玉米醇溶蛋白

广泛存在于植物中的食物蛋白

玉米醇溶蛋白（Zein），旧称米朊，日本称醇溶谷蛋白，是一种广泛存在于植物中的食物蛋白，在80%~92%乙醇或70%~80%丙酮中易溶，在水或无水乙醇中不溶，食品、医药和化工行业多作为成膜材料。

定义

玉米醇溶蛋白是由平均分子量为25000~45000的蛋白质组成的混合物，它受肽主链上的羟基与亚氨基的氢键作用，形成α-螺旋体；有底表面能，具有独特的成膜特性。在醇水溶液中，成无规则线团结构，但溶剂蒸发后成一种透明、有光泽的薄膜，具有防潮、隔氧、抗紫外线、保香、阻油、防静电等特性。

用0.6%食盐水处理，除去白蛋白和球蛋白部分后，玉米醇溶蛋白通常采用乙醇溶液（70%～80%乙醇）萃取胚乳所获得的蛋白部分。这样制得的玉米醇蛋白不含其他蛋白。

组成

根据Mckinney分类，玉米醇溶蛋白的组成分为α-Zein和β-Zein两类。α-Zein可溶于体积分数95%的乙醇，β-Zein溶于体积分数60%的乙醇而不溶于体积分数95%的乙醇。α-Zein的组氨酸（His）、精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro）和蛋氨酸（Met）含量少于β-Zein，但β-Zein相对不稳定，易沉淀和凝固。成品Zein中富含谷氨酰胺（21%～26%）、亮氨酸（约20%）、脯氨酸（约10%）和丙氨酸（约10%），但是缺少酸性氨基酸和碱性氨基酸。

溶解性

玉米醇溶蛋白具有独特的溶解性。它不溶解于水，也不溶解于无水醇类，但可以溶解于体积分数为60%～95%的醇类水溶液中。玉米醇溶蛋白具有特殊的氨基酸组成，其分子中不仅存在着大量的疏水性氨基酸，而且分子中还缺乏能带电的酸性、碱性和极性基团的氨基酸，同时还含有较多的含硫氨基酸。玉米醇溶蛋白质还可溶于强碱、十二烷基硫酸钠（SDS）、高浓度尿素及丙二醇和醋酸等有机溶剂。

成膜性

玉米醇溶蛋白也具有独特的成膜性。玉米醇溶蛋白中富含含硫氨基酸，蛋白质分子间以较强的二硫键、疏水键相连，这是玉米醇溶蛋白易于形成薄膜的基础，当成膜液涂布以后，随着溶剂的挥发，薄膜脱水、干燥使得膜形成液中蛋白质浓度增大。当浓度超过一定值时，蛋白质凝聚，分子间形成维持薄膜网状结构的氢键、二硫键及疏水键，形成透明、有光泽的玉米醇溶蛋白膜。

分子量

玉米醇溶蛋白的平均相对分子质量大约为25000~45000，玉米醇溶蛋白分子量的测定方法一般采用凝胶过滤法和十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）法，其中凝胶过滤法可选用SephadexG—200凝胶。

应用

抗氧化剂

玉米醇溶蛋白自身及水解产物具有抗氧化性。国外研究开发成功将脂肪酸溶解于玉米醇溶蛋白的溶液中进行干燥固定油脂，例如将亚油酸及4倍其量的醇溶蛋白溶于乙醇中，喷雾干燥得到的粉末有很高的抗氧化性和抗氧化稳定性。将鱼油脂肪酸与2倍其量的玉米醇溶蛋白溶于80%乙醇中干燥得到的膜，单甘油酯、二甘油酯、三甘油酯与玉米醇溶蛋白溶于乙醇中分别成膜，均有很强的抗氧化性。将DHA27%的鱼油用醇溶蛋白包埋粉末化，两者比例1：1，在常温暗处放置保存两个月，几乎测定不出过氧化物价（氧化值指标），这是因为玉米醇溶蛋白包埋油脂，遮断了氧而抗氧化。因此，玉米醇溶蛋白是易氧化的高度不饱和脂肪酸抗氧化及保持抗氧化稳定性的最合适材料。在油脂食品中作用十分显著，应用潜力巨大。

药物缓释材料

近年来，微球技术广泛地应用于很多疾病的治疗，微球药可以维持血液中的药物浓度，运载药物到达特殊的细胞或组织。各式各样人工和天然的生物可降解聚合体被用来生产微球材料。玉米醇溶蛋白可以形成坚硬、光滑、疏水性和抗菌性的膜，因此被积极地开发制成微球壁材。用作抗原的卵清蛋白以52%的填充率填充进玉米醇溶蛋白微球，经SDS-PAGE分析制取微球的过程未损害卵清蛋白结构的完整性。说明玉米醇溶蛋白微球作为药物或疫苗运载工具的可行性。进行了醇溶蛋白一伊维菌素微球（IVM）的研究。IVM是对抗牛、羊、猪、狗体内外寄生虫的广谱抗菌药，它无毒、高效、安全，还可以治疗人的盘尾丝虫病。将醇溶蛋白和IVM溶在一起制成微球，IVM的载药量和包封率与微球中IVM和醇溶蛋白的浓度比有关，最佳结果是：IVM和醇溶蛋白浓度分别为715mg/mL和30mg/mL。包封率大约为60%和载药量大约20%。IVM微球和IVM微球片剂体外释放实验显示：1天后微球中IVM释放量是40%，9天后IVM释放量是90%。微球片剂在胃蛋白酶的作用下，8天后50%的片剂降解，13天后全部降解，这表明IVM微球及其片剂可以抵御胃液的降解。因此玉米醇溶蛋白十分适合作IVM的缓释壁材。平均直径lttm的微球才能被巨噬细胞吸收，因此控制好微球的粒径对运载药物到目标组织起着重要的作用。

生物可降解塑料

单纯的玉米醇溶蛋白膜脆性很大，限制了其用途。但是，如果在其中加入交联剂（如柠檬酸、甲醛、丁烷四甲酸等），其抗张强度能够提高2～3倍。在玉米醇溶蛋白中加入酯类化合物进行修饰，可以提高其抗张强度，减低其通透性，也可在其中加入抗菌剂以抑制病原微生物的生长。以玉米醇溶蛋白为原料的生物可降解塑料有2种类型：一种是以淀粉一玉米醇溶蛋白为基质，另一种是在玉米醇溶蛋白中加入脂肪酸塑化。

涂膜剂

玉米醇溶蛋白溶液经喷雾干燥后，能在对象物表面形成一层光滑皮膜，可作涂膜剂用。若根据对象性质选择添加适量的脂肪酸、乳化剂等可塑剂，经喷雾干燥或涂布干燥后，能在对象物表面形成一层伸展性、黏附性良好的光滑皮膜。

营养辅料

虽然玉米醇溶蛋白的氨基酸组成不平衡，不能直接为人体所利用。但是，它的独特溶解性，以及较强的耐水性、耐热性和耐脂性，使得它可以作为理想的天然营养保鲜剂。

黏结剂

玉米醇溶蛋白具有优良的黏结性，可以用作黏结剂，此外，也能制作木板、胶合板、纸板等专用黏结剂。在湿热条件下有防霉作用，因此还可用于软木塞制造。

其他

醇溶蛋白在许多领域都有广泛的应用。醇溶蛋白在碱性（pH 11.2～12.7）溶液中溶解，因而可以纺丝，用甲醛处理后能做成很好的纤维，用于纺织品行、Ip。另外，醇溶蛋白还可应用在油漆、打印油墨、胶卷、可降解性塑料、染发剂、化妆品等诸多方面。

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