نقش آنزیم ترانس گلوتامیناز در صنعت گوشت و فرآوردههای گوشتی
صنعت گوشت و فرآوردههای گوشتی
برای پاسخ به کمبود غذا و رشد جمعیت، توسعه و استفاده از پروتئینهای غذایی پیشرفته در سالهای اخیر به طور مداوم در حال افزایش است. ترانس گلوتامینازی که در صنعت گوشت استفاده میشود اکتیویته بالاتر از نمونه استفاده شده در صنعت لبنیات دارد. ترانس گلوتامیناز یا TG به طور گسترده در محصولات گوشتی، محصولات لبنی، محصولات نانوایی، محصولات پروتئین گیاهی و فیلمهای خوراکی استفاده میشود. در فرآوری گوشت، TG برای بهینه سازی بافت محصول، افزایش عملکرد نگهداری آب و تولید محصولات گوشتی سالم و مغذی استفاده می شود. ترانس گلوتامیناز ساختار، بافت و انسجام فرآوردههای گوشتی را بدون نیاز به پردازش حرارتی یا هر گونه افزودنی مانند فسفات بهبود میدهد. ترانس گلوتامیناز اجازه تولید محصولات جدید گوشتی را داده است که در آنها به جای گوشت با ارزش بالا از مواد خام ارزانتر استفاده میشود.
شیمی عملکرد ترانس گلوتامیناز
آنزیم ترانسگلوتامیناز در محدوده وسیعی از pH (5 تا 8) و دما (40 تا 70 درجه سانتیگراد) فعال) عمل میکند. این آنزیم خارج سلولی مستقل از کاتیون کلسیم است است و فعال شدن آن به کوفاکتورهای خاصی نیاز ندارد. ترانس گلوتامیناز (TG) آنزیمی است که واکنش اتصال بین پروتئین لیزین و اسید گلوتامیک را کاتالیز میکند و در نتیجه باعث ایجاد پیوندهای کووالانسی میشود؛ این پیوندهای کوالانسی به نوبه خود باعث بهبود خواص عملکردی پروتئینها مانند پایداری حرارتی، پایداری امولسیون، ژل شدن و احتباس آب میشود. مطالعات نشان میدهند که قابلیت اتصال عرضی ترانس گلوتامیناز در گوشت به شدت به دما، pH، بار سطحی پروتئین و قدرت یونی بستگی دارد. استفاده از TGM در تولید گوشت باعث تشکیل پلیمرهای با وزن مولکولی بالا میشود.
کابردهای ترانس گلوتامیناز در فرآوری انوع محصولات گوشتی
علاوه بر تأثیر مثبت بر بافت محصول نهایی، به گوشت بدون نیاز به پردازش حرارتی یا افزودن نمک یا فسفات انسجام میدهد. مثلا بافت سوسیسهای هموژن ساخته شده از گوشت گاو یا گوشت مرغ را تقویت میکند. ترانس گلوتامیناز به طور گسترده در صنعت گوشت، عمدتاً در تولید گوشت بازسازی شده استفاده میشود. ترانس گلوتامیناز اضافه شده به گوشت میتواند کیفیت ژل، خاصیت ارتجاعی، برش پذیری و راندمان گوشت را بهبود بخشد. بنابراین ترانس گلوتامیناز به طور گسترده در فرآوری محصولات گوشتی مختلف استفاده میشود و کاربرد ترانس گلوتامیناز در تولید گوشت شامل جنبههای زیر است:
ترکیب مجدد گوشت چرخ کرده
در فرآیند فرآوری گوشت، اغلب گوشت چرخ کرده و بقایای گوشت به عنوان محصول جانبی تولید میشوند. نحوه ترکیب مجدد این گوشتهای کمارزش برای افزایش ارزش افزوده و صرفه اقتصادی، مشکلی کلیدی است که همه شرکتهای فعال در صنعت گوشت باید فوراً آن را حل کنند. از آن جایی که ترانس گلوتامیناز پیوندهای عرضی درون مولکولی و بین مولکولی پروتئینی ایجاد میکند، بنابراین به طور گسترده در بازسازی فرآوردههای گوشتی استفاده میشود. با استفاده از ترانس گلوتامیناز این خرده گوشتها به یک تکه کامل گوشت تبدیل میشوند و از این طریق میزان استفاده از مواد خام را تا حد زیادی کم میکنند. گوشت فرآوری شده با این آنزیم قابلیت انجماد و پخت مجدد دارد و با توجه با استحکام خوب آن ترک نخواهد خورد.
تولید محصولات گوشتی سالم و مغذی
نمک و فسفات نقش مهمی در ساختار فرآوردههای گوشتی دارند. آنها افزودنیهای غذایی ضروری در فرآوری فرآوردههای گوشتی هستند. توسعه محصولات گوشتی کم نمک، سالم و مغذی در سال های اخیر به کانون تحقیقاتی تبدیل شده است. ترانس گلوتامیناز یک ابزار قدرتمند برای توسعه چنین محصولاتی است. در طی فرآوری محصولات گوشتی، ترانس گلوتامیناز میتواند مقدار افزودنیهای غذایی را کاهش دهد و در عین حال طعم اصلی گوشت را حفظ کند. به عنوان مثال، اگر مقدار نمک موجود در سوسیس به 0.05 درصد کاهش یابد و سپس 0.25 درصد ترانس گلوتامیناز اضافه شود، کیفیت حسی سوسیس تفاوت زیادی با سوسیس حاوی 1.8 درصد نمک ندارد و نشان می دهد که ترانس گلوتامیناز می تواند انعقاد آن را بسیار بهبود میبخشد.
فرآوری ژلاتین ماهی
درجات مختلف ژل شدن را میتوان در هنگام افزودن ترانس گلوتامیناز مشاهده کرد. این برای ژلاتین پوست ماهی نیز معتبر است. یعنی، ژلاتین پوست ماهی آب سرد اصلاح شده با ترانس گلوتامیناز میتواند جایگزین بالقوه ژلاتین پستانداران باشد.
بهینه سازی بافت محصول و بهبود کیفیت محصولات گوشتی
ساختار و بافت فرآوردههای گوشتی یک ویژگی مهم و یک عامل تاثیرگذار بر انتخاب مصرف کنندگان است. افزودن ترانس گلوتامیناز میتواند به طور قابل توجهی کیفیت محصولات گوشتی را بهبود بخشد. برخی از محققان تاثیر افزودن ترانس گلوتامیناز بر کیفیت کوفته مرغ را مطالعه کردند و یافتند که میزان آنزیم اضافه شده با سختی کوفته مرغ نسبت مستقیم دارد.
افزایش ظرفیت نگهداری آب و بهبود عملکرد پخت و پز
احتباس آب یک شاخص کیفی مهم در فرآوردههای گوشتی است. میزان محتوای آب کیفیت خوراکی فرآوردههای گوشتی مانند رنگ، عطر، طعم، تغذیه، آبدار بودن و لطافت را تعیین میکند و بر ارزش اقتصادی محصول تأثیر میگذارد. از آنجایی که ساختار شبکه فضایی تشکیل شده حاصل کاتالیز ترانس گلوتامیناز میتواند مقدار زیادی آب را در خود نگه دارد، میتواند از جمع شدن آب محصولات گوشتی در طول فرآوری جلوگیری کند و عملکرد پخت و پز محصولات را بهبود بخشد. در آزمایشی از سینه مرغ بدون پوست به عنوان ماده اولیه برای تهیه پیراشکی گوشت استفاده شد و پروتئین سویا و ترانس گلوتامیناز به آن اضافه شد. نتایج آزمایش نشان داد که افزودن ترانس گلوتامیناز بازده پخت را افزایش میدهد.
فرآوردههای مبتنی بر گیاه
از آنجایی که اکثریت جمعیت همه چیزخوار هستند، ترانس گلوتامیناز به طور گسترده در صنایع غذایی مبتنی بر گیاه (PB) استفاده میشود؛ در این صنعت محصولاتی طراحی میشود تا ظاهر، طعم و حس غذاهای حیوانی را القا میکنند. استحکام ژل این محصولات با استفاده از اسلات، پلیساکاریدها و آنزیمهای اتصال عرضی مانند TGM بهبود مییابد. مثلا TGM با ایجاد پیوندهای عرضی کووالانسی بین مولکولهای پروتئین سیب زمینی با و ایجاد ساختارهای گوشت مانند، استحکام ژل را افزایش میدهد. همچنین با افزودن ترانس گلوتامیناز به سویا، میتوان سوسیس سالامی را تولید کرد که بافت و طعم سوسیس تولید شده از گوشت را داشته باشد.
فرآوری ژامبون
ژامبون فرآوری شده با استفاده از TG بدون تغییر خاصی در خصوصیات فیزیکوشیمیایی (به ویژه رنگ)، محصولی محصولی با بافت و طعم مطلوب است. میتوان در این کاربرد از ترانس گلوتامیناز به دوصورت مایع یا پودر برای بازسازی ساختار ژامبون خشک شده استفاده کرد. افزودن 1 درصد ترانس گلوتامیناز به گوشت سوسیس ژامبون میتواند به طور قابل توجهی سختی، کشش، حس جویدن و برشپذیری ژامبون را بهبود بخشد.