玉米醇溶蛋白

玉米醇溶蛋白（Zein），舊稱米朊，日本稱醇溶谷蛋白，是一種廣泛存在於植物中的食物蛋白，在80%~92%乙醇或70%~80%丙酮中易溶，在水或無水乙醇中不溶，食品、醫藥和化工行業多作為成膜材料。

玉米醇溶蛋白幾乎占胚乳蛋白總量的一半，對整個玉米蛋白的營養特性有決定性作用。在玉米醇蛋白里缺乏賴氨酸和色氨酸，導致蛋白質營養價值的貧乏。

基本介紹

• 中文名：玉米醇溶蛋白
• 外文名：Zein
• 溶解性：易溶於60％～95％的醇類水溶液
• 分子量：25000～45000
• 功能特性：親油性、溶解性
• 用途：抗氧化劑、生物可降解塑膠

定義

玉米醇溶蛋白是由平均分子量為25000~45000的蛋白質組成的混合物，它受肽主鏈上的羥基與亞氨基的氫鍵作用，形成α-螺旋體；有底表面能，具有獨特的成膜特性。在醇水溶液中，成無規則線團結構，但溶劑蒸發後成一種透明、有光澤的薄膜，具有防潮、隔氧、抗紫外線、保香、阻油、防靜電等特性。

用0.6%食鹽水處理，除去白蛋白和球蛋白部分後，玉米醇溶蛋白通常採用乙醇溶液(70%～80%乙醇)萃取胚乳所獲得的蛋白部分。這樣製得的玉米醇蛋白不含其他蛋白。

組成

根據Mckinney分類，玉米醇溶蛋白的組成分為α-Zein和β-Zein兩類。α-Zein可溶於體積分數95%的乙醇，β-Zein溶於體積分數60%的乙醇而不溶於體積分數95%的乙醇。α-Zein的組氨酸(His)、精氨酸(Arg)、脯氨酸(Pro)和蛋氨酸(Met)含量少於β-Zein，但β-Zein相對不穩定，易沉澱和凝固。成品Zein中富含谷氨醯胺(2l%～26%)、亮氨酸(約20%)、脯氨酸(約10%)和丙氨酸(約10%)，但是缺少酸性胺基酸和鹼性胺基酸。

溶解性

玉米醇溶蛋白具有獨特的溶解性。它不溶解於水，也不溶解於無水醇類，但可以溶解於體積分數為60%～95%的醇類水溶液中。玉米醇溶蛋白具有特殊的胺基酸組成，其分子中不僅存在著大量的疏水性胺基酸，而且分子中還缺乏能帶電的酸性、鹼性和極性基團的胺基酸，同時還含有較多的含硫胺基酸。玉米醇溶蛋白質還可溶於強鹼、十二烷基硫酸鈉(SDS)、高濃度尿素及丙二醇和醋酸等有機溶劑。

成膜性

玉米醇溶蛋白也具有獨特的成膜性。玉米醇溶蛋白中富含含硫胺基酸，蛋白質分子間以較強的二硫鍵、疏水鍵相連，這是玉米醇溶蛋白易於形成薄膜的基礎，當成膜液塗布以後，隨著溶劑的揮發，薄膜脫水、乾燥使得膜形成液中蛋白質濃度增大。當濃度超過一定值時，蛋白質凝聚，分子間形成維持薄膜網狀結構的氫鍵、二硫鍵及疏水鍵，形成透明、有光澤的玉米醇溶蛋白膜。

分子量

玉米醇溶蛋白的平均相對分子質量大約為25000~45000，玉米醇溶蛋白分子量的測定方法一般採用凝膠過濾法和十二烷基硫酸鈉一聚丙烯醯胺凝膠電泳(SDS-PAGE)法，其中凝膠過濾法可選用SephadexG一200凝膠。

套用

抗氧化劑

玉米醇溶蛋白自身及水解產物具有抗氧化性。國外研究開發成功將脂肪酸溶解於玉米醇溶蛋白的溶液中進行乾燥固定油脂，例如將亞油酸及4倍其量的醇溶蛋白溶於乙醇中，噴霧乾燥得到的粉末有很高的抗氧化性和抗氧化穩定性。將魚油脂肪酸與2倍其量的玉米醇溶蛋白溶於80%乙醇中乾燥得到的膜，單甘油酯、二甘油酯、三甘油酯與玉米醇溶蛋白溶於乙醇中分別成膜，均有很強的抗氧化性。將DHA27%的魚油用醇溶蛋白包埋粉末化，兩者比例1：1，在常溫暗處放置保存兩個月，幾乎測定不出過氧化物價(氧化值指標)，這是因為玉米醇溶蛋白包埋油脂，遮斷了氧而抗氧化。因此，玉米醇溶蛋白是易氧化的高度不飽和脂肪酸抗氧化及保持抗氧化穩定性的最合適材料。在油脂食品中作用十分顯著，套用潛力巨大。

藥物緩釋材料

近年來，微球技術廣泛地套用於很多疾病的治療，微球藥可以維持血液中的藥物濃度，運載藥物到達特殊的細胞或組織。各式各樣人工和天然的生物可降解聚合體被用來生產微球材料。玉米醇溶蛋白可以形成堅硬、光滑、疏水性和抗菌性的膜，因此被積極地開發製成微球壁材。用作抗原的卵清蛋白以52%的填充率填充進玉米醇溶蛋白微球，經SDS-PAGE分析製取微球的過程未損害卵清蛋白結構的完整性。說明玉米醇溶蛋白微球作為藥物或疫苗運載工具的可行性。進行了醇溶蛋白一伊維菌素微球(IVM)的研究。IVM是對抗牛、羊、豬、狗體內外寄生蟲的廣譜抗菌藥，它無毒、高效、安全，還可以治療人的盤尾絲蟲病。將醇溶蛋白和IVM溶在一起製成微球，IVM的載藥量和包封率與微球中IVM和醇溶蛋白的濃度比有關，最佳結果是：IVM和醇溶蛋白濃度分別為715mg/mL和30mg/mI。，包封率大約為60%和載藥量大約20%。IVM微球和IVM微球片劑體外釋放實驗顯示：1天后微球中IVM釋放量是40%，9天后IVM釋放量是90%。微球片劑在胃蛋白酶的作用下，8天后50%的片劑降解，13天后全部降解，這表明IVM微球及其片劑可以抵禦胃液的降解。因此玉米醇溶蛋白十分適合作IVM的緩釋壁材。平均直徑lttm的微球才能被巨噬細胞吸收，因此控制好微球的粒徑對運載藥物到目標組織起著重要的作用。

生物可降解塑膠

單純的玉米醇溶蛋白膜脆性很大，限制了其用途。但是，如果在其中加人交聯劑(如檸檬酸、甲醛、丁烷四甲酸等)，其抗張強度能夠提高2～3倍。在玉米醇溶蛋白中加入酯類化合物進行修飾，可以提高其抗張強度，減低其通透性，也可在其中加入抗菌劑以抑制病原微生物的生長。以玉米醇溶蛋白為原料的生物可降解塑膠有2種類型：一種是以澱粉一玉米醇溶蛋白為基質，另一種是在玉米醇溶蛋白中加入脂肪酸塑化。

塗膜劑

玉米醇溶蛋白溶液經噴霧乾燥後，能在對象物表面形成一層光滑皮膜，可作塗膜劑用。若根據對象性質選擇添加適量的脂肪酸、乳化劑等可塑劑，經噴霧乾燥或塗布乾燥後，能在對象物表面形成一層伸展性、黏附性良好的光滑皮膜。

營養輔料

雖然玉米醇溶蛋白的胺基酸組成不平衡，不能直接為人體所利用。但是，它的獨特溶解性，以及較強的耐水性、耐熱性和耐脂性，使得它可以作為理想的天然營養保鮮劑。

黏結劑

玉米醇溶蛋白具有優良的黏結性，可以用作黏結劑，此外，也能製作木板、膠合板、紙板等專用黏結劑。在濕熱條件下有防霉作用，因此還可用於軟木塞製造。

其他

醇溶蛋白在許多領域都有廣泛的套用。醇溶蛋白在鹼性(pH 11.2～12.7)溶液中溶解，因而可以紡絲，用甲醛處理後能做成很好的纖維，用於紡織品行、Ip。另外，醇溶蛋白還可套用在油漆、列印油墨、膠捲、可降解性塑膠、染髮劑、化妝品等諸多方面。