来自中国农业大学食品科学与营养工程学院的王迪、代蕾和高彦祥介绍了近年来蛋白质酶法改性的研究进展，讨论了改性蛋白质的功能特性，并对其应用前景进行展望。
一、酶法水解
蛋白质可以在酸性、碱性或酶的作用下发生水解，生成多肽或氨基酸。酸水解蛋白质是水解蛋白质的经典方法，一般利用盐酸在一定温度下水解一段时间后再用碱进行中和。酸水解法成本较低、操作简易、反应迅速、水解程度高，且产物几乎不被消旋，但是酸水解会破坏色氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺等敏感氨基酸，部分糖也会被破坏，导致水解液颜色呈现棕黑色，最重要的是酸水解蛋白原料过程会产生具有毒性和致癌性的氯丙醇。碱法水解蛋白质色氨酸稳定，但水解后氨基酸会消旋。相比之下，酶法水解安全性高、反应条件温和、具有专一性、副反应少，不破坏敏感氨基酸，能够保留原料风味，其诸多优点使酶法水解逐渐成为水解蛋白质的趋势。对蛋白质进行水解，可以改善蛋白质的营养价值和功能特性，降低蛋白质的分子质量，提高其溶解性等。酶法水解植物蛋白所用的酶包括内切蛋白酶和外切蛋白酶，常用的酶有中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和一些微生物酶等。
利用不同的酶在一定条件下对蛋白质进行一定程度的水解，可以得到含有特定氨基酸的短链肽或氨基酸混合物，调整蛋白质的理化性质、功能特性及营养价值，要得到理想的水解产物，必须考虑蛋白质原料种类与浓度、水解酶的种类与浓度、水解过程条件、蛋白质水解程度等因素。
二、酶法交联
1.1 TGase交联反应
TGase是由331 个氨基组成的相对分子质量约38000的具有活性中心的单体蛋白质酰基转移酶，它针对蛋白质的酰胺基，催化亲核反应，从而引发蛋白质或多肽之间的共价交联。TGase催化反应时主要利用蛋白质谷氨酰胺残基上的γ-甲酰胺基作供体，可利用分子内或其他分子肽链中的赖氨酸残基中的?-氨基作为受体，也可利用伯氨基或者水作为受体进行共价交联反应。通过TGase催化交联反应既可形成蛋白质高分子网状结构，使产品的质构或流变学特性发生改变；也可以引入其他蛋白质、肽类及小分子氨基酸提高产品营养价值；或使谷氨酰胺残基脱氨基形成谷氨酸残基，影响蛋白质等电点及溶解性。
目前，TGase已经广泛被应用于乳清蛋白、β-乳球蛋白、大豆分离蛋白、酪蛋白、小麦蛋白之间的共价交联。酸奶中牛奶蛋白在利用TGase进行诱导交联之前常常需要加热使蛋白质结构舒展，将TGase和谷胱甘肽加入到牛奶中，发现在巴氏杀菌之前不需要加热前处理即可以利用TGase诱导蛋白质形成凝胶网络结构，对酶进行灭活后再进行发酵，基本不会对酸奶品质产生负面影响。
1.2 PPO交联反应
PPO是一类含铜的氧化还原酶，可以催化邻-苯二酚氧化成邻-苯二醌，也可以用于单酚单加氧酶的底物，生成邻-苯二酚，继而氧化为邻-苯二醌。PPO在自然界中分布较广，普遍存在于植物、昆虫和微生物中。PPO主要可分为三大类：单酚单氧化酶（酪氨酸酶，EC.1.14.18.1）、双酚氧化酶（儿茶酚氧化酶，EC.1.10.3.2）和漆酶（EC.1.10.3.1）。
研究证明，可以利用酪氨酸酶诱导α-乳白蛋白和β-乳球蛋白形成凝胶网络结构，这些研究优化了酪氨酸酶诱导两种蛋白质的最适条件，通过证实该催化反应不同的反应机理和反应位点说明酪氨酸酶诱导蛋白质形成凝胶可能是代替传统TGase诱导蛋白质交联的一种可行方法。
1.3 POD交联反应
POD是由单一肽链与一个铁卟辅基结构形成的血红蛋白酶，是以过氧化氢为电子受体催化底物氧化的氧化还原酶，可催化过氧化氢、氧化酚类、胺类化合物、杂环化合物和一些无机离子。含铁的POD包括正铁血红素过氧化物酶（主要存在于植物、动物和微生物中）和绿过氧化物酶（主要存在于动物器官和乳汁中），而黄蛋白过氧化物酶是一类以黄素腺嘌呤二核苷酸作为辅基的酶，主要存在于动物组织和微生物中。
除以上介绍的几类主要酶外，一些氧化酶也可以诱导蛋白质交联，如LOX、葡萄糖氧化酶等。LOX由单一的多肽链组成，是一种含非血红素铁、不含硫的蛋白质，专一催化具有顺,顺-1,4-戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸加氧反应，氧化生成具有共轭双键的过氧化衍生物，能直接与食品中的蛋白质和氨基酸结合，豆制品的腥味、苦涩味和LOX有关。
三、酶催化多酚-蛋白质接枝
利用酶催化诱导可以将具有特异功能活性的小分子接枝到蛋白质上，增加其营养品质或功能特性。植物多酚种类众多，包括酚酸类、类黄酮类以及1,2-二苯乙烯和木酚素类等。植物多酚具有抗氧化、抗菌消炎、抗病毒、抗癌、抗肿瘤的活性，还有一定的抑制肥胖功能。多酚类物质与蛋白质交联，赋予蛋白质新的功能特性，这类研究中，利用较多的是阿魏酸、绿原酸、没食子酸、表没食子儿茶素没食子酸酯、咖啡酸、香草酸等多酚类物质。酶催化多酚类物质与蛋白质共价的主要机理是酶（或配合氧气）将多酚的酚羟基氧化为醌，醌可以与蛋白质氨基酸残基中的氨基或巯基反应，形成C—N或C—S共价键。醌类化合物易受到蛋白质中的赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸等氨基酸中亲电基团的攻击。
四、酶改性蛋白质的应用
目前，水解蛋白在食品工业中较多，利用蛋白质水解产物调整食品质构及增强风味的性能，将其添加到肉制品当中，亦或直接制成调味品；也可利用其优良的乳化性能及消化吸收特性，将其添加到乳品饮料或营养口服液当中；利用其水解产物对某些疾病的预防、减少过敏反应作用以及一定的抗氧化活性，将其用于医药行业、特殊膳食的配方及减肥产品中；还有利用酶法提取植物油的研究。在水解动物蛋白的应用中，牛奶蛋白是一类重要的蛋白原料，其中，利用食品级蛋白酶水解乳清蛋白和酪蛋白的应用较广泛。利用碱性蛋白酶水解乳清蛋白制备脂肪代替品，并将其添加到冰淇淋中，可以获得感官指标较佳的低脂冰淇淋。采用胰蛋白酶和高压微射流对花生蛋白进行改性，改性后的花生蛋白乳化性得到改善，制备的乳状液稳定，可以将改性蛋白作为乳化剂和壁材应用到微胶囊粉末的制备中。近年来，植物蛋白也被应用在一些配方食品中，一些关于植物蛋白水解产物作为功能食品或风味物质的研究逐渐被进行商业应用，例如应用在液体食品、能量补充饮料、低敏性食品和一些治疗某些疾病的药品中。利用碱性蛋白酶水解黑豆分离蛋白，水解产物在口服葡萄糖耐量实验中显着降低餐后葡萄糖水平，且呈剂量依赖性降低糖尿病大鼠的血糖水平，水解物可能有助于控制糖尿病患者的糖尿病水平。
蛋白质交联主要应用在改善食品的营养品质和感官特性上：一方面利用蛋白质交联可以减少某些敏感氨基酸在食品加工过程的流失或加入新的必需氨基酸以弥补天然蛋白质成分的不足；另一方面利用蛋白质交联调节食品的组织结构或通过交联植物蛋白模仿肉制品。
目前，蛋白质-多酚共价接枝还主要停留在研究层面，未广泛实际应用及大批量产品生产。蛋白质和多酚的相互作用被认为是酒水、饮料出现浑浊和沉淀的重要原因之一，更倾向于利用一些氧化酶分解蛋白质，或内源PPO、过氧化氢酶使多酚聚合，以减少蛋白质-多酚的相互作用。
