摘 要

玉米蛋白是玉米中的主要贮藏蛋白，由于玉米蛋白可以通过反溶剂法获得纳米级蛋白微球，这使得玉米蛋白特别适合包裹疏水性的功能性组分。但玉米蛋白纳米颗粒在中性条件下容易发生聚集沉淀现象，限制了在食品中作为载体的应用。本实验采用反溶剂法制备玉米蛋白-多糖聚合物研究其在不同pH条件下的稳定性。实验结果表明阴离子多糖黄原胶和刺槐豆胶都能与玉米蛋白产生静电引力形成具有核-壳结构复合纳米聚合物。在质量比5:1、3:1、2:1，在pH2-7范围内，玉米蛋白-黄原胶复合纳米聚合物都能在4℃下保持30天稳定存在；玉米蛋白-刺槐豆胶复合纳米聚合物质量比5:1、3:1、2:1、1:1时在pH2-7范围内在4℃下能30天内保持稳定。

关键词：玉米蛋白 黄原胶 刺槐豆胶 复合纳米聚合物 核-壳结构

Effect of pH on Stability of Zein-Polysaccharide Polymers

abstract

Zein is the main storage protein in corn. Because zein can obtain nanoscale protein microspheres by anti-solvent method, it is particularly suitable for encapsulating hydrophobic functional components. However, zein nanoparticles are prone to aggregation and precipitation under neutral conditions which limits their application as vehicles in foods. This study uses anti-solvent method to prepare zein-polysaccharide copolymer to study its stability under different pH conditions. The study results show that anionic polysaccharides xanthan gum and locust bean gum can both generate electrostatic force with corn protein to form a nanocomposite with core-shell structure.At a mass ratio of 5:1, 3:1, 2:1, the zein-xanthan gum nanocomposite can be stable for 30 days at 4℃ in the pH range of 2-7. When the mass ratio is 5:1, 3:1, 2:1, and 1:1, zein-locust bean gum composite nano-copolymers can be stable within 30 days at 4℃within the range of pH 2-7.

Key words: Zein, xanthan gum, locust bean gum, composite nanocopolymer, core-shell structure

目录

摘要 I

abstract II

第一章 绪论 1

1.1简介 1

1.1.1玉米蛋白 1

1.1.2 黄原胶 2

1.1.3 刺槐豆胶 3

1.1.4 制备方法 4

1.2研究意义 4

第二章 实验材料与方法 5

2.1实验材料 5

2.2实验仪器 5

2.3玉米蛋白-黄原胶聚合物的制备 5

2.4玉米蛋白-刺槐豆胶聚合物的制备 5

2.5微观粒度及Zate电位的测定 6

2.6 玉米蛋白-多糖聚合物溶液储存稳定性 6

2.7数据分析 6

第三章 实验结果与讨论 7

3.1不同pH值条件下玉米蛋白的粒度及Zate电位 7

3.2 玉米蛋白-黄原胶聚合物的稳定性 8

3.2.1 Zein/XG比值对聚合物粒径及 zeta 电位的影响 8

3.2.2 pH对玉米蛋白与黄原胶聚合物稳定性的影响 11

3.2.3 小结 11

3.3米醇溶蛋白与刺槐豆胶聚合物 12

3.3.1 玉米蛋白与刺槐豆胶质量比对聚合物稳定性的影响 12

3.3.2 pH对玉米蛋白与刺槐豆胶聚合物稳定性的影响 14

3.2.3 小结 14

参考文献 15

致谢 18

绪论

1.1简介

蛋白质和多糖是具有许多优点的天然聚合物，通常具有生物相容性，生物可降解性和无毒性^[1]。单独的生物聚合物可广泛用于食品配方中，以提供不同的功能属性，包括胶凝，增稠和表面稳定^[2]。通过蛋白质和多糖分子的设计缔合而制备的生物聚合物利用了单独的组分并表现出比单独的蛋白质和多糖更好的功能特性^[3]。因此，蛋白质-多糖相互作用在控制食品体系的结构，质地和稳定性方面起着重要作用^[4]。蛋白质-多糖聚合物纳米颗粒也是胶体递送系统领域的主要研究重点之一，因为这些纳米颗粒提供优于其他递送系统的物理和化学性质^[5]。以前的研究主要集中在两种带相反电荷的生物聚合物如带正电荷的蛋白质和阴离子多糖或带负电的蛋白质和阳离子多糖之间的缔合相互作用。生物聚合物的大小和稳定性取决于蛋白质与多糖的比例和多糖类型^[6]。

1.1.1玉米蛋白

玉米蛋白是美国食品和药物管理局批准用于食品的少数疏水性，不溶入水的物质之一。玉米蛋白是玉米中的主要贮藏蛋白，占玉米中总蛋白的35-60%，并且仅存在于胚乳中。玉米蛋白由α-玉米蛋白（19和22kDa），β-玉米蛋白（14kDa），γ-玉米蛋白（16和27kDa）和δ-玉米蛋白（10kDa）组成，α-玉米蛋白占总玉米蛋白部分的70-85%，β-和γ-玉米蛋白分别仅占10-15%和5-10%^[7]。

玉米蛋白由于其特殊溶解性而被认为是醇溶蛋白。除非采用明确定义的条件，例如一定浓度的酒精，高浓度的尿素，极端碱性条件（pHgt; 11）和/或阴离子去垢剂，否则它不溶于水。玉米蛋白的这种独特的溶解性行为归因于其氨基酸序列超过50%是非极性的，包括亮氨酸，脯氨酸，丙氨酸，苯丙氨酸，异亮氨酸和缬氨酸^[8]。玉米蛋白的独特理化性质在不同的行业，特别是在食品和生物医学领域，带来了广泛的应用。尤其是玉米蛋白制成的载体的研究的发展近年来开始受到极大的关注。

由于玉米蛋白的高度疏水性，玉米蛋白可以通过反溶剂法轻易地转化为球形胶体纳米颗粒，玉米蛋白还因其对消化酶的抗性而闻名，导致胃肠道中的消化率较慢，可用于控制玉米蛋白胶体颗粒中负载的功能组分的释放^[9]。这些性质使玉米蛋白特别适合于包裹在水中具有低溶解度但可溶于乙醇的功能性组分。在过去，玉米蛋白已被广泛地用作包封和保护生物活性化合物的载体，如叶黄素^[10]，白藜芦醇^[11]，姜黄素^[12]等。