挤压膨化和酶解对玉米蛋白结构及功能性的影响

玉米黄粉是玉米湿法生产淀粉的副产物，含蛋白质62-71%。玉米蛋白氨基酸组成不平衡、疏水性强，限制了其应用。但是，玉米蛋白的特殊氨基酸组成和多肽链中存在的不同功能区，为其功能性的表现提供了良好的原料优势。蛋白的功能性都是由其结构决定的，因此改变结构，就可以将其功能特性释放出来。本项目针对玉米蛋白的结构特点，采用挤压膨化技术预处理玉米黄粉，再结合Alcalase、Protamex蛋白酶酶解技术对玉米蛋白进行限制条件酶解，使其结构发生改变。应用先进的光谱学等手段，对改构的玉米蛋白进行结构特征分析，并与原玉米蛋白、未经酶法改构的膨化玉米蛋白进行比较分析，发现并阐明挤压膨化和酶解技术引起的玉米醇溶蛋白和谷蛋白结构变化规律。用食品物性学和生物学相关手段分析改构玉米蛋白的溶解性、抗氧化活性和促酒精代谢活性等功能性，进一步分析玉米蛋白结构与功能的关系，为发现和开拓玉米蛋白的新用途提供理论依据。

本项目采用挤压膨化和酶解技术对玉米蛋白进行改性。确立了高产率、高纯度玉米蛋白的分离方法；建立了蛋白酶Alcalase和Protamex对玉米蛋白进行酶解改性的酶解体系；比较了经挤压膨化和酶解技术处理的玉米蛋白和未处理玉米蛋白在结构特征和功能性方面的区别，分析了玉米蛋白的结构变化规律及结构与其功能性之间的关系。获得如下结论：.（1）挤压膨化使玉米醇溶蛋白部分聚集体发生融合，球状聚集体直径变大；二级结构中的α-螺旋和无规卷曲转换为β-折叠和β-转角；分子粒径、变性温度和游离巯基含量均变小，表面疏水性增加。.（2）挤压膨化和适当酶解处理，可使玉米谷蛋白的二硫键发生断裂，并与巯基之间进行转换，疏水性降低，热变性所需能量减小，小分子量多肽比例增加。.（3）Alcalase和Protamex的酶解作用是从玉米醇溶蛋白分子表面开始并逐渐向内部进行的，主要作用于玉米醇溶蛋白分子中分子量为22kDa和25kDa的两个亚基。酶解后得到的可溶性玉米蛋白是带孔的片状结构，具有更好的热稳定性，表面疏水性和游离巯基含量下降。.（4）挤压膨化可以改善玉米蛋白的部分功能性质，如持水性、吸油性、乳化性和乳化稳定性等，但导致溶解性下降；而酶解技术可使经挤压膨化的玉米蛋白的溶解性显著提高，溶解性均大于90%。.（5）挤压膨化和酶解改构的玉米蛋白即玉米肽通过提高胃中的乙醇脱氢酶活性，加快乙醇分解，从而降低乙醇对机体的损害，属于减少胃肠吸收剂型的解酒食品。同时，玉米肽通过提高肝脏中超氧化物歧化酶活力，增加还原型谷胱甘肽含量及减少丙二醛含量，从而起到保护肝脏的作用。.（6）在饲喂高脂饲料情况下，玉米肽剂量为1400mg/kgBW时，显著降低了小鼠血清中的尿素氮和肝脏中丙二醛的含量；显著增加了血清中超氧化物歧化酶活力和肝脏中GSH-PX的活力，表明玉米肽可以对高脂模型小鼠起到抗氧化的作用。. 本项目的研究成果为定向开发不同功能的玉米生物活性肽产品提供了理论依据。