羅自生，謝 妍，劉穎峰

(浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310058)

響應(yīng)面法優(yōu)化MTGase改善暹羅鱷肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)的工藝

羅自生，謝 妍，劉穎峰

(浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310058)

為優(yōu)化微生物源谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(MTGase)改善暹羅鱷肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)的工藝條件，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇酶作用溫度、作用時(shí)間和酶添加量為自變量，以凝膠強(qiáng)度和持水性為響應(yīng)值，利用響應(yīng)面分析法，研究各變量間及其交互作用對(duì)凝膠品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：MTGase改善凝膠品質(zhì)的最佳工藝為：作用溫度38℃、作用時(shí)間2.3h、酶添加量0.8U/g，該條件下所得凝膠強(qiáng)度為509.886g·cm，持水性為88.094%，相較空白對(duì)照，凝膠強(qiáng)度提高了2.32倍，持水性提高了20.6%。因此，MTGase可以顯著改善暹羅鱷肌原纖維蛋白的凝膠品質(zhì)。

暹羅鱷；肌原纖維蛋白；谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶；凝膠強(qiáng)度；持水性；響應(yīng)面

鱷魚作為最古老的爬行動(dòng)物，具有“活化石”之稱。對(duì)鱷魚肉提取物的研究[1]中發(fā)現(xiàn)，人工養(yǎng)殖鱷魚肉提取物可顯著促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的增殖，提高血液攜氧量，使咳嗽、哮喘患者肺氧交換量增加，具有提高耐缺氧能力、增強(qiáng)免疫力的作用。鱷魚肉具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，是低脂肪、低膽固醇的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來(lái)源。

我國(guó)自1990年就開始引進(jìn)、養(yǎng)殖鱷魚，近年來(lái)鱷魚產(chǎn)品在我國(guó)的進(jìn)出口量與日俱增，中國(guó)正成為世界上鱷魚產(chǎn)品的主要加工國(guó)和消費(fèi)國(guó)之一[2]。但是，目前鱷魚養(yǎng)殖多用于皮革生產(chǎn)，而由于鱷魚肉自身所具有的獨(dú)特腥味由于難以通過(guò)普通烹飪?nèi)コ嬖谙M(fèi)者認(rèn)可低、市場(chǎng)推廣難等問題。因此，盡管鱷魚肉具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，卻一直不能得到很好的開發(fā)利用，造成鱷魚產(chǎn)業(yè)的極大浪費(fèi)。糜類制品通過(guò)添加劑的作用可以對(duì)腥味進(jìn)行掩蓋，在保證營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、降低成本的同時(shí)，兼具攜帶、食用方便等優(yōu)點(diǎn)，還可根據(jù)消費(fèi)者喜好改變產(chǎn)品的形狀、外觀和滋味，使其相較其他產(chǎn)品形式更具靈活性和可開發(fā)性。因此開發(fā)鱷魚肉糜制品，是開拓鱷魚肉市場(chǎng)的有效途徑之一。

但在鱷魚肉產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其凝膠性能較差，因此如何提高鱷魚肉糜的凝膠性能，成為產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶可以催化蛋白質(zhì)或多肽鏈上的谷氨酸殘基γ-羧基酰胺基與賴氨酸(Lys)殘基ε-氨基之間發(fā)生交聯(lián)作用，生成分子內(nèi)或分子間ε-(γ-Glu)-Lys非二硫共價(jià)鍵，從而達(dá)到增強(qiáng)凝膠特性的目的[3]。從微生物中所獲得的谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(microbial transglutaminase，MTGase)，具有成本低、易獲取、作用溫度穩(wěn)定、pH值范圍廣、且不依賴鈣離子等優(yōu)勢(shì)，因而在食品工業(yè)中被廣泛應(yīng)用[4]。國(guó)內(nèi)外[5-10]在MTGase的凝膠機(jī)理、凝膠改善能力及作用條件等方向均有大量研究，對(duì)象涉及魚糜、肉糜、蝦糜、乳制品、植物蛋白等方面，但是在鱷魚肌肉凝膠改善上的研究卻未見報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)MTGase提高暹羅鱷肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)的作用條件進(jìn)行優(yōu)化，以期提高鱷魚肉糜的凝膠性能，為鱷魚肉產(chǎn)品開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

暹羅鱷 鹽城泰鱷湖生態(tài)有限公司。

TG-B型谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(100U/g) 泰州一鳴精細(xì)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TA-XTplus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司；Avanti J-E高效冷凍離心機(jī) 美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特有限公司；JM-250數(shù)顯電泳儀 大連捷邁科貿(mào)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 肌原纖維蛋白的提取

參考Sarkar等[11]和Lefevre等[12]的方法，略作改動(dòng)。取冷凍鱷魚軀干及尾部于4℃條件下解凍，用冰水洗凈后去皮、去脂肪，取肌肉混合后用攪拌機(jī)絞碎。所得肉糜加入5倍A液(0.1mol/L NaCl溶液、1mmol/L EDTA溶液、20mmol/L磷酸緩沖液，pH7.0)，于冰浴中以10000r/min勻漿10min。取勻漿液于8000×g、4℃條件下離心10min，去上清液。沉淀再用5倍A液懸浮、勻漿、離心(條件同上)。重復(fù)2次后取沉淀，加入5倍B液(0.1mol/L NaCl-20mmol/L磷酸緩沖液(pH7.0))，同上操作，懸浮、勻漿、離心，重復(fù)2次。所得沉淀，于－70℃條件下凍藏。

1.3.2 凝膠制備

參考陸海霞等[13]的方法，略作修改。取－70℃條件下凍藏的肌原纖維蛋白(水分含量88.9%)，于4℃冰箱中解凍。稱取20g置于50mL離心管中，加入2.5%的氯化鈉及一定濃度的MTGase，冰浴中攪拌5min。于2000r/min、4℃條件下離心3min。然后置于一定溫度的恒溫水浴鍋中保溫一定時(shí)間，轉(zhuǎn)入90℃加熱30min，取出，冷卻后于4℃條件下冷藏過(guò)夜，待測(cè)。

1.3.3 凝膠強(qiáng)度測(cè)定

將凝膠樣品與于4℃冰箱中取出，放至室溫，然后將其切成1.5cm高的圓柱體(直徑約2.5cm)，使用TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行凝膠強(qiáng)度的測(cè)定。選擇圓柱形探頭P/5，測(cè)前速率1mm/s，測(cè)試速率1mm/s，測(cè)后速率10mm/s；穿刺測(cè)試距離為50%壓縮比；感應(yīng)力5g。穿刺曲線上的第1個(gè)峰即為破斷強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)的距離為凹陷度。按式(1)[14]計(jì)算凝膠強(qiáng)度。

1.3.4 持水性測(cè)定

參考徐幸蓮等[15]的方法，將凝膠切成5mm左右厚度的薄片，稱質(zhì)量記為m1，夾在上下各3片濾紙中。采用質(zhì)構(gòu)儀P/75探頭，5kg恒壓2min后，取凝膠稱質(zhì)量記為m2。

1.3.5 聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)

參照Laemmli[16]的方法，選取10%的分離膠和5%的濃縮膠對(duì)鱷魚肌原纖維蛋白凝膠進(jìn)行SDS-PAGE分析。稱取樣品3g，加入27mL 5g/100mL SDS溶液，10000r/min勻漿3min。將均質(zhì)液置于85℃條件下水浴1h后取出，5000r/min離心3min后取上清液。加蛋白上樣緩沖液1:1混合，煮沸5min后離心、上樣。初始電壓為80V，待溴酚藍(lán)進(jìn)入分離膠后將電壓調(diào)至120V，電泳時(shí)間約2h。

1.3.6 響應(yīng)曲面分析法試驗(yàn)

采用Design Expert 8.0軟件進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)，根據(jù)Box-Behnken的組合設(shè)計(jì)原則，以MTGase作用溫度、作用時(shí)間及酶添加量為自變量，以凝膠強(qiáng)度和持水性為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)了三因素三水平共17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的相應(yīng)面分析試驗(yàn)。其中12個(gè)為析因試驗(yàn)，5個(gè)為中心試驗(yàn)，用來(lái)估計(jì)試驗(yàn)誤差。每個(gè)試驗(yàn)平行3次，取平均值。其中因素水平選取見表1。

表1 響應(yīng)面分析因素及水平表Table1 Factors and levels for response surface analysis

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

利用DPS v13.5對(duì)數(shù)據(jù)作單因素方差分析，采用Tukey檢驗(yàn)法比較平均值的顯著差異性(P＜0.05)，并使用Origin Pro v8.0軟件做圖。采用Design Expert 8.0軟件中的多元線性回歸分析程序擬合二階多項(xiàng)式方程，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)曲面，分析試驗(yàn)因素及水平對(duì)響應(yīng)值的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 MTGase作用溫度對(duì)凝膠品質(zhì)的影響

在作用時(shí)間2h、酶添加量0.6U/g條件下，考察不同作用溫度對(duì)凝膠品質(zhì)的影響，如圖1所示。作用溫度對(duì)凝膠強(qiáng)度和持水性具有顯著影響(P＜0.05)。凝膠強(qiáng)度和持水性隨MTGase作用溫度的升高呈先上升后下降趨勢(shì)，在40℃時(shí)達(dá)最高值，之后隨著溫度的上升，均顯著下降。

圖1 MTGase作用溫度對(duì)鱷魚肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of incubation temperature on gelation properties of Crocodylus siamensis myofibril

圖2 MTGase作用溫度對(duì)鱷魚肌原纖維蛋白凝膠SDS-PAGE圖譜的影響Fig.2 Effect of incubation temperature on SDS-PAGE profile of Crocodylus siamensis myofibril

由圖2可以發(fā)現(xiàn)，20℃條件下處理得到的凝膠中存在明顯的MHC條帶，隨著溫度的上升，MHC條帶逐漸變細(xì)變淡。40℃和50℃條件下處理所得凝膠中不能觀察到MHC條帶，60℃條件下MHC條帶重新出現(xiàn)。MHC是參與凝膠形成的重要蛋白，其條帶的減弱或消失說(shuō)明更多的MHC參與了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)與形成。這也證明在20℃時(shí)，MTGase不能很好地催化蛋白質(zhì)之間發(fā)生交聯(lián)作用，40～50℃條件下，MTGase的催化能力最強(qiáng)，與凝膠強(qiáng)度和持水性的變化結(jié)果相一致。

一方面，如楊龍江等[17]所提出的觀點(diǎn)，加熱可使蛋白質(zhì)內(nèi)部的巰基暴露出來(lái)，交換形成更多二硫鍵，從而促進(jìn)不可逆凝膠的形成，因此隨溫度的升高，凝膠品質(zhì)增強(qiáng)。但溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致分子運(yùn)動(dòng)加速，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)展開速度高于聚集速度時(shí)，變性鏈無(wú)法較好定向，導(dǎo)致形成的凝膠粗糙、無(wú)序。所以認(rèn)為在40℃條件下，鱷魚肌原纖維蛋白的展開、聚集速度達(dá)到平衡，有利于凝膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定形成。另一方面，認(rèn)為與酶作用的最適溫度相關(guān)。破壞凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的內(nèi)源堿性蛋白酶在50～60℃活性最佳，它導(dǎo)致肌球蛋白等發(fā)生分解，使蛋白凝膠在50℃以上的反應(yīng)條件下發(fā)生凝膠劣化[18]。這也很好地解釋了雖然MTGase在50℃條件下的催化能力最高，所得凝膠品質(zhì)卻低于40℃處理這一現(xiàn)象。因此，選擇40℃是MTGase提高鱷魚肌原纖維蛋白凝膠能力的最適作用溫度。

2.1.2 MTGase作用時(shí)間對(duì)凝膠品質(zhì)的影響

在作用溫度40℃、酶添加量0.6U/g條件下，考察不同作用時(shí)間對(duì)凝膠品質(zhì)的影響，如圖3所示。作用時(shí)間對(duì)凝膠強(qiáng)度和持水性具有顯著影響(P＜0.05)。隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，凝膠強(qiáng)度和持水性在2h內(nèi)呈顯著上升趨勢(shì)(P＜0.05)，2h后趨于平緩。

圖3 MTGase作用時(shí)間對(duì)鱷魚肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of incubation time on gelation properties of Crocodylus siamensis myofibril

圖4 MTGase作用時(shí)間對(duì)鱷魚肌原纖維蛋白凝膠SDS-PAGE圖譜的影響Fig.4 Effect of incubation time on SDS-PAGE profile of Crocodylus siamensis myofibril

圖4 為圖3相應(yīng)的SDS-PAGE圖譜，可以看到，空白處理樣品存在明顯的MHC條帶，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，MHC條帶逐漸變細(xì)、減淡。加熱時(shí)間2h后，MHC條帶消失。這也說(shuō)明，加熱時(shí)間2h以上，可以保證蛋白質(zhì)充分交聯(lián)。

Kim等[19]對(duì)牛肉肌球蛋白的聚合反應(yīng)研究證明了這一點(diǎn)，在谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的作用下，35℃條件下預(yù)熱30min后，牛肉蛋白凝膠出現(xiàn)早期網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，1h后肌球蛋白的聚集現(xiàn)象明顯。這說(shuō)明，MTGase作用時(shí)間的延長(zhǎng)，有利于MTGase更好地催化蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí)Dondero等[5]指出，添加MTGase后的牛肉蛋白在不同溫度條件反應(yīng)，所得凝膠均在2h時(shí)強(qiáng)度最高，并在2h后，凝膠強(qiáng)度下降。Sakamoto等[20]也發(fā)現(xiàn)加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致凝膠劣化。因此，綜合凝膠品質(zhì)和生產(chǎn)成本等因素，選擇2h為MTGase最適作用時(shí)間。

2.1.3 MTGase添加量對(duì)凝膠品質(zhì)的影響

在作用溫度40℃、作用時(shí)間2h條件下，考察不同酶添加量對(duì)凝膠品質(zhì)的影響，如圖5所示。酶添加量對(duì)凝膠強(qiáng)度和持水性具有顯著影響(P＜0.05)。隨著MTGase添加量的增加，凝膠強(qiáng)度先呈顯著上升趨勢(shì)，后趨于平緩。在酶添加量為0.8U/g時(shí)，比空白處理的凝膠強(qiáng)度提高了2.1倍。超過(guò)0.8U/g后，凝膠強(qiáng)度無(wú)顯著提高(P＞0.05)。持水性呈先上升后下降趨勢(shì)，在0.6U/g時(shí)持水性最強(qiáng)。

圖5 MTGase添加量對(duì)鱷魚肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of MTGase concentration on gelation properties of Crocodylus siamensis myofibril

由圖6中相應(yīng)的蛋白電泳條帶可以發(fā)現(xiàn)，未添加MTGase所得凝膠的MHC條帶明顯，隨著MTGase的添加及含量的增大，MHC條帶逐漸變淡。當(dāng)MTGase添加量超過(guò)0.6U/g時(shí)，MHC條帶基本消失，隨添加量的增加也無(wú)顯著變化。再次證明，MTGase的添加可以顯著增加蛋白質(zhì)間的交聯(lián)，與凝膠品質(zhì)結(jié)果相一致。

這可能是由于在蛋白含量不變的條件下，谷氨酸和賴氨酸殘基數(shù)量一定，過(guò)多的酶添加并不能使蛋白發(fā)生更多交聯(lián)。Herrero等[21]、Chen Hongye等[22]、Ahhmed等[10]分別在對(duì)豬肉、雞肉的研究中證明了這一結(jié)論。同時(shí)，Sakamoto等[20]、Seguro等[23]在不同魚糜的相關(guān)研究中均發(fā)現(xiàn)過(guò)多的MTGase的添加會(huì)使凝膠強(qiáng)度發(fā)生下降，認(rèn)為酶濃度過(guò)高，導(dǎo)致過(guò)量ε-(γ-Glu)-Lys交聯(lián)的形成，破壞了凝膠結(jié)構(gòu)的均一性，反而導(dǎo)致凝膠變脆。因此，MTGase提高鱷魚肌原纖維蛋白凝膠能力的最適添加量為0.8U/g。

2.2 響應(yīng)面分析法優(yōu)化凝膠特性改善工藝

2.2.1 回歸模型的建立

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表2所示。

表2 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果(x±s，n=3)Table2 Box-Benhnken matrix and response values (x ±s，n==33))

表3 MTGase對(duì)鱷魚肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度影響的回歸模型方差分析表Table3 Analysis of variance for the regression model indicating the effect of MTGase treatment on gel strength ofCrocodylus siamensis

表4 MTGase對(duì)鱷魚肌原纖維蛋白凝膠持水性影響的回歸模型方差分析表Table4 Analysis of variance for the regression model indicating the effect of MTGase treatment on water-holding capacity ofCrocodylus siamensis

運(yùn)用Design Expert 8.0數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)表2試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，并建立凝膠強(qiáng)度(Y1)及持水性(Y2)與MTGase作用時(shí)間(A)、作用溫度(B)及酶添加量(C)3個(gè)因素實(shí)際值的數(shù)學(xué)回歸模型：

Y1=－2268.83＋94.55487A＋225.2925B＋1774.64375C－3.049AB－13.58125AC＋2.85BC－1.02699A2－28.38125B2－806.34375C2

Y2=－29.275＋4.10962A＋17.805B＋46.09375C－0.1755AB－0.36125AC＋0.65BC－0.044512A2－2.60375B2－21.28125C2

如表3、4所示，對(duì)凝膠強(qiáng)度和持水性的回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。得到兩個(gè)回歸模型極顯著P＜0.01，且失擬項(xiàng)檢驗(yàn)不顯著P＞0.05，說(shuō)明這兩個(gè)模型可用于實(shí)際值的預(yù)測(cè)，試驗(yàn)方法可靠。

由表3可知，凝膠強(qiáng)度回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.9680，表明有96.80%的數(shù)據(jù)可以用此方程解釋。一次項(xiàng)中影響凝膠強(qiáng)度的主次順序?yàn)锳(極顯著)＞B(顯著)＞C(不顯著)。交互項(xiàng)中AB和AC的交互影響顯著(P＜0.05)。二次項(xiàng)中。A2影響極顯著，B2和C2均影響顯著。

由表4可知，持水性回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.9536，表明有95.36%的數(shù)據(jù)可以用此方程解釋。影響失水率的一次項(xiàng)主次順序?yàn)锳(顯著)＞B(顯著)＞C(不顯著)。交互項(xiàng)中只有AB存在顯著的交互影響，二次項(xiàng)中A2和B2影響極顯著。

剔除影響不顯著的一次項(xiàng)、交互項(xiàng)及二次項(xiàng)，得優(yōu)化模型方程如下：

Y1=－2264.27＋94.55487A＋253.0125B＋1768.94375C－3.049AB－13.58125AC－1.02699A2－28.38125B2－806.34375C2

Y2=－7.27447＋3.85647A＋18.50421B－0.1755AB－0.044961A2－2.64855B2

2.2.2 響應(yīng)面分析

2.2.2.1 凝膠強(qiáng)度的響應(yīng)面分析

在凝膠強(qiáng)度回歸方程中，交互項(xiàng)AB和AC影響顯著。因此，分別作AB和AC交互影響的響應(yīng)曲面圖。

圖7 作用溫度與作用時(shí)間對(duì)暹羅鱷肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度影響的響應(yīng)面圖Fig.7 Response surface diagram for gel strength of Crocodylus siamensis myofibril affected by incubation temperature and incubation time

如圖7所示，隨作用溫度的上升，凝膠強(qiáng)度呈先增大后減小的趨勢(shì)。而隨作用時(shí)間的延長(zhǎng)，凝膠強(qiáng)度在不同溫度條件下呈現(xiàn)不同變化。在30℃作用條件下，凝膠強(qiáng)度隨作用時(shí)間的延長(zhǎng)呈增大趨勢(shì)，在40℃時(shí)呈先增大后減小趨勢(shì)，在50℃時(shí)呈明顯減小趨勢(shì)。

圖8 作用溫度與酶添加量對(duì)暹羅鱷肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度影響的響應(yīng)面圖Fig.8 Response surface diagram for gel strength of Crocodylus siamensis myofibril affected by incubation temperature and enzyme concentration

如圖8所示，隨酶添加量的增加，凝膠強(qiáng)度在不同溫度條件下呈現(xiàn)不同變化。在30℃作用條件下，酶添加量的增加對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響不大；在40℃時(shí)呈先增大后減小趨勢(shì)；而在50℃時(shí)，隨著酶添加量的增加呈減小趨勢(shì)。

2.2.2.2 凝膠持水性的響應(yīng)面分析

在持水性回歸方程中，交互項(xiàng)中只有AB影響顯著，因此根據(jù)回歸模型繪制AB交互影響的響應(yīng)面圖，如圖9所示，隨著作用溫度的上升，凝膠強(qiáng)度呈先增大后減小的趨勢(shì)；而隨作用時(shí)間的延長(zhǎng)，凝膠持水性在不同溫度條件下變化趨勢(shì)不同。在30℃時(shí)，凝膠持水性隨作用時(shí)間的延長(zhǎng)先上升后趨于平緩；在40℃時(shí)呈先上升后下降趨勢(shì)；而在50℃時(shí)隨作用時(shí)間的延長(zhǎng)主要呈下降趨勢(shì)?？梢姡谀Ｐ头秶鷥?nèi)，MTGase在低溫條件下需要較長(zhǎng)的作用時(shí)間，而在高溫條件下，長(zhǎng)時(shí)間作用會(huì)導(dǎo)致凝膠劣化，凝膠特性明顯下降。

圖9 作用溫度與作用時(shí)間對(duì)暹羅鱷肌原纖維蛋白凝膠持水性影響的響應(yīng)面圖Fig.9 Response surface diagram for water-holding capacity of Crocodylus siamensis myofibril affected by incubation temperature and incubation time

2.2.3 響應(yīng)面法優(yōu)化工藝參數(shù)

通過(guò)Design Expert 軟件分析，得MTGase改善暹羅鱷肌原纖維蛋白凝膠特性的最佳工藝條件為作用溫度37.99℃、作用時(shí)間2.29h、酶添加量0.8U/g，預(yù)測(cè)所得凝膠的凝膠強(qiáng)度為497.732g·cm，持水性為87.560%。為了便于操作，選取作用溫度38℃、作用時(shí)間2.3h、酶添加量0.8U/g，經(jīng)過(guò)5次平行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得凝膠強(qiáng)度為(509.886±10.245)g·cm，持水性為(88.094±0.981)%，相對(duì)誤差分別為2.44%和0.61%，說(shuō)明本模型與實(shí)際情況擬合較好，模型可靠。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)采用MTGase的添加改善暹羅鱷肌原纖維蛋白的凝膠品質(zhì)，通過(guò)單因素試驗(yàn)和三因素三水平的Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究MTGase對(duì)暹羅鱷肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度和持水性的影響，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型對(duì)其作用條件進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后，實(shí)際所得凝膠強(qiáng)度達(dá)509.886g·cm，持水性達(dá)88.094%，而空白對(duì)照凝膠的凝膠強(qiáng)度為153.555g·cm，持水性為73.055%，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化后，添加MTGase使凝膠強(qiáng)度提高了2.32倍，持水性提高了20.6%。因此，認(rèn)為在作用溫度38℃、作用時(shí)間2.3h、酶添加量0.8U/g條件下，MTGase可以顯著改善暹羅鱷肌原纖維蛋白的凝膠品質(zhì)。

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Optimizing by Response Surface Methodology the Use of Microbial Transglutaminase to Improve Gelation Properties of Crocodylus siamensis Myofibril

LUO Zi-sheng，XIE Yan，LIU Ying-feng

(School of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)

The optimal conditions of microbial transglutaminase (MTGase) for strengthening gelation properties of Crocodylus siamensis myof i bril were explored. The individual and interactive effects of incubation temperature, incubation time and MTGase concentration on gel strength and water-holding capacity were investigated by one-factor-at-a-time design and response surface analysis. The results showed that the optimal conditions for strengthening gelation properties of Crocodylus siamensis myof i bril were 38 ℃, 2.3 h and MTGase concentration of 0.8 U/g. Under the optimal conditions, the gel strength was 509.886 g?cm, and water-holding capacity was 88.094%, which revealed an increase by 2.32-fold and 20.6% when compared with gels without MTGase. These results demonstrated that the optimal hydrolysis procedure was feasible, and MTGase played an important role in improving gelation properties of Crocodylus siamensis myof i bril.

Crocodylus siamensis；myofibril；microbial transglutaminase (MTGase)；gel strength；water-holding capacity；response surface methodology (RSM)

TS254.4

A

1002-6630(2013)18-0006-06

10.7506/spkx1002-6630-201318002

2012-09-03

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD29B06)

羅自生(1972—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称焚A藏與加工。E-mail：luozisheng@zju.edu.cn