谷氨酰胺轉氨酶及其在食品工業上的應用研究進展

楊 聰，郭麗瓊, ，萬 華，鄒 苑，鄭倩望，林俊芳,

（1.華南農業大學食品學院，廣東廣州510640；

2.廣東省微生態制劑工程技術研究中心，廣東廣州510642；

3.華南農業大學數學與信息學院，廣東廣州510640）

谷氨酰胺轉氨酶（全稱為蛋白質-谷胺酰胺γ-谷氨酰胺基轉移酶）又稱轉谷氨酰胺酶，廣泛存在于動物、植物和微生物中，最早在20世紀50年代從豚鼠肝臟中分離出來, 早期的研究主要集中在動物組織中的TGase, 自從1989年Ando等從輪枝鏈霉菌中分離到TGase之后, 該酶在工業中的應用才日益廣泛。TGase主要催化蛋白質中谷氨酰胺殘基的γ-羥胺基團與伯胺化合物（?；荏w）之間發生酰基轉移反應，使蛋白質發生共價交聯，通過胺的導入、交聯及脫胺三種途徑改性蛋白質[1]。TGase介導的分子交聯能夠改善蛋白質的熱穩定性、持水力等特性，有助于形成強有力的凝膠，改善蛋白制品的品質[2]。目前該酶已被廣泛應用于肉制品、乳制品等傳統蛋白制品的質構改良，隨著國內外學者對其催化本質的深入研究，該酶在微膠囊、可食性薄膜、乳液凝膠等領域也發揮作用。本文主要闡述TGase的功能特性、作用機理及在食品工業中的應用進展，分析當前應用現狀，以期為該酶的工業化應用提供有效參考。

1 TGase的來源

TGase普遍存在于生物中，從來源上劃分，主要分為三大類：動物組織中提取的酶（如動物肝臟）、植物組織中提取的酶和由微生物發酵提取的酶。雖然這3種TGase的催化性質及催化機理相似，但它們在氨基酸組成、酶學性質等方面卻存在著較大的差異，在結構和功能上的差異，使得它們在食品工業上應用的也不同。

動物來源的TGase廣泛分布于各種動物尤其是哺乳動物的組織和器官中，動物TGase含有一個由半胱氨酸殘基、組氨酸殘基和天冬氨酸殘基組成的具有催化作用的三聯體，催化作用需要Ca2+激活，通過連接到半胱氨酸的中間體完成，對底物特異性強。分子量為75～80 kDa因肽鏈上有17個半胱氨酸殘基，在50 ℃時酶即有較大損耗，導致其熱穩定性差，不適宜較高溫度的工業化生產[3]。

植物組織中的TGase普遍存在于植物器官和細胞器中，主要催化多胺與不同蛋白質靶標（如細胞骨架）的綴合，參與葉綠體中光合復合體的穩定、衰老以及植物細胞的衰亡。從動物來源分離的TGase需要在有Ca2+存在的條件下才能發揮作用，植物來源的TGase對Ca2+的依賴性因物種而異，但同樣分離純化工藝復雜，得率低，較難進行商業化生產。所以來源于動植物的TGase的應用發展十分受限，不能大規模應用到食品工業生產中。

微生物來源的谷氨酰胺轉氨酶（Microbial Transglutaminase，MTGase）屬于胞外酶，可由發酵微生物直接分泌到培養基中，分離純化較容易，并且微生物發酵原料廉價、產酶周期短，可大規模工業化生產，催化活性不依賴Ca2+，底物特異性低，所以備受青睞。大量的微生物（如放線菌、芽孢桿菌、大腸桿菌和鏈霉菌等）都可用于MTGase的生物合成。目前微生物發酵產MTGase大多是應用補料分批浸沒式和固態發酵生物反應器技術生產的[4]。發酵產MTGase時，用甘油、葡萄糖、果糖和馬鈴薯淀粉做碳源，酵母膏、蛋白胨、多蛋白胨、尿素和酪蛋白做氮源可以使MTGase產量達到最高值；添加鹽離子如鈣（例如CaCl2）、磷（例如KH2PO4、K2HPO4）和鎂（例如MgSO4.7H2O、MgCl2.7H2O） 會提高MTGase產量[5]。有研究表明，接種量密度為8%～10%、溫度為30 °C、通氣量為2.0%、培養時間2～5 d是制備微生物MTGase的最佳條件[4]。而采用超濾、離子交換層析和凝膠過濾相結合的策略，可以顯著提高MTGase生產的下游分離工序的效率，而且獲得的酶具有優良的酶質量特性和較好的酶學特性[6]。

TGase的分離純化同大多數酶的下游處理相同，先通過乙醇沉淀、超濾、硫酸銨分級鹽析等手段進行初提，再用凝膠層析（羧甲基纖維素或葡聚糖凝膠）、離子交換層析、疏水層析等方法進行精提。但微生物的發酵液成分比較復雜，所適用的初提取方法也不同，對于應用于食品工業的MTGase而言，過度純化會增加成本，延長周期。雙水相系統（aqueous two phase system, ATPS）是一種經濟快捷且對酶分子的天然結構和生物功能都沒有負面影響的有效手段。利用ATPS既可以把目標蛋白萃取到一相中，也可以在該相中實現對目標蛋白的濃縮[7]。雖然MTGase的初提取階段采用ATPS技術便捷可行，但其系統參數并不是通用的，即對產生MTGase的不同菌株發酵液的純化需構建適用于該菌株的ATPS。建議根據MTGase的最終用途不同，選擇不同的分離純化方法對發酵液進行處理，建立適度工藝，節約成本，縮短周期。

2 TGase的結構性質與作用機理

TGase的分子量約為38000 Da，單聚鏈，由331個氨基酸組成，等電點約為8.9，最適pH為6.0～7.0，pH穩定范圍在5.0～8.0，最適溫度范圍45～55 ℃[8]。MTGase三維結構如圖1[9]所示，是一個α+β折疊類酶，二級結構是被11個α-螺旋包圍的8個β-鏈組成球狀構型，活性中心是帶有自由硫巰基的Cys殘基，親水性[10]。大多數金屬離子對該酶活性無影響或影響不大，Zn2+對其有較強的抑制作用。

圖1 TGase的三維結構 [9]Fig.1 TGase的三維結構 [9]

TGase主要通過胺摻入和交聯的方式來修飾蛋白質，TGase催化多肽結合的谷氨酰胺殘基“酰基供體”的羧酰胺基團與不同化合物的伯胺“受體”之間的酰基轉移反應（如圖2a）。在蛋白質系統中，賴氨酸的γ—氨基作為酰基受體反應，形成ε-（γ-谷氨?；?- Lys異肽的分子內和分子間交聯（如圖2b）。在沒有賴氨酸殘基或游離蛋白質反應體系的情況下，水作為?；氖荏w反應，谷氨酰胺殘基的羧酰胺基團被去酰胺化，形成谷氨酸和氨殘基（如圖2c），從而改變蛋白質的電荷和蛋白質穩定性[11]。TGase催化的交聯可以改善蛋白基食品的物理性質，這種改性不會降低蛋白的營養價值反而會提升食品的質構和口感，任何含有谷氨酰胺和賴氨酸殘基的蛋白質，無論是天然的還是人工合成的，都可能構成TGase的底物，這實現了將相對便宜的原材料或副產品轉化為有價值商品的可能性。

在三維結構上，谷氨酰胺轉氨酶被分為前序列（綠色）和成熟酶（灰色）區域，前序列可以避免胞漿細胞的有害交聯，對于細胞內的酶折疊和抑制酶的激活是至關重要的。使用蛋白酶可以去除前序列，從而使成熟酶的活性位點暴露以啟動反應[12]。活性位點是位于晶體結構底部裂隙的單個半胱氨酸（C64），與天冬氨酸（D255）和組氨酸（H274）形成催化三聯體[7]。如圖3所示[12]，MTGase的活性位點裂解位置廣泛且容納了α-螺旋前序列，這一屬性解釋了?；w的廣泛底物特性，這一特性使得活性位點可具有額外的靈活性，以適應不太特異的底物[13]。Tatsuk等對MTGase空間結構的研究實驗表明，MTGase的活性中心C64殘基Sγ原子與Phe254殘基的O原子之間僅有范德華力，C64殘基可充分暴露在溶劑中。從空間結構上看，裂縫右側的環（Asn239-Asn253）結構靈活，減少了底物與酶之間的空間位阻?；钚灾行腃64殘基附近有帶負電荷的Glu249、Glu300和Asp304，可以促進帶正電荷的?；荏w的靠近[9,14-15]。正是由于MTG在結構上存在這些特點才使得MTG可不依賴Ca2+，底物特異性低，催化速度快等催化特性，使得MTGase能夠與?；w大家族進行反應，從而可以在不同食品分支領域中的不同應用。

3 TGase的應用

1998年TGase被美國食品和藥物管理局批準為“公認安全（GRAS）”的食品酶制劑，被命名為“No.GRN000095”。由于TGase具有非常特殊的結構及強交聯能力，目前作為一種新型的食品添加劑，在世界范圍的食品工業中廣泛應用。TGase可由微生物發酵生產制備，簡單易得方便廉價的生物來源為該酶的廣泛應用提供了便利條件。

3.1 TGase在肉制品加工上的應用

近年來消費者的健康意識增強，更傾向于富含各種非肉類成分的低鹽/低脂肪的肉類產品，食品酶制劑用于肉類加工能顯著改善低肉產品的質地，如TGase催化的酰基轉移反應產生的共價交聯可以增強肉制品的質地、凝膠強度、彈性和保水性，而無不良影響，如高粘度和過度的肉黏性[16]。

肉制品中的肌球蛋白是TGase的良好底物，在肉制品中添加適量的TGase，其催化形成的G-L（Glu-Lys）鍵相互作用會增強肌源纖維分離蛋白分子間的聯結，強化肉制品的蛋白質結構，使形成的凝膠結構更穩定，進而能包容大量水分[16]。

圖2 谷氨酰胺轉氨酶的作用機理[11]Fig.2 General reaction of TGs[11]

圖3 MTGase的3D結構[12]Fig.3 Structureof MTGase with Zymogen[12]

TGase對肉制品品質的優化體現在：（a）可以改善經機械處理的肉制品的質地和結構，通過交聯作用增強凝膠性，減輕斷裂程度，從而提升產品品質。（b）提高持水力，由于TGase催化形成的凝膠網絡有較強的包容水分的能力，可以防止肉制品加工過程中失水皺縮，可提升產品嫩度。Ahhmed等發現在細碎香腸中添加0.2%的TGase可以提高香腸的硬度和彈性，這表明在生面糊粉碎過程中出現了肉類蛋白連接，使烹飪后的蛋白網絡結構更細膩[16]。對雞胸肉餅的實驗也表明添加TGase產生的蛋白交聯可提高肉凝膠的持水性[17]。（c）可提高原料利用率，添加TGase到重組肉中，發現TGase引入的交聯改變了肌球蛋白的結構，使肉制品中β-折疊含量增加，α-螺旋減少，這有助于形成高分子量聚合物，形成強凝膠使產品的剛性、彈性、內聚性、粘附性等得到顯著改善，使得重組肉制品加工后結構依然緊密完整不會散開[16]。（d）可降低添加劑使用量，有關研究表明，降低肉制品中鹽/磷的含量會改變其感官特性、多汁性、質地和貨架期[18]。研究人員在降低鹽/磷含量的同時添加TGase的實驗中發現，因為添加了TGase所以降低鹽和磷的含量并不會影響產品的質構，也不會對產品的感官特性造成不良影響[19]。TGase在肉制品中可起到磷酸鹽類添加劑在增加腸餡內聚力、增加保水性等方面的作用，同時TGase可作為良好的乳化劑，用于開發低脂保健型肉制品。

現如今，TGase已被證明可催化蛋白質與肉類產品肽分子之間的交聯反應，具有改善肉制品的功能特性和產品品質的能力，且成功應用于肉類系統，更在重組肉制品和增值肉類產品的開發中發揮了重要作用。接下來可繼續探索TGase在更多肉類產品中合理使用的可行方法，并且在商業化肉類加工中對TGase的使用進行傾斜，使其可以在工業生產中低成本商業化規模使用。

3.2 TGase在乳制品中的應用

乳品中所含的酪蛋白、乳球蛋白等是TGase的良好底物，這是因為酪蛋白低程度的三級結構、隨機的螺旋排列及二硫鍵缺失，使得TGase易于酪蛋白結合。TGase能在不改變酪蛋白功能特性的情況下改善酪蛋白的情況下改善酪蛋白流變性能，同時催化酪蛋白形成膠束結構。

在乳制品中添加TGase，對乳制品品質的優化主要表現在：（a）增強凝膠強度，提高酸奶質量。Gharibzahedi等用葡萄糖-δ-內酯酸化酪蛋白或預先在50 ℃下用MTGase處理酪蛋白溶液1 h再酸化，發現經MTGase作用后形成了強大的凝膠結構[20]，穩定的蛋白質-MTGase復合物基質的形成促進了額外乳清在酸奶網絡中的包埋，降低了乳清在酸奶中的擴散率，穩定了酸奶的三維網絡[21]，從而提升了酸奶品質，使口感更細膩。（b）可改善乳蛋白的乳化特性。Silva利用MTGase處理乳蛋白，發現交聯使蛋白的粘彈性增大，蛋白質膜結構也變得更穩定，乳化的穩定性也隨之增強，乳化是形成蛋白質膜使水油兩相在膜兩側均衡分布的過程，交聯使分子間發生聚合，形成的聚合物不發生聚集，從而便提高乳化性[22]。（c）提高乳蛋白熱穩定性。TGase催化交聯形成的共價鍵具高耐熱性，高網絡強度，經TGase作用后的乳蛋白的耐熱性也有所增強[20]。（d）保護益生菌，改善酸奶品質。有研究發現在酸奶中添加TGase之后酶與乳蛋白的交聯反應穩定了酸奶的三維結構。除了保護發酵液和酸奶中的益生菌細胞外，還可提高發酵中微生物的生長速率，提高益生菌的活力，且一定程度上可以保護益生菌[23]。研究結果證實了用TGase對牛奶進行酶解處理可以充分改善酸奶成品的感官特性。

TGase在酸奶制作過程中與酪蛋白顆粒交聯可提供均勻性，減少相分離穩定乳液，催化乳蛋白的交聯反應，使不同脂肪含量的酸奶的品質屬性顯著改善。TGase在乳酪生產中應用時，可以通過回收部分脂肪和蛋白質改善奶酪的質構特性，提高產量，但這也會使得奶酪易熔性和延展性變差。但近期Topcu A 等添加TGase對加工喀什干酪的研究中將乳化鹽與TGase復合添加到干酪中，使干酪的水分含量增加了1.68%～2.00%，發現干酪融化曲線與對照奶酪的相似，其延展性和易熔性也不會因MTGase的加入而變差[24]。所以將乳化鹽與TGase復合添加到產品中或可以解決TGase交聯帶來的奶酪易熔性和延展性變差的問題。

MTGase催化乳品中的蛋白交聯極大地改善了奶制品的品質，提高了酸奶的蛋白網絡強度、持水性、粘度、質地以及發酵劑和益生菌的活力。但交聯產生的對乳品化學性質的影響（如蛋白水解有機酸、揮發性化合物等）和酸奶的感官特性變化尚不明確需進一步研究。

此外，有文獻表明，TGase還可能會影響蛋白質和基于蛋白質的產品的消化率和免疫反應性，TGase聚合可以降低一些被稱為嚴重牛奶過敏原的蛋白質的免疫反應性。有研究在測定TGase聚合對馬奶蛋白和牛奶蛋白免疫反應性的影響時發現，TGase在體外消化后改變了牛奶的IgE和IgG反應性[25]?？赡苁且蛭改c道中發生的酶反應引起食物成分的水解，暴露出影響免疫系統的抗原聚集的物質所致。而TGase的轉酰胺作用可以使小麥醇溶蛋白可以完全抑制乳糜瀉患者腸道T細胞分泌醇溶蛋白特異性干擾素γ，使腹腔患者的小腸中誘導更平衡的免疫反應，MTGase處理醇溶蛋白表現出的突出的生物學特性可用于誘導高危個體對天然醇溶蛋白的耐受[26]。

3.3 TGase在微膠囊領域的應用

食品微膠囊化是一種保護對外界因素和加工條件敏感的食品和食品成分的技術，可降低外部有害因素對核心材料的影響。在食品行業中，蛋白質和多糖因具有高遞送率和高吸收率因而是最常用的微膠囊壁材[27]。但微膠囊化過程的蛋白質凝聚體由于聚合層之間離子相互作用導致其力學性能相對較差。而TGase因其可以修飾強化蛋白質的結構穩定性，并能改善其控釋性能，在微膠囊領域良好應用[28]。

采用TGase為交聯劑，通過復凝聚法制備黑胡椒精油膠囊，發現使用交聯劑對黑胡椒精油膠囊具有良好的核保護作用，可用于運輸活性成分萜烯，或用于其他生物活性成分的系統遞送[29]。近年來，微膠囊化是功能食品中穩定益生菌細胞的有用工具，在食品和醫藥領域廣泛應用[30]。國際乳業聯合會建議益生菌產品中的益生菌需是活的，并且在保質期之前至少要達到106CFU/g的水平，才能產生生理功效[31]。而益生菌須經過胃部時不被胃酸降解，安全到達小腸，才能在宿主體內定居和增殖，發揮預防和調節胃腸道疾病的作用[32]。微膠囊化是提高益生菌在儲存和消化過程中存活率的最有效方法，微膠囊不僅可以保護益生菌免受外界不利環境的影響，而且可以實現在目標位置受控釋放[33]。其保護效果因壁材和包埋技術的不同而不同。有研究采用TGase誘導乳化技術，將分離的保加利亞乳桿菌和副干酪乳桿菌與乳清分離蛋白共包裹，發現TGase提高了乳清分離蛋白的Tm值，為益生菌在熱條件下提供保護，在微膠囊中包埋的益生菌細胞在模擬胃液和高溫條件下的存活率也顯著提高[34]。

微膠囊用于封裝天然活性成分（如精油、維生素）、生物活性成分、益生菌以及可以加入酸奶中的天然抗氧化色素等[35]，已在食品、醫藥及化妝品等行業初步應用，但保護效果尚需提高。未來繼續開發生物相容性高，降解性好的天然高分子材料，探究TGase對微膠囊壁材結構的改善作用，使TGase在微膠囊領域發揮更大的作用。

3.4 TGase在乳液凝膠方面的應用

在食品工業中，乳化凝膠能創造新的產品或改善現有產品（如奶酪、果醬和酸奶）的質地和感官，是一種可食用軟固體材料。乳液凝膠的制備有熱定形或冷定形凝膠方法兩種方法。熱定型方法的高溫會引起熱敏感成分（如蛋白質、還原糖）的降解，冷定形可通過添加交聯劑的方法交聯未折疊的蛋白質形成蛋白凝膠網絡[36-37]。最終乳液凝膠強度取決于溶液條件和使用的交聯劑類型[38]。

TGase形成的共價鍵的鍵強度大約是氫鍵和疏水相互作用的20倍[39]。TGase催化交聯反應，需有足夠的谷氨酰胺和賴氨酸殘基為底物。酪蛋白雖是TGase的良好底物，但大多為球形蛋白質，如乳清蛋白球狀結構緊密，有效催化位點暴露不多，并不是很好的底物[38]。熱變性可以使蛋白質變性和折疊，暴露Gln和Lys殘基，將熱變性與TGase相結合，便可從各種動植物蛋白（如乳清蛋白、大豆蛋白和豌豆蛋白）中制備機械性能得到改善的改性凝膠[40]。目前已有研究證明添加TGase可以顯著改善熱變性蛋清蛋白凝膠和乳液凝膠的力學和流變性，將預加熱和TGase共同作用，得到的大豆分離蛋白凝膠網絡更緊密，力學性能和保水性能更好[41]。TGase的交聯作用可以促進低濃度甚至不能成膠的蛋白質形成凝膠，其催化的共價鍵是乳液凝膠網絡中的主要作用[42]。

已有研究人員通過交聯劑的物理化學鍵和Ca2+產生的靜電鹽橋，使蛋白質分子上的陰離子基團之間形成物理鍵，制造了乳清蛋白水凝膠珠，用于益生菌的封裝[43]。而在制備水包油乳狀液時，用TGase和Ca2+復合交聯的乳膠凝膠的功能特性比單獨使用鈣的性能更好，可以促進蛋白聚集，改善乳膠的保水性、凍融穩定性和質構等功能特性[38]。研究人員測定了將TG應用于穩定乳液后的體外消化率，發現TG交聯后的鷹嘴豆乳液的消化率降低，這有助于創造提供受控能量攝入的新型植物性食品[33]。

以TG為交聯劑，可通過形成G-L鍵在空間結構上提高相同蛋白質濃度下的凝膠硬度，有助于凝膠網絡結構的穩定，但維系蛋白質凝膠網絡穩定所需的共價鍵數目具有一定飽和性，過度的GL交聯反而不利于凝膠的空間網絡[44]。所以在實際應用時需適度添加。

3.5 TGase在食品包裝及膜領域的應用

隨著人們的環保意識和對食品質量要求的不斷提高，可食性薄膜逐漸為人們所需，天然生物高分子材料，如蛋白質、多糖和脂類，由于其可生物降解性被認為是制備生物高分子材料最有前途的原料來源。已有用食品工業廢料，如柑橘皮、木薯副產品、蘋果渣以及乳清等作為可生物降解來源來生產用于食品包裝的替代材料[45]。

TGase被廣泛用于改善基于生物聚合物的薄膜的機械和阻隔性能，如明膠、蛋清蛋白、乳清蛋白及其與果膠、殼聚糖的組合。如明膠經TGase交聯，使牛皮明膠薄膜具有了更高的交聯效率和機械強度[46]。使用TGase交聯蛋清蛋白膜可以改善其抗拉強度和水蒸氣滲透性，最后得到的蛋清蛋白膜更加均勻、光滑，具有更好的耐水性和熱穩定性，而且TGase交聯還優化了復合蛋白膜的空間構象和結晶度[47]。膠原蛋白在體內是TGase細胞外基質中的重要底物，在體外，使用組織或微生物TGase治療I型膠原可以加速膠原的自組裝。近期有研究人員對經TGase處理前后用膠原纖維懸浮液制備的薄膜性能進行了分析，發現TGase交聯降低了薄膜的厚度，薄膜的力學性能和熱穩定性顯著的提高了，通過適當的變性溫度和TGase交聯的平衡，膠原蛋白優良的成膜性能可以為可生物降解和可食用的包裝應用提供工程膠原材料的優良方案[48]。

從農業副產品中獲得的生物聚合物也可以作為潛在替代品。來自大豆、芝麻和苦豌豆的蛋白質也已被證明是生物可降解/可食用薄膜的潛在來源[49]。經酶處理的大豆分離蛋白成膜液和對成膜的影響的實驗證明，TGase酶法處理是控制蛋白基生物聚合物膜物理性能的有效途徑[50]。有以榨油副產物黑茴香種子的脫脂餅粕為原料，TGase為加工助劑，制備可食用蛋白膜時發現經酶處理后得到了形態均勻，機械性能良好、具阻隔性及抗菌活性的膜，且該膜良好的性能可在食品包裝材料和地膜方面進行應用[45]。以上研究證實了將榨油廢料作為蛋白質的可再生資源進行有效利用的可行性，也證明了TGase在制備可食用生物降解膜時的優勢。

動物產品加工過程中會產生大量的副產品，這些副產品是蛋白質的良好來源，利用副產品生產生物膜可以使動物產品充分利用。利用魚肌原纖維蛋白（Fish myofibrillar protein, FMP)成膜，探究MTG對FMP膜物理、力學和阻隔性能的影響，發現MTGase能有效地誘導FMP分子的蛋白質交聯，MTGase的加入使蛋白質間的相互作用變得緊密，包括拉伸強度顯著增加，水蒸氣滲透率、膜溶解性、溶脹度均降低。由于蛋白質交聯，FMP膜的阻水性能、紫外吸收和熱穩定性都得到了明顯的改善[51]。

隨著生物降解膜原材料的不斷開發，制備工藝的不斷優化，可食性薄膜將會更廣泛的應用到食品工業中，TGase也將會在食品膜領域發揮更大的作用。

4 展望

本文綜述了TGase近年來在食品工業各領域的研究進展，從蛋白質資源的高級利用來看，TGase的交聯為開發功能性和感官性更好的食品/飲料及智能包裝納米復合材料提供了有利條件。但目前TGase在實際工業生產中的應用仍較少，原因可能是工業生產過程中的加工條件，會對TGase的完整性造成影響，TGase狹窄的最佳使用條件也會限制其在實際工業生產中的應用。接下來可通過分子手段（基因編輯或蛋白質修飾）對傳統TGase進行改造，提高催化性質，延長酶的穩定性，使改造后的酶在工業加工的極端條件下仍能發揮較好的催化活性；從來源角度，加強對TGase高產菌株的篩選，尋找高產且酶性質優良的菌株，降低工業化用酶的成本；從蛋白分子角度，對MTGase的合成方式、酶作用方式進行深入探究，尤其是其活性位點與底物結合的位點及方式，以提高在工業生產中的得率及加工應用中的精準性；從蛋白修飾角度，通過TGase的催化進行糖基化修飾是未來進行蛋白質糖基化研究的主要方向，目前糖基化所選的糖多為氨基葡萄糖類，可進一步研究不同種類的具有伯胺特性的糖類與蛋白質之間的糖基化反應，完善基于轉谷氨酰胺酶途徑的蛋白質糖基化技術；從人體健康來看，TGase催化產生的交聯蛋白質及改性蛋白質在機體內的消化吸收過程及消化率尚不清晰，可進行進一步的研究探討；從膜應用角度，TGase對蛋白膜阻濕性能、機械性能的改善尚不夠理想, 可通過蛋白膜和其他材料（如聚乙烯醇）復合, 優化復合膜的性能, 滿足不同需要；隨著研究的深入及應用領域的拓展TGase將在食品行業及各行各業發揮更大的作用。