玉米醇溶蛋白

玉米醇溶蛋白是玉米蛋白粉中的主要成分。其位於玉米胚乳細胞中的玉米醇溶蛋白體內，玉米醇溶蛋白體直徑大

約為lum左右存在於細胞的整個細胞質中，處於粒徑為5-35um的澱粉粒之間。玉米醇溶蛋白典型性質是不溶於水，但可溶於醇溶液、高濃度的尿素溶液、高濃度的鹼液(pH>11)或陰離子洗滌劑。這是由於其氨基酸的組成特點所決定的(見表1-3)。玉米醇溶蛋白尤其富含谷氨酸(21-26%)、亮氨酸(20%)、脯氨酸(10%)和丙氨酸(10%)，但缺乏鹼性和酸性氨基酸。最顯著的是缺乏色氨酸和賴氨酸，這就說明了玉米醇溶蛋白營養價值不高。高比例的非極性氨基酸殘基和鹼性、酸性氨基酸的缺乏決定了玉米醇溶蛋白的溶解行為。在整個玉米中，玉米醇溶蛋白是具有不同分子大小、溶解能力和電荷的各種膚由二硫鍵聚結起來的非均相混合物，其平均分子量為44000DaCMosse,1961;Pomes,1971)。其兩個最主要的組分為α一玉米醇溶蛋白(α-zein)和β一玉米醇溶蛋白(β-zein) α-Zein能溶於95%的酒精，占醇溶蛋白的80%。α-Zein含有組氨酸、精氨酸、脯氨酸和甲硫氨酸比β一zein少。玉米中提取的醇溶蛋白通過凝膠電泳進行分析，發現遷移到凝膠中的有四條清晰的譜帶一一這些成分稱為。一玉米醇溶蛋白(α-zein);而另一主要組分保留在原點一一這一組分稱為卜玉米醇溶蛋白(β一zein一玉米醇溶蛋白可溶於60%的乙醇而不溶於95%的乙醇，其性質相對不太穩定，易沉澱和凝結。玉米醇溶蛋白的一部分是由二硫鍵聯結起來的，將二硫鍵還原，相對分子量便減少。凝膠電泳法證明，應用還原劑將β一玉米醇溶蛋白的二硫鍵斷裂后，即成為a一玉米醇溶蛋白，形成3條主要的譜帶，其分子量分別為24000,22000和14000。實驗證明，玉米醇溶蛋白的分子是棒形，分子軸徑比為25:1至15:1，這是它易於形成薄膜的原因。

1．脫色后的玉米蛋白粉

2．稱取30g經脫色、乾燥處理后的玉米蛋白粉於500mL塑料燒杯中，用180mL80%的乙醇（液料比6：1）溶液混和均勻，在磁力攪拌器的作用下把混合液的pH值調到12，並保持恆定。用20kHz的超聲波儀對己調好pH值的CGM溶液進行超聲處理，30分鐘後進行離心，分離出谷蛋白和澱粉，

3。取上清液於容量瓶中，按1：1與冷水混合，使乙醇濃度為40%，zein遊離出來，調節PH值為蛋白的等電點6.0，產生沉澱后，經靜置沉澱，離心分離，溶劑回收，沉澱洗滌後進行真空乾燥，粉碎后即得到成品zein

1.控制釋放

延遲藥物釋放，直到藥片到達腸部，保護它不受胃酸的破壞，或在血管中保證恆定釋放速率（BeattyandBoettner,1984），藥物通常包埋在蛋白微球中，透過細胞內質網體系、嘴或胃腸的黏膜（Mathiowitz等，1991）。在環保清除方面，這樣的蛋白微球也可用於殺蟲劑、肥料或試劑的緩釋，玉米醇溶蛋白與激素混合用於包埋殺蟲劑，能去除害蟲和減少殺蟲劑氣味，為人類提供一個安全的工作環境（Redding,1990）。玉米醇溶蛋白微粒可用作脂肪潛代品或包埋特定的食物脂肪。

2.塗膜

以玉米醇溶蛋白為基本原料的薄膜已經成功地使用在化妝產品中，阻止表皮與用於化妝品中的無機化學物直接接觸（Avalle,1998;Schlossman,1986）；當與導體多聚物混合時，能成功地阻止電磁干擾（EMI）和靜電放電（ESD），用於電子產品的披膜（Rivas,1999）；其它應用如紙面塗膜，可以增加雜誌封面的光澤（TreezaandVergano,1994）；用於廁所清潔盒中（CampbellandFerrando,1997）；製備乾燥化學測試劑（Riebel等，1987）；傷口包紮物（Errede等，1983）；人工豬鬃，用於製造某些商用刷子（Lougovoy,1932;McMeekin等，1950）；在飛機工程中作為焊接材料的電極焊接物（KorinkoandHunt,1999）；留聲唱片中改善耐磨性，提高音質及用於人工鑽石（Martin,1970）。

3.纖維

上世紀50年代，玉米醇溶蛋白的紡織纖維用於製作Vicara品牌衣服（Seymour,1966）和傢具的填充物（Martin,1970），這些纖維用玉米醇溶蛋白的鹼性溶液紡織，酸或鹽環境中凝結，最後用甲醛加工（Croston等，1945），顯而易見，按當時條件用玉米醇溶蛋白和這些化學物一起製備衣料是非常困難，並且也很昂貴。近來，Duppont公司似乎解決了其中一些問題並申請了一項用玉米醇溶蛋白製作交聯纖維的專利（Uy,1996,1997;PELOSI,1997）。

4.生物降解膜和塑料

玉米醇溶蛋白的一種最有用途的應用是用於包裝上的生物降解膜和塑料，世界上需要這種材料高達15000-250000噸每年。不加增塑劑的玉米蛋白膜大脆而不能廣泛應用，（ParrisandCoffin,1997），與交聯劑使用（如檸檬酸、甲醛、butanetetracarboxylicacid）增加2-3倍的延伸性，蛋白膜可用高穩定的硅酸鹽混合到蛋白結構中改性，增加膜的強度（Lee等，1998），與未改性的膜相比，改性膜表現出更高的強度和更低的氣體透過率。用食品級的抗菌劑與以玉米醇溶蛋白為基料的包裝膜混合，可延長產品的貨架期(Padgett等，1998)。Gennadios等（1994）和Baker等（1994）發表了許多關於玉米醇溶蛋白可食膜和披膜的綜述文章。兩類生物降解塑料可由玉米醇溶蛋白製得：變性澱粉-玉米醇溶蛋白混合物和蛋白與脂肪酸組成的塑料。90年代發表了許多關於這些產品的報道。前者是澱粉、玉米蛋白和交聯劑（如乙醛、表氯醇）的混合物經壓模製備防水的塑料（JaneandSpence,1995），據報道這些塑料在180天降解60％（Spence等，1995），可用於製備瓶子、薄片、膜、包裝材料、管子、圓棒、壓片、袋子和粉末（ColeandDaumesnil,1989）。Parris等（1997）發現含1-8％澱粉的甘油增塑玉米醇溶蛋白膜，與沒塑化的膜相比，透水蒸氣率更低，阻水性更強。脂肪酸-蛋白混合物是由玉米醇溶蛋白和油酸及棕櫚酸在冷水中沉澱塑化而成（Lai等，1997；LaiandPadua,1997;Padua等，1997），與其它生物聚合體相比，這種塑料表現出向延展性和拉伸強度。玉米醇溶蛋白，儘管缺乏一些必須氨基酸，仍有重要的nutraceutical和醫藥價值。用嗜熱菌蛋白酶水解，α-玉米醇溶蛋白形成血管緊縮轉化酶（angiotensin-convertingenzyme,ACE）抑制肽(Ariyoshi,1993)，水解產物能降低低血壓老鼠的血壓。玉米醇溶蛋白的抗氧化活性已被Wang等（1991a,b）證實。

5.結論

玉米醇溶蛋白在特殊食品、藥物學和生物降解塑料工業上有很大的應用潛力，取決它的生產成本降低。自從1900年以來，用不同的方法生產玉米醇溶蛋白進行過許多研究，但很少能應用於商業領域。從1990年後又加快了這個領域的研究步伐，主要集中在減少大量的溶劑使用及/或低價除溶和溶劑循環使用。隨著對玉米醇溶蛋白作為工業和特殊聚合體價值的高度認識，在未來將創造越來越多的商業價值。

玉米

玉米蛋白粉

緩慢釋放

纖維

玉米醇溶蛋白的超聲波提取_改性與釋藥性能的研究