傳統(tǒng)的食用藥用膠囊是以動(dòng)物的骨頭、皮和結(jié)締組織為原料，經(jīng)一系列復(fù)雜的理化處理后制得的高蛋白、無(wú)脂肪、易被人體吸收的明膠制品。然而該膠囊存在易失水硬化、吸水軟化，在貯藏過程中對(duì)濕、氧敏感藥物保護(hù)作用差，與醛類物質(zhì)易發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，膠囊殼有崩解延遲及藥物溶出度降低等缺陷。另外，由于動(dòng)物疫情（瘋牛病）近年來的頻繁爆發(fā)，牛源性的明膠膠囊被禁用。而且明膠制得的膠囊成本較高使得一些不法廠商使用重金屬鉻超標(biāo)的工業(yè)明膠冒充食用明膠來生產(chǎn)藥用膠囊。因此，由于全球動(dòng)物資源有限，引起了人們對(duì)膠囊壁材料的關(guān)注，在醫(yī)藥和食品工業(yè)中植物膠囊替代明膠膠囊已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。

玉米醇溶蛋白可在無(wú)需添加鞣制劑的條件下制成具有較強(qiáng)阻濕、阻氧以及腸溶性的可食性薄膜。這種優(yōu)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(diǎn)。賴氨酸是玉米醇溶蛋白糖基化反應(yīng)的有效接枝位點(diǎn)，齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院張慧君、陳又銘、辛德慧等人通過氨基酸分析結(jié)果確定提取玉米醇溶蛋白的溶劑。選擇淀粉糖的主要產(chǎn)品麥芽糖漿作為糖基化反應(yīng)還原糖供體，它是通過α-1,4糖苷鍵將2 個(gè)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后玉米醇溶蛋白的機(jī)械性能并制備植物蛋白的膠囊殼，為玉米深加工提供一條新思路。

1、  玉米醇溶蛋白提取試劑的確定

1）  玉米醇溶蛋白氨基酸組成分析

結(jié)果可知，不同體積分?jǐn)?shù)乙醇溶液提取的玉米醇溶蛋白，其氨基酸組成沒有差異，但氨基酸含量有差別，整體上非極性氨基酸含量較高。另外70%乙醇溶液提取的玉米醇溶蛋白中賴氨酸含量高于其他提取，蛋白質(zhì)糖基化反應(yīng)主要是蛋白質(zhì)中的賴氨酸和精氨酸與糖中的羧基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成酰胺化合物。

2）  玉米醇溶蛋白的SDS-PAGE分析

體積分?jǐn)?shù)60%、70%、80%乙醇溶液提取玉米醇溶蛋白的電泳譜帶中均出現(xiàn)2 條清晰條帶，且位置基本相同，分別位于22 kDa和27 kDa，說明所得組分基本一致。體積分?jǐn)?shù)95%乙醇溶液提取的玉米醇溶蛋白僅在27 kDa位置出現(xiàn)一條細(xì)的條帶，說明體積分?jǐn)?shù)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?jǐn)?shù)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?jǐn)?shù)60%、95%乙醇溶液的提取物相比，其組分的含量也高。

2、 最佳改性成膜工藝確定

1） 改性蛋白成膜工藝物料比的確定

濕法糖基化玉米醇溶蛋白產(chǎn)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(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)物料比7∶1時(shí)達(dá)到最高值，繼續(xù)增加物料比接枝度開始下降。當(dāng)物料比小時(shí)，也就是玉米醇溶蛋白的添加相對(duì)較少，麥芽糖漿添加量相對(duì)較多，麥芽糖漿與玉米醇溶蛋白間的空間位阻增大，反應(yīng)物的分子碰撞幾率減少，對(duì)其接枝反應(yīng)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幾率增加，接枝度也越來越大，當(dāng)接枝度達(dá)到最高值，繼續(xù)增加物料比，接枝度開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

2） 改性蛋白成膜工藝中pH值的確定

濕法糖基化體系中過高的pH值可以引發(fā)蛋白質(zhì)的變性，在較低的pH值條件下，反應(yīng)并不充分。因?yàn)闈穹ㄌ腔磻?yīng)的本質(zhì)是堿催化的反應(yīng)，所以在堿性條件下更有利于玉米醇溶蛋白與麥芽糖漿進(jìn)行接枝反應(yīng)，本研究設(shè)定的體系pH值范圍取7～11。

玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿的接枝度變化范圍均在15%～30%左右之間。玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿反應(yīng)體系pH值越高，接枝度越低。在pH值達(dá)到10以后接枝度都呈下降趨勢(shì)。

3） 改性蛋白成膜工藝中超聲功率的確定

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，趨于穩(wěn)定。說明適當(dāng)?shù)某暪β剩环矫鏁?huì)提高玉米醇溶蛋白在70%乙醇溶液中的溶解性，另一方面會(huì)使游離氨基酸的含量增加，促進(jìn)該反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)超聲功率增大時(shí)，在溶液中形成更高頻率的振蕩，蛋白質(zhì)分子的一級(jí)空間結(jié)構(gòu)受到破壞，致使肽鍵斷裂，游離氨基數(shù)量增多，導(dǎo)致N-末端殘基數(shù)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幾率變小，導(dǎo)致了玉米醇溶蛋白的接枝度下降；當(dāng)超聲功率過高，會(huì)致使溶液的局部溫度過高，加劇了反應(yīng)體系溶液中麥芽糖漿自身發(fā)生焦糖化的反應(yīng)，體系褐變程度升高。

4） 改性蛋白成膜工藝中加熱時(shí)間的確定

在玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿糖基化反應(yīng)過程中，其接枝度隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，玉米醇溶蛋白-麥芽糖漿膜的抗拉強(qiáng)度的變化規(guī)律隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)，在45～60 min趨于平穩(wěn)，繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，抗拉強(qiáng)度下降。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)與多糖的反應(yīng)中，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)部分展開，多糖與蛋白質(zhì)受熱逐步結(jié)合，促進(jìn)蛋白質(zhì)球狀分子伸展，疏水基團(tuán)暴露。

5） 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

各因素對(duì)改性玉米醇溶蛋白膜的抗拉強(qiáng)度影響程度依次為pH值＞物料比＞加熱時(shí)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(shí)間15 min，經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)此時(shí)，接枝度為34.96%，抗拉強(qiáng)度為9.22 MPa，約為未改性玉米醇溶蛋白膜（4.2 MPa）的2 倍。