傳統的食用藥用膠囊是以動物的骨頭、皮和結締組織為原料，經一系列複雜的理化處理後製得的高蛋白、無脂肪、易被人體吸收的明膠製品。然而該膠囊存在易失水硬化、吸水軟化，在貯藏過程中對溼、氧敏感藥物保護作用差，與醛類物質易發生交聯反應，膠囊殼有崩解延遲及藥物溶出度降低等缺陷。另外，由於動物疫情（狂牛症）近年來的頻繁爆發，牛源性的明膠膠囊被禁用。而且明膠製得的膠囊成本較高使得一些不法廠商使用重金屬鉻超標的工業明膠冒充食用明膠來生產藥用膠囊。因此，由於全球動物資源有限，引起了人們對膠囊壁材料的關注，在醫藥和食品工業中植物膠囊替代明膠膠囊已經成為發展趨勢。
玉米醇溶蛋白可在無需添加鞣製劑的條件下製成具有較強阻溼、阻氧以及腸溶性的可食性薄膜。這種優良的成膜特性加上原料的綠色可食性，使得玉米醇溶蛋白膜成為近年來人們研究的熱點。賴氨酸是玉米醇溶蛋白糖基化反應的有效接枝位點，齊齊哈爾大學食品與生物工程學院張慧君、陳又銘、辛德慧等人通過胺基酸分析結果確定提取玉米醇溶蛋白的溶劑。選擇澱粉糖的主要產品麥芽糖漿作為糖基化反應還原糖供體，它是通過α-1,4糖苷鍵將2 個單位葡萄糖連接在一起的雙糖。考察玉米醇溶蛋白和麥芽糖漿糖基化改性後玉米醇溶蛋白的機械性能並製備植物蛋白的膠囊殼，為玉米深加工提供一條新思路。
結果可知，不同體積分數乙醇溶液提取的玉米醇溶蛋白，其胺基酸組成沒有差異，但胺基酸含量有差別，整體上非極性胺基酸含量較高。另外70%乙醇溶液提取的玉米醇溶蛋白中賴氨酸含量高於其他提取，蛋白質糖基化反應主要是蛋白質中的賴氨酸和精氨酸與糖中的羧基發生化學反應，生成醯胺化合物。
體積分數60%、70%、80%乙醇溶液提取玉米醇溶蛋白的電泳譜帶中均出現2 條清晰條帶，且位置基本相同，分別位於22 kDa和27 kDa，說明所得組分基本一致。體積分數95%乙醇溶液提取的玉米醇溶蛋白僅在27 kDa位置出現一條細的條帶，說明體積分數95%乙醇溶液提取的玉米醇溶蛋白組分與其他乙醇溶液提取出來的組分不一樣。體積分數70%較80%乙醇溶液提取醇溶蛋白的條帶顏色較深、條帶粗，與體積分數60%、95%乙醇溶液的提取物相比，其組分的含量也高。
溼法糖基化玉米醇溶蛋白產物玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿的接枝度隨著玉米醇溶蛋白與麥芽糖漿間的物料比增加呈現先增大後減小的趨勢，當物料比7∶1時達到最高值，繼續增加物料比接枝度開始下降。當物料比小時，也就是玉米醇溶蛋白的添加相對較少，麥芽糖漿添加量相對較多，麥芽糖漿與玉米醇溶蛋白間的空間位阻增大，反應物的分子碰撞機率減少，對其接枝反應不利。隨著玉米醇溶蛋白的添加量的逐漸增加，糖和蛋白分子的接觸機率增加，接枝度也越來越大，當接枝度達到最高值，繼續增加物料比，接枝度開始呈現下降趨勢。
溼法糖基化體系中過高的pH值可以引發蛋白質的變性，在較低的pH值條件下，反應並不充分。因為溼法糖基化反應的本質是鹼催化的反應，所以在鹼性條件下更有利於玉米醇溶蛋白與麥芽糖漿進行接枝反應，本研究設定的體系pH值範圍取7～11。
玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿的接枝度變化範圍均在15%～30%左右之間。玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿反應體系pH值越高，接枝度越低。在pH值達到10以後接枝度都呈下降趨勢。
超聲功率在300～450 W之間，玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿的接枝度變化不明顯，趨於穩定。說明適當的超聲功率，一方面會提高玉米醇溶蛋白在70%乙醇溶液中的溶解性，另一方面會使游離胺基酸的含量增加，促進該反應的進行。當超聲功率增大時，在溶液中形成更高頻率的振蕩，蛋白質分子的一級空間結構受到破壞，致使肽鍵斷裂，游離氨基數量增多，導致N-末端殘基數目過度增多，自由氨基也過度增多，麥芽糖漿與賴氨酸的碰撞機率變小，導致了玉米醇溶蛋白的接枝度下降；當超聲功率過高，會致使溶液的局部溫度過高，加劇了反應體系溶液中麥芽糖漿自身發生焦糖化的反應，體系褐變程度升高。
在玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿糖基化反應過程中，其接枝度隨加熱時間的延長而增加，玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿膜的抗拉強度的變化規律隨著加熱時間的延長，呈現逐步上升的趨勢，在45～60 min趨於平穩，繼續延長反應時間，抗拉強度下降。這是因為蛋白質與多糖的反應中，隨著加熱時間的延長，蛋白質結構部分展開，多糖與蛋白質受熱逐步結合，促進蛋白質球狀分子伸展，疏水基團暴露。
各因素對改性玉米醇溶蛋白膜的抗拉強度影響程度依次為pH值＞物料比＞加熱時間＞超聲功率，最佳工藝條件為物料比11∶1、pH 9 、超聲功率400 W、加熱時間15 min，經驗證實驗此時，接枝度為34.96%，抗拉強度為9.22 MPa，約為未改性玉米醇溶蛋白膜（4.2 MPa）的2 倍。
3、 玉米醇溶蛋白和玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿的SDSPAGE分析
考馬斯亮藍染色測定改性後產物玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿的分子質量變化不明顯，這是因為麥芽糖漿屬於小分子糖，因此，反應後的接枝產物分子質量變化不明顯。以辣根過氧化物酶作為陽性對照，採用高碘酸希爾法與接枝物中糖分子進行顏色反應，從而檢測糖分子的存在，結果表明糖蛋白染色顯示紅色條帶，說明糖基化樣品中糖基的存在，確認玉米醇溶蛋白中導入了糖分子，證明麥芽糖漿與玉米醇溶蛋白發生了糖基化反應，生成了蛋白質和糖的交聯產物。
由玉米醇溶蛋白和麥芽糖漿-玉米醇溶蛋白製備的2 種膠囊殼，其中玉米醇溶蛋白膠囊殼，由於脆性較大，膠囊殼從模具上退下的時候不完整，會有裂痕，外觀不合格。而玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿製備膠囊殼的各項檢測結果都符合國家藥典標準，沒有裂縫，無漏粉現象，表面光滑，質地均勻，沒有氣泡。其鬆緊度、脆碎度和乾燥質量損失均合格。
關於提高玉米醇溶蛋白膜的抗拉強度，目前文獻主要是採用添加增塑劑和交聯劑的方法，雖然提高了玉米醇溶蛋白膜的抗拉強度，但是增塑劑和交聯劑不能用於食品和藥品。本研究的膠囊殼生產原料均是食品級，無化學殘留，糖基化羰基的供給原料為麥芽糖漿，其本身也是天然甜味劑，因此可作為保健食品或藥品的膠囊殼材料。本研究證明以玉米醇溶蛋白和麥芽糖漿為原料，通過溼法糖基化改性可顯著改善玉米醇溶蛋白膜的機械性能，適合製備膠囊殼，替代明膠膠囊。
與傳統明膠膠囊殼作對照，本實驗說明採用糖基化的方式可有效地改善其機械性能，適當的交聯可提高膜的抗拉強度，該強度適合製備植物蛋白膠囊殼。
本文《麥芽糖漿糖基化改性玉米醇溶蛋白及在膠囊殼中的應用》來自於《食品科學》2018年39卷14期29-35頁，作者：張慧君，陳又銘，辛德慧，沙迪昕，王文霞，姜寧寧，郭 浩，張慧敏。DOI:10.7506/spkx1002-6630-201814005。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。
修改/編輯：袁藝；責任編輯：張睿梅
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