近日，爱尔兰农业与食品发展部Teagasc国家食品研究中心Qi Tang (第一作者)和缪松教授(通讯作者)等在国际食品领域Top期刊《Food Hydrocolloids》(Q1, IF: 11.504) 在线发表了学术文章“Effect of microbial transglutaminase on functional, rheological, and structural properties of lentil protein-casein binary gels”。该研究开发了微生物谷氨酰胺转酶诱导扁豆蛋白(LPI) 与酪蛋白 (casein) 二元蛋白凝胶制备策略，对比了不同蛋白配比的凝胶分子量分布、流变性质、机械性能、表观性能及微观形态，为未来植物蛋白替代乳蛋白在凝胶相关食品体系的应用提供了理论依据。

近年来，由于可持续性，健康和环境等问题，越来越多的研究人员开始关注植物蛋白替代动物蛋白(如乳制品蛋白)食品凝胶体系的技术开发。然而，由于植物蛋白和乳蛋白在蛋白组成、结构和功能特性的显著差异，开发植物蛋白和乳蛋白二元混合凝胶体系非常具有挑战性。例如，热诱导植物蛋白-乳蛋白混合物更多模拟了植物蛋白的性能且有可能出现相分离等问题，因而无法提供理想的凝胶性能。

有趣的是，微生物谷氨酰胺转酶(MTGase; EC(2.3.2.13))可以催化蛋白质谷氨酰胺残基的γ-羧胺基团(酰基供体)和赖氨酸残基的ε-氨基(酰基受体)进行分子内和分子间的交联反应，产生ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸异肽键。该酶诱导形成的异肽键比非共价键强约20倍，它可以将蛋白质分子结合在一起，形成更好的凝胶网状结构。然而，由于Gln和Lys残基的数量以及MTGase对这两个活性基团的可及性不同，MTGase诱导的凝胶性能随蛋白质底物的不同而变化。MTGase可以显著改善豆科蛋白(如大豆蛋白)的凝胶特性，其酸性亚基比碱性亚基更容易交联。而酪蛋白很容易被MTGase交联，在脱脂牛奶中，其亚基对MTGase交联敏感性按κ > β > αS1 > αS2的顺序递减。然而，目前尚没有对MTGase诱导的LPI和casein二元蛋白体系的凝胶性能进行系统的研究。因此，本研究开发MTGase诱导LPI与casein二元蛋白体系相互作用新策略，以制备性能优质的凝胶，并探索豆类蛋白替代乳蛋白制备多样化食品的潜力。

该文章研究了MTGase对LPI-casein二元蛋白凝胶性能、流变和结构特性的影响。电泳图谱显示，在MTGase作用下，几乎所有的casein组分、LPI的11S酸性亚基(~ 40 kDa)和7S vicilins (~ 50 kDa)在凝胶形成过程中发生交联，而仅部分11S碱性亚基(~ 20 kDa)产生了交联。研究发现，MTGase可以诱导LPI和casein及其二元混合物形成自持凝胶，且凝胶的持水性、流变性、机械性能和微观结构特性随casein相对含量的升高而增强。此外，用25%的LPI部分替代casein可以得到与casein相似的机械性能、持水性和结构致密均匀的凝胶。本研究证实了MTGase可以有效提高LPI-casein二元蛋白凝胶性能，所构建的植物蛋白-乳蛋白凝胶体系可进一步指导多样化食品开发，提高植物蛋白在食品工业中的应用潜力。

通信作者简介

缪松，教授，现为爱尔兰农业与食品发展部Teagasc国家食品研究中心终身高级研究员、爱尔兰国立科克大学（University College Cork，UCC）兼任教授，UCC和爱尔兰国立都柏林大学（UCD）博士生导师，长期从事食品材料及贮藏加工技术领域基础理论和应用研究，曾在爱尔兰国家生物技术中心从事博士后研究，在荷兰联合利华全球研发中心任研发经理及研发专员。缪松博士自任职Teagasc国家食品研究中心以来，长期与多所高校及科研院所、跨国企业保持密切合作关系，主持或参与多项国家和欧盟项目，发表SCI研究论文200余篇，担任Journal of Future Foods 和Frontiers in Nutrition等期刊副主编，Food Science and Human Wellness、Food Science and Nutrition、 Drying Technology、Applied Food Research 和Foods等多种国际食品期刊编委；主要研究方向为：食品物性材料学，食品干燥与造粒，粉末技术，益生菌和活性分子包埋，食品结构及传递体系设计，食品加工与功能性, 乳品技术以及植物基功能食品配料等。

第一作者简介

唐琪，现为爱尔兰国立科克大学 (University College Cork)、爱尔兰农业与食品发展部Teagasc国家食品研究中心联合培养博士。师从缪松教授和Prof. Yrjö H. Roos，主要研究方向为蛋白质（植物蛋白和乳蛋白）结构功能改性及其凝胶体系的构建与应用。共发表SCI论文4篇（累计影响因子31.2），参与编写英文专著1部。