玉米醇溶蛋白的超声波提取、改性与释药性能的研究

我国是世界第二位玉米生产大国，年玉米产量为1.1亿吨左右。玉米是世界三大粮食作物之一，也是一种重要的饲料原料，然而提高其价值的主要途径还是玉米的深加工。一种最主要的玉米深加工产品就是玉米淀粉，若能将原料综合利用，可提高玉米的利用价值8倍多。玉米蛋白粉是玉米淀粉加工过程中的主要副产品，含有60％左右的蛋白质，其中玉米醇溶蛋白占50％左右。由于玉米蛋白缺乏赖氨酸和色氨酸等必需氨基酸，因此其营养价值不高。但玉米醇溶蛋白有着较强的疏水性和易于成膜的特点，使得人们近年来一直着重研究它作为工业高分子材料的可能性。到目前为止，玉米醇溶蛋白是唯一可以在非食品领域并能得到商业应用的以植物为来源的蛋白质。 然而，限制玉米醇溶蛋白蓬勃发展的最主要因素是其生产成本。由于玉米醇溶蛋白的生产要消耗大量的有机溶剂，以及回收溶剂要消耗大量的热能，所以其国际市场价格一直维持在S10—40／kg。本课题从玉米醇溶蛋白的生产、改性和在制药工业领域中的应用进行了初步研究，并取得了阶段性的成果。 1) 研究了超声波处理条件对玉米黄色素和玉米醇溶蛋白提取的影响，采用超声波技术能大大提高萃取效率。并对超声波的频率、功率、超声用容器对提取率的影响也进行了研究。设计出了一条经济、高效的玉米醇溶蛋白生产工艺，产品纯度较高，蛋白含量为92.39％，颜色淡黄，这一成果已经达到目前国内己报道的领先水平，适合于工业化生产。 2) 研究发现玉米醇溶蛋白的乙醇溶液在聚乙烯和聚丙烯材质的容器表面能良好的成膜，干燥后，膜能自动脱离，因此是成膜的最佳载体。当配制zein的乙醇浓度小于或等于60％以及大于或等于90％时，均不能成膜。在80％-90％的乙醇浓度中，配制成10％的浓度时成膜效果最好。 但由于单纯的zein膜抗拉强度、耐水性、柔韧性较差，缺乏实际的用途，因此必须经过增塑改性处理，以增加其机械性能。本实验中添加3％(v／v)的油酸，可使膜的抗拉强度提高30％、断裂伸长率提高20％、吸水率下降到10％以下，膜的性能优良，光滑平整，具备了生物可降解材料应有的特性，有着良好的应用前景。 3) 由于玉米醇溶蛋白难溶于水，要水解它是相当困难的。经研究发现，Alcalase酶能在70％的乙醇溶液中依然保持有较强的活性，能对zein发生水解。采用双相序列酶改性工艺(二部水解法)可使zein的水解度达到DH13％以上。 4) 改性后的玉米醇溶蛋白膜在pH1.5-10.0范围内具有较好的抗酸碱性能，并具有良好的抗各种蛋白酶水解的能力。通过与用甘油三油酸增塑改性的10％的乙