一種溶于醇的蛋白

玉米醇溶蛋白是玉米谷作物的主要儲(chǔ)存蛋白，占總蛋白的35.60%。作為一種醇溶蛋白，不溶于水，可溶于一定濃度的乙醇溶液(55%.90%)、高濃度的尿素、高堿性條件溶液(pH>11)以及部分陰離子洗滌劑溶液等。玉米醇溶蛋白具有超過(guò)50%的非極性氨基酸序列，其中包括亮氨酸、脯氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸和纈氨酸。這也是其不溶于水的原因之一。

玉米醇溶蛋白與大多數(shù)植物蛋白質(zhì)相同，并不是單一的組分，是多種蛋白質(zhì)或多肽的混合物，通常根據(jù)其溶解度，氨基酸序列、電荷和分子量進(jìn)行分類。

目前為止，根據(jù)它們的分子量和溶解度分為四大類：ɑ-玉米醇溶蛋白、β-玉米醇溶蛋白、γ-玉米醇溶蛋白和δ-玉米醇溶蛋白。ɑ-玉米醇溶蛋白是主要部分，約占玉米總蛋白的75—85%，而β-玉米醇溶蛋白，γ-玉米醇溶蛋白根據(jù)基因型分別僅占10.15%和5.10%。

ɑ-玉米醇溶蛋白的分子量在21-25kDa加上10kDa的小亞分?jǐn)?shù)的范圍內(nèi)。ɑ-玉米醇溶蛋白可溶于50-95%的醇類中，溶解性比另兩種需借助還原劑或緩沖劑來(lái)溶解的好?？紤]到玉米醇溶蛋白中的所有類別，玉米醇溶蛋白通常是在70%乙醇水溶液中從干磨玉米中提取。目前為止 ɑ-玉米醇溶蛋白是市面上商業(yè)應(yīng)用的玉米醇溶蛋白的主要類型。

玉米醇溶蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

玉米醇溶蛋白體中心的ɑ-醇溶蛋白組分富含纈氨酸、亮氨酸和谷氨酸，二硫鍵較少，易被消化。而位于蛋白體外層的β-醇溶蛋白組分與γ-醇溶蛋白組分富含有二硫鍵，γ-醇溶蛋白組分包含8個(gè)富含脯氨酸的保守序列，影響著γ-醇溶蛋白組分的蓄積過(guò)程，因此消化性較低。而δ-醇溶蛋白由于富含甲硫氨酸，嚴(yán)重影響著玉米蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)平衡，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)失調(diào)。

蓄積的玉米醇溶蛋白的含硫氨基酸和疏水性氨基酸含量較高、賴氨酸和色氨酸的含量較低，有著難溶解、難消化的營(yíng)養(yǎng)缺陷。這種氨基酸組成的不平衡性，使得玉米醇溶蛋白的生理功能較為獨(dú)特，而玉米醇溶蛋白難溶解、難消化的營(yíng)養(yǎng)缺陷的生化性狀直接制約著玉米蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

ɑ-玉米醇溶蛋白的與眾不同

與玉米蛋白的其他三種蛋白質(zhì)（清蛋白、球蛋白和谷蛋白）相比，玉米醇溶蛋白具有其獨(dú)特的理化性質(zhì)。通過(guò)上述氨基酸的分析以及結(jié)構(gòu)的比較，不難發(fā)現(xiàn)玉米醇溶蛋白含有一半以上的疏水氨基酸（如纈氨酸、亮氨酸和脯氨酸），致使其難分散在純水介質(zhì)中。

純的玉米醇溶蛋白是無(wú)色、無(wú)味的，但是由于葉黃素結(jié)合在玉米醇溶蛋白的內(nèi)部，利用目前的技術(shù)很難將兩者分離開來(lái)，所以大部分的玉米醇溶蛋白為淡黃色的固體。

玉米醇溶蛋白是一種淺黃色的、等電點(diǎn)為6.2的一種蛋白質(zhì)。雖然玉米醇溶蛋白不能分散在水，但是可以分散在醇-水溶液、或者其他非極性溶劑中。

玉米醇溶蛋白的雙親特性

玉米醇溶蛋白因?yàn)橥瑫r(shí)含有親水殘基和疏水殘疾而具有雙親性，這兩種殘基嚴(yán)格地定義為極性和非極性區(qū)域。這樣玉米醇溶蛋白既可以與親水物質(zhì)相互作用，又可以與疏水物質(zhì)相互作用，從而在穩(wěn)定泡沫、乳化液、分散液等食品成分中起到重要的作用。

但是由于玉米醇溶蛋白在水中的低分散能力，使得玉米醇溶蛋白的雙親性不能發(fā)揮其最大作用。有研究發(fā)現(xiàn)，將蛋白質(zhì)中的酰胺基團(tuán)轉(zhuǎn)化成酸基團(tuán)后，蛋白質(zhì)成為雙親性分子而作為表面活性劑或者乳化劑應(yīng)用到食品加工行業(yè)中。

玉米醇溶蛋白的成膜性

玉米醇溶蛋白中含有很多含硫氨基酸，這些氨基酸可以形成很強(qiáng)的分子內(nèi)和分子間二硫鍵，它們和分子之間的疏水鍵一起構(gòu)成了玉米醇溶蛋白成膜特性的分子基礎(chǔ)。

玉米醇溶蛋白膜液涂布在成膜模具中后，隨著溶劑的蒸發(fā)，蛋白質(zhì)溶液的濃度逐漸增大直到達(dá)到一定值，這時(shí)蛋白質(zhì)會(huì)凝聚在一起，分子間、分子內(nèi)的氫鍵、疏水鍵以及二硫鍵慢慢開始形成，隨著濃度的進(jìn)一步增大，這些鍵的作用逐步得到加強(qiáng)，氫鍵、疏水鍵和二硫鍵之間相互交錯(cuò)，形成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，玉米醇溶蛋白膜就慢慢形成了。

玉米醇溶蛋白因具有這種特殊的分子形狀和結(jié)構(gòu)在不需要任何添加劑、鞣制劑的條件下能形成柔軟、透明、均勻的蛋白膜。這種蛋白膜除了有良好的水蒸氣和氧氣阻隔性能，還具有很好的保水性和保油性，可以應(yīng)用在食品保鮮、包裝和制藥領(lǐng)域。

一種新型食品包裝材料

玉米醇溶蛋白是一種天然可再生資源，作為食品包裝材料主要應(yīng)用在保鮮、抗菌和生物活性包裝等方面。玉米醇溶蛋白具有獨(dú)特的成膜特性，并且具有良好的耐水性、阻隔性和機(jī)械性能，同時(shí)還具有抗紫外線、保香、不透油、防靜電等特性，并對(duì)細(xì)菌有一定的抑制作用，能延長(zhǎng)食品的貨架壽命，在食品保鮮和包裝領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景。

與不可食用的保鮮膜相比，可食用包裝更加方便和環(huán)保，它既可以保持食品的新鮮又可以避免造成對(duì)環(huán)境的污染。玉米醇溶蛋白可以被蛋白酶和腸道內(nèi)微生物分解，無(wú)毒無(wú)害，可以被人體直接食用吸收，用于制作可食性包裝前景巨大。

通過(guò)不同的處理可以充分發(fā)揮出醇溶蛋白的特性，有效提高其應(yīng)用范圍和作用。加入色素、香料等添加劑可增強(qiáng)其外觀和風(fēng)味，同時(shí)如果向其中加入一些可塑劑則可以提高它的耐熱性、耐酸性和耐堿性等理化性質(zhì)；加入一些溶菌酶等安全無(wú)毒的抗菌成分，又可以提高它對(duì)于由微生物引起的食物腐敗。

可食性包裝是順應(yīng)人們對(duì)食品包裝的方便化和無(wú)公害化而迅速發(fā)展起來(lái)的新型食品包裝，它既能對(duì)食品起到保護(hù)作用，又能防止因拋棄包裝袋而造成的環(huán)境污染。

作者簡(jiǎn)介：

Kevin.Fang，食品科學(xué)研究生，主要從事功能性食品研發(fā)，尤其擅長(zhǎng)于糖尿病、痛風(fēng)、體重管理等領(lǐng)域的產(chǎn)品產(chǎn)品開發(fā)。