轉谷氨酰胺酶(TGase)廣泛存在于魚類中，其主要作用是催化肌原纖維蛋白中谷氨酰胺殘基的γ-酰胺基與賴氨酸殘基的?-氨基發生交聯作用，生成分子內或分子間?-(γ-Glu)-Lys非二硫共價鍵，促進蛋白網狀結構的形成。熱誘導魚糜凝膠的形成包括凝膠化、凝膠劣化與凝膠熟化3 個階段，研究認為魚肉蛋白的凝膠化有賴于其內源性TGase介導的蛋白質非二硫共價鍵的交聯，形成的魚糜凝膠強度與TGase活力正相關。電子束輻照是一種新型的食品加工技術，在食品保鮮、質量和安全控制、品質改進等領域應用廣泛，電子束輻照能引起蛋白構象的改變，導致蛋白變性、聚集或凝膠化，同時也能改變魚糜內源性酶的結構及其活性，從而影響魚糜凝膠的形成。

帶魚魚糜所含內源性TGase也與帶魚魚糜凝膠化作用有關。為進一步闡述電子束輻照對魚糜凝膠特性的影響機理，寧波大學食品與藥學學院、浙江省動物蛋白食品精深加工技術重點實驗室的楊镕、徐安琪和楊文鴿*等人以0~9 kGy電子束輻照帶魚魚糜，提取魚糜中的內源性TGase，測定酶活力及其最適反應溫度和pH值，并通過傅里葉變換紅外光譜、圓二色光譜分析酶的二級結構，探究電子束輻照對帶魚魚糜TGase的影響機理，旨在為利用電子束輻照改進魚糜及其制品品質提供依據。

1 電子束輻照對帶魚魚糜TGase活力的影響

由圖1可知，隨著輻照劑量的增加，魚糜內源性TGase活力先上升后下降，5 kGy組魚糜中的TGase活力最高，并顯著高于對照組及其他劑量處理組(P<0.05)，7 kGy和9 kGy組TGase活力低于對照組，尤其是9 kGy組TGase活力顯著降低。本實驗中，1、3 kGy和5 kGy劑量能激活TGase活性，其中5 kGy組效果最顯著，但7 kGy和9 kGy劑量則抑制TGase活性。推測較低劑量輻照能促進TGase肽鏈的伸展，活性基團的適當暴露有利于酶催化肌原纖維蛋白中谷氨酰胺殘基的γ-酰胺基與賴氨酸殘基的?-氨基發生交聯，而隨著輻照劑量的繼續增加，TGase 分子上暴露基團之間的相互作用增強，從而削弱了酶分子對底物的親和能力，導致酶活力下降。

2 電子束輻照對帶魚魚糜TGase最適反應溫度和pH 值的影響

結果顯示，9 kGy組魚糜TGase的最適反應溫度為45 ℃，其余組均為40 ℃。在55～75 ℃區間內，各組魚糜TGase活力有所降低，而在85 ℃時TGase活力急劇下降。電子束輻照后魚糜內源性TGase對溫度的敏感性不同，25 ℃時對照組魚糜TGase活力最大，35 ℃和40 ℃時，1、3、5 kGy組魚糜TGase活力高于對照組，而在45 ℃條件下，對照組和5、7 kGy組魚糜TGase活力基本接近，并高于其余組。

和大多數酶一樣，pH值會影響酶分子上基團的解離，影響酶和底物分子的結合;高溫下酶和底物分子運動加快，碰撞機會增加，進而提高酶的催化活性，但高溫同時會引起酶分子變性失活。經電子束輻照處理，各組魚糜內源性TGase的活力隨著pH值或溫度的升高呈現先升高后下降趨勢，并均在pH 8.0、溫度40～45 ℃時活力達到最大，可見輻照處理影響魚糜內源性TGase的活性，但并沒有明顯改變TGase的最適反應pH值和最適反應溫度。在熱誘導魚糜凝膠形成的過程中，低溫段采取40 ℃加熱有利于輻照魚糜內源性TGase發揮催化作用，促進魚糜的凝膠化作用。

3 電子束輻照對帶魚魚糜TGase二級結構的影響

3.1 傅里葉變換紅外光譜分析結果

紅外光譜在多個波段對蛋白質分子中的化學基團具 有特征吸收帶，可以反映蛋白質的二級結構信息。由圖2可知，各組魚糜TGase在紅外區出現若干個特征吸收峰，其中1 051 cm-1左右處吸收峰代表分子中的C—O伸縮振動;1 515～1 570 cm-1為酰胺II帶的特征吸收區域，由60%的N—H彎曲振動和40%的C—N伸縮振動引起;1 600～1 700 cm-1為酰胺I帶的吸收峰，譜峰指認比較成熟，其對應關系分別為β-折疊(1 610～1 639 cm-1)、無規卷曲(1 640～1 650cm-1)、α-螺旋(1 651～1 660 cm-1)、β-轉角(1 661～1 670 cm-1)，酰胺I帶的吸收峰能較好地反映蛋白質的二級結構;3 300 cm-1左右為酰胺A帶的吸收峰，波數的變化與酶分子中氫鍵的變化有關。通常高溫或輻照等處理會破壞分子內的氫鍵作用，影響蛋白質的二級結構單元，使得峰位遷移。

與對照組相比，輻照組魚糜TGase在紅外區的特征吸收峰發生不同程度偏移，其中酰胺I帶峰由高波數(1 654 cm-1)向低波數(1 649 cm-1)移動，可見電子束輻照改變了魚糜TGase的空間結構，分子中的二級結構單元組成發生了變化。對酰胺I帶進行高斯曲線擬合分析，根據積分面積計算TGase二級結構的相對含量。TGase中α-螺旋和無規卷曲相對含量最高，β-折疊相對含量最低。結合圖2，輻照組魚糜TGase酰胺I帶峰由高波數向低波數移動，分子中部分α-螺旋轉變為無規卷曲、β-折疊等結構，尤其在5 kGy組最為明顯。

3.2 圓二色光譜分析結果

不同劑量輻照帶魚魚糜TGase的圓二色光譜結果見圖3，各二級結構的相對含量見圖4。圓二色光譜與傅里葉變換紅外光譜所表征的TGase二級結構相對含量的變化趨勢一致，具體數值的差異可能是由于計算方法存在差別。由圖4可知，輻照劑量低于5 kGy時，隨著輻照劑量的增加TGase中α-螺旋相對含量減少，β-折疊和無規卷曲相對含量增加，超過5 kGy則相反。至5 kGy時TGase二級結構中α-螺旋相對含量達最小值，而β-折疊及無規卷曲相對含量達最大值。說明低于5 kGy輻照劑量可以促使α-螺旋轉化為β-折疊和無規卷曲。

結合輻照處理對TGase活力的影響，推測輻照導致酶蛋白結構的變化，在一定劑量下，α-螺旋中規則有序的氫鍵穩定性遭到破壞，展開的多肽鏈暴露出更多的基團，在分子重新聚集時部分形成β-折疊，部分轉變為無規卷曲，而這種變化有利于酶活性基團的暴露并進一步和底物結合。

4 電子束輻照對帶魚魚糜凝膠強度和保水性的影響

結果顯示，輻照后魚糜凝膠強度和保水性均顯著高于對照組(P<0.05)，并在5 kGy處理組達到最大值，分別為875 g·cm和94.30%，顯著高于對照組(380 g·cm和82.00%)，這與5 kGy劑量處理能顯著提升帶魚魚糜TGase活性相一致。電子束輻照會對帶魚魚糜內源性TGase產生影響，提升或降低魚糜凝膠強度，同時輻照也會引起魚糜肌原纖維蛋白、其他內源性酶發生變化，從而影響魚糜凝膠的形成。本實驗室在輻照對魚糜凝膠特性的研究中，也發現適宜劑量(5～7 kGy)的輻照處理會改變魚糜蛋白分子的交聯度，使其凝膠網狀結構更加緊密，同時也能通過抑制魚糜內源性肌原纖維結合型絲氨酸蛋白酶和組織蛋白酶L的活性，減輕對肌原纖維蛋白的降解作用，從而起到防止凝膠劣化、增強其凝膠強度和保水性的作用。電子束輻照對魚糜凝膠強度和保水性等宏觀凝膠特性的影響，是魚糜中肌原纖維蛋白、內源性酶等微觀分子結構變化的綜合結果。

結 論

電子束輻照處理對帶魚魚糜內源性TGase的酶學特性產生影響，隨著輻照劑量由1 kGy增加到9 kGy，TGase活力呈現先上升后降低，5 kGy劑量處理能顯著提升魚糜TGase活性，輻照不影響TGase的最適反應pH值，除9 kGy處理組外，各組魚糜TGase的最適反應溫度均為40 ℃。為形成更好的魚糜凝膠，通常采用二段式加熱，低溫段溫度設置為40 ℃有利于TGase發揮最適作用;輻照引起魚糜TGase分子中的二級結構單元轉變，導致其構象變化，適宜劑量電子束輻照能使TGase酶蛋白分子中結構相對緊密的α-螺旋和β-轉角結構轉化為較松散的β-折疊及無規卷曲，有利于TGase活性基團的暴露，有效提高魚糜TGase活性，促進帶魚魚糜凝膠的形成。