西北農(nóng)林科技大學(xué)食品學(xué)院欒廣忠副教授團(tuán)隊(duì)在玉米蛋白加工領(lǐng)域研究取得重要進(jìn)展

　　玉米產(chǎn)量高，種植范圍廣，與小麥相比僅含有少量過敏原，是一種理想的無麩質(zhì)食品原料。玉米蛋白粉（Corn gluten meal, CGM）是玉米淀粉濕法提取過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，含有高含量的蛋白質(zhì)（60%-70%）和少量的淀粉，是一種豐富的可再生蛋白質(zhì)資源。然而，目前CGM大多用于飼料生產(chǎn)，其蛋白價(jià)值有待于深度研究以擴(kuò)大其在食品工業(yè)中的應(yīng)用。2022年8月，食品學(xué)院欒廣忠副教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際食品領(lǐng)域Top期刊 《Food Chemistry》 上發(fā)表題為“Physicochemical properties and protein structure of extruded corn gluten meal: implication of temperature”的研究論文。食品學(xué)院博士生張瑩瑩為第一作者，欒廣忠副教授為通訊作者。研究發(fā)現(xiàn)不同擠壓溫度對(duì)CGM理化性質(zhì)和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響。CGM在擠壓溫度達(dá)到120°C時(shí)組織化，并在達(dá)到140°C時(shí)膨化。隨著溫度的升高（從120°C到140°C），擠出物的密度、粒徑和ξ電位下降（從662.0到642.5 mg/cm3，301.0到191.3 nm，和4.82到1.52 mV）。SDS-PAGE結(jié)果顯示二硫鍵和其他共價(jià)鍵參與了擠出過程中的蛋白質(zhì)的交聯(lián)。最后，文章提出了擠壓溫度對(duì)蛋白質(zhì)組織化的影響模型：隨著溫度的增加，肽鏈逐漸展開；更多的共價(jià)反應(yīng)在高溫下發(fā)生，促進(jìn)蛋白質(zhì)組織化，為CGM在膨化食品或人造肉中的應(yīng)用中提供了一定的理論參考。

 

　　CGM中的主要蛋白質(zhì)是玉米醇溶蛋白（zein），該蛋白在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上（35℃左右）水合時(shí)可形成一種類似面筋（麩質(zhì)）的黏彈性蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樵撎匦裕瑉ein成為極具潛力的麩質(zhì)替代品。近年來無麩質(zhì)食品的需求在全球范圍內(nèi)增長(zhǎng)迅猛，zein在無麩質(zhì)食品領(lǐng)域的應(yīng)用探索也逐年增加。2022年7月，該團(tuán)隊(duì)在國(guó)際食品領(lǐng)域Top期刊 《Food Research  International》 上發(fā)表了題為“Application of zein in gluten-free foods: A comprehensive review”的綜述論文。在分子水平上比較了zein和麩質(zhì)蛋白（gluten）的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，總結(jié)了zein在無麩質(zhì)體系中的應(yīng)用現(xiàn)狀，zein功能性的影響因素，以及在人造肉中的應(yīng)用潛力。未來的研究仍需提高zein無麩質(zhì)面團(tuán)的彈性和持氣性，以及降低zein的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

 

　　此外，除了在無麩質(zhì)方面的應(yīng)用，該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)Zein在增塑劑的作用下，可由無定形的固體顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)檎承粤鲃?dòng)狀態(tài)，形成具有強(qiáng)附著力的粘合劑。2022年7月，團(tuán)隊(duì)在國(guó)際農(nóng)林領(lǐng)域Top期刊《Industrial Crops & Products》 上發(fā)表了題為“Effect of zein subunit and plasticizer on rheology and adhesion properties of zein-based adhesives”的研究論文。用乙酸和乙醇作為增塑劑，快速制備zein粘合劑的方法。乙酸對(duì)zein的塑化作用強(qiáng)于乙醇；增塑劑越強(qiáng)，固化后的zein增塑型粘合劑的熱穩(wěn)定性越高，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，表面更光滑，從而具有更強(qiáng)的粘合強(qiáng)度和更高的耐水性。此外，zein的亞基類型影響粘合效力，α-zein比β-和γ-zein更易增塑，α-zein-乙酸粘合劑在所有zein粘合劑中表現(xiàn)出更優(yōu)異的粘合強(qiáng)度（600 kPa）和耐水性（300 kPa）。研究證實(shí)zein在防水粘合劑方面的應(yīng)用潛力，豐富了蛋白基粘合劑的種類合制備方法。

 

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