玉米醇溶蛋白动态凝聚行为及其结构调控研究

本项目将研究玉米醇溶蛋白分子溶解在不同浓度乙醇溶液的稀溶液、亚浓和浓溶液体系的溶解和凝聚行为，以及凝聚行为的多尺度凝聚态相转变；研究玉米醇溶蛋白分子在醇水溶液体系中的动力学吸附行为，认识其热力学性质及生成动力学特征，通过控制动力学路径来实现对形成特定凝聚态结构的调控，并建立和验证调控模型，为今后玉米醇溶蛋白工程应用制备具有高耐水性、高机械强度食品保鲜薄膜，制备多孔生物细胞医学组织支架，以及电纺生产纳米纤维应用方面提供基础理论。

项目研究了玉米醇溶蛋白分子在不同溶剂中的溶解和凝聚行为，研究溶剂特征对蛋白膜成膜性质的影响，并分析成型膜的热特性和结构特征，通过控制动力学路径实现对形成特定凝聚态结构的调控，并建立和验证调控模型。. 研究以玉米醇溶蛋白为主要材料，乙醇和异丙醇溶液为溶剂，采用SDS-PAGE法、黏度法、巯基法、荧光探针法和动态光散射法研究玉米醇溶蛋白溶液的溶解特征。结果表明玉米醇溶蛋白在乙醇和异丙醇溶液中主要成为α-玉米醇溶蛋白，分子量为22 kDa和25 kDa；玉米醇溶蛋白在乙醇和异丙醇溶液中溶液的黏度特性属于假塑性流体；玉米醇溶蛋白在乙醇和异丙醇溶液中能形成新的二硫键；乙醇溶液和异丙醇溶液浓度为90%，玉米醇溶蛋白表面疏水性最大；动态光散射表明玉米醇溶蛋白分子在溶液中相互聚集并形成凝聚体，通过控制其溶解动力学路径可以调控形成特定的凝聚态结构的调控。. 本研究以不同浓度的乙醇溶液和异丙醇溶液制备蛋白膜，结果表明乙醇浓度和异丙醇浓度为75%～95%时，形成完整，透明，韧性较好的蛋白膜。测定蛋白膜的拉伸强度和伸长率，确定甘油最为可塑剂的最适添加量为玉米醇溶蛋白20%；浓度为75%～95%溶液制备的蛋白膜的机械性能，热稳定性，耐水性，水蒸气透过率和表观形态研究结果表明，乙醇溶液和异丙醇溶液浓度为90%时，制备的蛋白膜具有拉伸性能强，稳定性好，结构紧密，疏水性高的特性。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）实验表明，玉米醇溶蛋白二级结构含量受溶液浓度的影响较大。. 该项研究第一次在分子水平上研究了蛋白的凝聚行为多尺度凝聚态相转变，提出了通过控制动力学路径实现对形成特定凝聚态结构的调控的理论。应用本论文的成果，可以通过控制蛋白溶液特征来实现形成特定的蛋白凝聚结构，制备高耐水性、高机械特性的蛋白薄膜；制备多孔生物细胞医学组织支架。为玉米醇溶蛋白的工业化规模生产提供基础理论。