摘 要

玉米蛋白水溶性较差，限制了其在食品工业中的使用。美拉德反应是广泛存在于食品工业的一种非酶褐变，也是一种安全改善蛋白性能的方法。本课题选用大豆多糖（SSPS ）与阿拉伯胶（GA），研究了美拉德反应条件时间、反应温度和水分含量对玉米蛋白功能特性的影响。实验结果表明：美拉德反应温度80℃，8h制备的玉米蛋白糖基化产物乳化性与乳化稳定性分别为27.0和52.2 ，较对照样高出278.4%和322.5%。同时发现美拉德反应程度对玉米蛋白糖基化产物的粒径无明显影响。

关键词：美拉德反应 玉米蛋白 多糖 乳化性

Research on the Effect of Maillard Reaction on Functional Properties of Zein

Abstract

Zein’s water solubility is poor, limiting its use in the food industry. The Maillard reaction is a non-enzymatic browning that is widely present in the food industry and is a safe method to improve the performance of protein. In this study, soybean polysaccharide (SSPS) and gum arabic (GA) were used to study the influence of Maillard reaction via controling time, reaction temperature and water content on the functional properties of zein-polysaccharide mixture. The experimental results showed that the emulsifying and emulsifying stability of zein glycosylation products prepared at temperature of 80℃, 8h were 27.0 and 52.2, respectively, which were 278.4% and 322.5% higher than that of the control, and the degree of Maillard reaction was also found. That there is no significant effect on the particle size of zein glycosylation products.

Keywords: Maillard reaction zein polysaccharide emulsification

目录

摘 要 I

Abstract.......................................................................................4

第一章 绪论 4

1. 1玉米蛋白 4

1.1.1玉米蛋白化学组成 4

1.1.2玉米蛋白的性质与结构 2

1.1.3玉米蛋白的应用 2

1.2蛋白质糖基化的反应机理 4

1.2.1美拉德反应的原理 4

1.2.2美拉德反应的制备 5

1.3立题意义 7

第二章 实验材料及方法 8

2.1实验材料与试剂 8

2.2仪器与设备 8

2.3实验方法 9

2.3.1 玉米蛋白的制备 9

2.4玉米蛋白性质测定 9

2.4.1蛋白乳化性 9

2.4.2接枝度的测定 10

2.4.3褐变强度的测定 10

2.4.4粒径及PDI 10

2.4.5疏水性 11

2.4.6数据显著性分析 11

第三章 实验数据分析与总结 12

3.1美拉德反应条件对玉米蛋白糖基化产物特性的影响 12

3.1.1多糖对玉米蛋白糖基化产物的接枝度及褐变指数的影响 12

3.1.2多糖对玉米蛋白糖基化产物的乳化性的影响 14

3.1.3多糖对玉米蛋白糖基化产物粒径及电位的影响 15

3.1.4多糖对玉米蛋白糖基化产物表面疏水性的影响............................ 16

第四章 结论 18

参考文献 19

绪论

1.1玉米蛋白

1.1.1玉米蛋白化学组成

玉米是全世界种植最广泛的作物之一。玉米蛋白是玉米核心的主要贮藏蛋白，其中大部分存在于胚乳中，还含有其他蛋白质如谷蛋白，球蛋白和白蛋白^[1]。玉米蛋白在玉米中含量很低（小于 4%），富含谷氨酸（21%~26%）和亮氨酸（20%），但缺乏碱性和酸性氨基酸，尤其是色氨酸与赖氨酸^[50]玉米蛋白占总蛋白质含量的44-79％（玉米仁湿基）^[2,3] ，由于其蛋白质种类含量不完整，其营养价值有限。

玉米蛋白是一种分子量约为40kDa的蛋白。1821年约翰戈勒姆基于溶解度和序列同源性将玉米蛋白分为4种：α-Zein,β-Zein，γ-Zein以及δ-Zein.^[5]。α-玉米蛋白中35%的蛋白检测得两条带分别为22和24 kDa。β-玉米蛋白包含17 KDA的高蛋白氨酸和一小部分分子量为10 kDa的δ-玉米蛋白的的聚合物。 β-和δ-玉米蛋白的溶解度曲线类似于α-玉米蛋白。γ-玉米蛋白由两部分组成，可分为γ–Zein ₁ 和γ–Zein ₂ ，分子量为27 kDa 和18 kDa。

其中，α-玉米蛋白占玉米蛋白总质量分数的70-85％，γ-玉米蛋白约为10-20％^[10]，β–Zein占总 Zein 的 10%~15%^[4]。玉米蛋白组均具有疏水性，性质为中性，含有较多的含硫氨基酸（例如亮氨酸，脯氨酸和丙氨酸）并且还含有一些极性氨基酸残基，如谷氨酰胺。 α-玉米蛋白由同源高度重复单位组成，并具有较高的α-螺旋含量^[11,12]。与其他蛋白质之间的显着差异是它几乎完全缺乏赖氨酸和色氨酸，并且含有少量精氨酸和组氨酸残基。

1.1.2玉米蛋白的性质与结构

玉米蛋白是种疏水性蛋白，在化学结构上，它含有更多的疏水性非极性氨基酸（大约55％），因而玉米蛋白不溶于水，可溶于60~80%的乙醇溶液，pH值（≥11）为碱性的溶液，阴离子表面活性剂或高浓度的尿素溶液中。

玉米蛋白的结构尚未被完全研究出来。据阿尔戈斯等人（1982），玉米蛋白的分子结构是具有螺旋轮的配体 - 其中九个同源重复单元排列在载体中，平行排列并且通过氢键稳定链接图1-1中（a）。但是，后来松岛等 （1997）报告了玉米蛋白的单体结构的小角X射线散射（SAXS）的结果为10个连续的螺旋片段以反平行方式排列并相互折叠^[14]图1-1中（b）。这个模型解释了玉米蛋白的两亲性质，即具有亲水性顶部和底部，疏水性的外表面。由于其疏水性，它能充当极好的防水层，并因此用作涂层材料。