨酶酶活为45±2U/g底物。
在本发明的一种实施方式中，Acetanaerobacterium elongatum来源的谷氨酰胺转氨酶酶活为38±2U/g底物。
在本发明的一种实施方式中，Marasmitruncus massiliensis来源的谷氨酰胺转氨酶酶活为 61±2U/g底物。
在本发明的一种实施方式中，Sporobacter termitidis来源的谷氨酰胺转氨酶酶活为52±2 U/g底物。
在本发明的一种实施方式中，茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶酶活为120±2U/g底物
在本发明的一种实施方式中，复合酶中枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacteriumelongatum、 Marasmitruncus massiliensis、Sporobacter termitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶比例为1:1:1:1:1。
本发明的第二个目的是提供上述复合酶在制备人造肉中的应用。
在本发明的一种实施方式中，所述复合酶通过体外添加。
在本发明的一种实施方式中，所述复合酶为在酿酒酵母中共同表达枯草芽孢杆菌、 Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncus massiliensis、Sporobactertermitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶后的重组酶或酶液。
在本发明的一种实施方式中，所述人造肉包括动物细胞来源人造肉。
在本发明的一种实施方式中，所述应用包括提升人造肉的肉质硬度或弹性。
本发明的第三个目的是提供表达上述复合酶的载体或基因工程菌。
本发明的第四个目的是提供表达上述复合酶的载体或基因工程菌在制备人造肉中的应用。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种谷氨酰胺转氨酶复合酶。在人造肉加工中加入该酶可解决人造肉质地疏松的问题。
附图说明
图1：仪器自动出具时间-力值曲线。
具体实施方式
(一)弹性的测定方法
剪切力评定：应用国产C-LM2型肌肉嫩度仪，先进行指针调零，取加工好的肉制品样品放入刀孔处，按动开关使样品被切断，记录嫩度仪上指针所在kg数据，按照仪器规定乘以常数0.2，其乘积即为剪切力Fs。
(二)硬度的测定方法
1、测试仪器和刀具
XLW(EC)智能电子拉力试验机，济南兰光机电技术有限公司。和直径5mm的圆柱形探头。
2、试验过程
将肉制品制取为高25mm，底面积40×40mm的方块状试样。将探头安装在拉力机的上夹头上。启动拉力机的压缩试验，以1mm/s的速度压缩试样，直至压缩距离为10mm时，再以同样的速度返回。停顿2s后，继续以相同的速度开始第二次压缩，压缩距离同样为10 mm。仪器自动出具时间-力值曲线，如图1。再进行相应质构特性指标的计算，计算方式如下：
硬度：压力曲线第一次压缩时的最大峰值，是样品保持形状的内部结合力。
(三)酶活的定义及测定方法：
酶活的定义：每秒消耗1μmol酪蛋白形成多聚物的量为1U。酪蛋白标准品为5mg/mL，标品经液相检测，得出峰面积。反应后样品由液相得出，计算出峰面积并得出消耗量百分比。通过酪蛋白消耗量百分比得出酪蛋白消耗量(μmol)，计算所使用的酶总质量，以消耗量比总质量与时间的乘积获得酶活U/g。
实施例1复合酶在制备人造肉中的应用
(1)动物细胞预处理
培养完成的动物细胞4℃冷藏备用。
(2)动物细胞的谷氨酰胺转氨酶处理
制备浸渍液原料成分：1-3％的食盐、1-3％的磷酸盐，3-15％的水分、0.2-1％的酪蛋白粉、 0.5-3％复合酶，75-94.3％的人造肉糜。
浸渍液制作过程：将称量好的水，加入搅拌机中，高速搅拌2分钟，依次加入食盐，磷酸盐，与酪蛋白充分混匀后加入高速搅拌机中搅拌10分钟。
浸渍滚揉：将冷藏的动物细胞放入滚揉锅中进行浸渍滚揉，后放入搅拌机进行搅拌，在搅拌的过程中缓慢加入复合酶，使酶与肉充分混匀。
将搅拌后的肉块码放在特制模具中，手指拍打排除气泡。排完气的肉块放在特定环境下进行酶催化反应，温度控制在20-30℃，时间设定为20-40分钟。温度过高，易造成肉的腐败变质。
(3)后期处理加工
酶催化反应完成后，在-40℃以下急速冻结，冻结后成品在-20℃以下。这样便形成了动物细胞人造肉制品。经测定，人造肉经该酶处理后肉质硬度为6800g以上，人造肉弹性为3000 g以上。
实施例2
将复合酶调整为其中茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶单独催化，用量为总重量3％，其余条件与实施例1一致。所得到的人造肉产品在硬度和弹性下降10-60％。
实施例3
将复合酶调整为除茂源链霉菌来源以外其余两种谷氨酰胺转氨酶，用量为总重量3％，其余条件与实施例1一致。所得到的人造肉在硬度和弹性方面下降30％以上。
实施例4
将复合酶调整为茂源链霉菌和枯草芽孢杆菌来源谷氨酰胺转氨酶，用量为总重量3％，其余条件与实施例1一致。所得到的人造肉在硬度和弹性方面下降10％以上。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种谷氨酰胺转氨酶复合酶，其特征在于，是：
(1)将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncus massiliensis、Sporobacter termitidis、茂源链霉菌(Streptoverticillium mobaraense)来源的谷氨酰胺转氨酶进行混合得到的，
枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncus massiliensis、Sporobacter termitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶酶活分别为40-50U/g底物、30-45U/g底物、55-65U/g底物、50-60U/g底物、110-120U/g底物，
复合酶中枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncusmassiliensis、Sporobacter termitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶比例为1:0.9-1.1:0.9-1.1:0.9-1.1:0.9-1.1；
或，(2)表达枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncusmassiliensis、Sporobacter termitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶后的重组酶或酶液。
2.如权利要求1所述的谷氨酰胺转氨酶复合酶，其特征在于，复合酶中枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncus massiliensis、Sporobactertermitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶比例为1:1:1:1:1。
3.权利要求1或2所述的谷氨酰胺转氨酶复合酶在制备人造肉中的应用。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述复合酶通过体外添加。
5.如权利要求3或4所述的应用，其特征在于，所述复合酶为在细胞中共同表达枯草芽孢杆菌、Acetanaerobacterium elongatum、Marasmitruncus massiliensis、Sporobactertermitidis、茂源链霉菌来源的谷氨酰胺转氨酶后的重组酶或酶液。
6.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述人造肉包括动物细胞来源人造肉。
7.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述应用包括提升人造肉的肉质硬度或弹性。
8.表达权利要求1所述复合酶的载体或基因工程菌。
9.如权利要求8所述的载体或基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌以酿酒酵母为宿主。
10.权利要求8或9所述的载体或基因工程菌在制备人造肉中的应用。
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