李 琦，葛思彤，張士禹，王天池，鄭明珠，吳玉柱，趙城彬，劉景圣

（吉林農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，小麥和玉米深加工國家工程研究中心，吉林 長春 130118）

玉米是世界第一大農(nóng)作物，在全球都有廣泛的種植，2020年中國玉米年產(chǎn)量高達2.6億 t，占比全球22.9%，是全球第二大玉米生產(chǎn)國。新采收的玉米在食用及加工前貯藏數(shù)天至數(shù)月，在這期間，其可食用性及促進健康的品質(zhì)均發(fā)生了改變。玉米在初步成熟后進行采收，此時玉米籽粒尚未完全成熟，生理生化反應仍在持續(xù)進行中，經(jīng)過一段時間的貯藏后，玉米籽粒的品質(zhì)得到多方面的改善，使其作為食物、飼料和加工原料等具有更優(yōu)的特性，這個過程稱為后熟。禾本科作物包括水稻、小麥、玉米等，是世界上最為重要的糧食作物，他們都具有后熟的特性，但其機制研究并不成熟。Giorni等發(fā)現(xiàn)玉米在新采收后仍舊進行一系列的呼吸作用，使其內(nèi)部的活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分發(fā)生變化。Jelena等發(fā)現(xiàn)新收獲的小麥后熟過程中，4 種蛋白含量呈波動式變化，其結(jié)構(gòu)在后熟過程也發(fā)生一定變化，如巰基含量下降，二硫鍵含量上升等，巰基和二硫鍵的變化影響小麥粉的加工特性。有研究發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時間的延長，小麥蛋白的分子質(zhì)量發(fā)生變化。還有研究發(fā)現(xiàn)水稻經(jīng)過貯藏后，其營養(yǎng)成分發(fā)生變化，對大米的功能特性均有重要影響。

玉米中的貯藏蛋白分為4 大類：清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白。玉米以醇溶蛋白為主，占貯藏蛋白總量的60%以上。玉米醇溶蛋白是一種兩親性植物蛋白，具有較高比例的非極性氨基酸殘基（＞50%）和獨特的溶解性。玉米醇溶蛋白不溶于水，可溶于一定濃度的乙醇溶液和強堿性溶液等，這導致其具有獨特的理化特性。研究表明蛋白質(zhì)二硫鍵和非二硫鍵共價交聯(lián)、疏水殘基暴露、肽鏈展開等結(jié)構(gòu)變化均會影響其理化性質(zhì)。Sun Cuixia等研究發(fā)現(xiàn)不同溫度和時間處理的玉米醇溶蛋白，對其二級結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、形態(tài)都有不同的影響。Agyare等研究發(fā)現(xiàn)玉米醇溶蛋白中加入羧甲基纖維素鈉可改變其發(fā)泡性能。張雪瑩等研究發(fā)現(xiàn)，玉米醇溶蛋白經(jīng)過微波和射頻加熱處理后，分子結(jié)構(gòu)展開，其溶解性和乳化性得到改善。Wang Lei等將玉米醇溶蛋白納米顆粒在70 ℃條件下加熱處理，其粒徑降低，使其可以通過靜電相互作用與多糖復合更加穩(wěn)定。

目前，關(guān)于玉米后熟過程中玉米醇溶蛋白結(jié)構(gòu)和理化特性以及兩者的構(gòu)效關(guān)系研究鮮有報道。本實驗從蛋白的理化特性出發(fā)，研究玉米后熟過程中玉米醇溶蛋白的結(jié)構(gòu)特性、理化特性的變化規(guī)律及構(gòu)效關(guān)系，探究其后熟的機制，以期通過控制玉米后熟期調(diào)節(jié)玉米醇溶蛋白的理化特性，為玉米后熟期的判斷及玉米醇溶蛋白理化特性的改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米（良玉99（LY99））產(chǎn)自吉林省梨樹縣；十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）、溴化鉀 美國Sigma公司；5,5’-二巰基-2-硝基苯甲酸（5,5’-dithiobis-2-nitrobenzoic acid，DTNB） 青島捷世康生物科技有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設備

TGL-20000-CR高速離心機 上海安亭科學儀器廠；Alpha1-4LDplus冷凍干燥機 德國Christ公司；DU800型紫外-可見分光光度計 美國貝克曼庫爾特有限公司；VERTEX 70傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）儀 德國Bruker公司；差示掃描量熱儀（differential scanning calorimeter，DSC）美國TA公司；ZS-Nano激光納米粒度儀 英國Malvern Panalytical公司。

1.3 方法

1.3.1 玉米采后貯藏和玉米醇溶蛋白制備

選取一種非轉(zhuǎn)基因、栽培穩(wěn)定型玉米品種（LY99）。將新采收的玉米分別在溫度15 ℃和25 ℃、相對濕度55%的恒溫恒濕箱中貯藏，分別在第0、7、14、28、42、56天取樣提取玉米醇溶蛋白。首先將玉米脫粒，粉碎過80 目篩子，加入正己烷浸提2 h，反復3 次，取沉淀固體干燥備用。用75%乙醇溶液（液料比2∶1（mL/g））浸提2 h，反復3 次，4 000 r/min離心10 min后取上清液備用，得到蛋白提取液。將該提取液與含3%的NaCl溶液（1∶4，V/V）混合，靜置12 h，離心得到蛋白固體沉淀，將該沉淀水洗干凈，去除鹽離子后凍干，即為玉米醇溶蛋白。將不同貯藏時間下提取的玉米醇溶蛋白樣品分別記為ST0、ST7、ST14、ST28、ST42和ST56。

1.3.2 巰基及二硫鍵測定

參照Beveridge等的方法測定玉米后熟期間玉米醇溶蛋白的巰基含量。取不同后熟期質(zhì)量濃度2 mg/mL的蛋白質(zhì)溶液0.5 mL備用。游離巰基的測定：將上述蛋白質(zhì)溶液加入到2.5 mL Tris-Gly緩沖溶液（0.086 mol/L Tris、0.09 mol/L甘氨酸、0.004 mol/L乙二胺四乙酸，pH 8.0）中，加入50 μL的Ellman試劑（12 mg DTNB，3 mL Tris-Gly緩沖溶液），振蕩混勻，在室溫下靜置顯色15 min，測定其在412 nm波長處的吸光度?？瞻讟悠肥菍?.5 mL的蛋白質(zhì)樣品換成去離子水，其他試劑和反應時間均相同，并且用空白進行調(diào)零?？値€基的測定：將上述蛋白質(zhì)溶液加入到2.5 mL Tris-Gly緩沖溶液（含有8 mol/L尿素）中，其他操作與總巰基含量測定方法相同。

式中：SH為樣品總巰基含量/（μmol/g）；SH為樣品游離巰基/（μmol/g）含量；A為樣品在波長412 nm處的吸光度；D為溶液稀釋倍數(shù)；C為蛋白質(zhì)量濃度/（mg/mL）。

1.3.3 表面疏水性測定

參照Tang Yu等的方法測定后熟期玉米醇溶蛋白的表面疏水性。取50 mg蛋白樣品溶于1.5 mL 0.1 mol/L pH 7.0的磷酸鹽緩沖溶液中，加入40 μL 1 mg/mL的溴酚藍指示劑，在室溫下反應10 min，隨后4 000×g離心10 min。將上清液稀釋10 倍，測量其在波長595 nm處的吸光度，空白組不加蛋白樣品。溴酚藍結(jié)合量按式（3）計算：

式中：A為空白在波長595 nm處的吸光度；A為樣品在波長595 nm處的吸光度。

1.3.4 Zeta電位及粒徑測定

配制75%的乙醇溶液，將玉米醇溶蛋白溶于乙醇溶液中，并將此溶液滴加到蒸餾水中配制成1 mg/mL的玉米醇溶蛋白溶液。測量電位的儀器參數(shù)設置如下：平衡時間120 s，每個樣品測量3 次，每次的測量設置在10～100 次范圍內(nèi)儀器自動運行。粒徑分布的儀器參數(shù)設置如下：折射率1.330，吸光度0.001，樣品遮光率0.1%～15%。

1.3.5 FTIR分析

參照Zhao Chengbin等的方法測定。將2 mg樣品與0.2 g溴化鉀混合充分研磨成均勻粉末，使用手動壓力機壓制成薄片，然后進行全波段掃描（4 000～400 cm），掃描次數(shù)為64 次，分辨率為4 cm，波數(shù)精確度為0.01 cm，測定溫度為25 ℃。采用紅外光譜圖分析軟件Peak Fit對圖譜的酰胺I帶1 600～1 700 cm進行分析，根據(jù)其擬合后的子峰面積，計算各二級結(jié)構(gòu)相對含量。

1.3.6 DSC

參考Paraman等的方法測定，稱取3 mg固體樣品于鋁皿中，并以空白鋁皿為對照。從20 ℃以10 ℃/min的速率升溫至180 ℃，氮氣流速為40 mL/min。采用TA Universal Analysis 2000軟件分析蛋白的熱特性，記錄峰值溫度（T）和焓變（ΔH）。

1.3.7 SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-gel electrophoresis，SDS-PAGE）

取不同后熟期的樣品5 mg，加入1 mL 2×的蛋白上樣緩沖液，煮沸5 min，在4 ℃、10 000 r/min離心5 min后將10 μL上清液添加到凝膠上樣品孔上，其中分離膠為12%，濃縮膠為4%，80 V使蛋白移動到濃縮膠與分離膠分界處時，將電壓升至120 V，直至蛋白全部跑完后停止。最后用考馬斯亮藍R-250染色，并用冰乙酸和乙醇脫色液脫色，待凝膠背景無明顯顏色即脫色完成，使用iBright CL1000成像。

1.3.8 溶解性測定

參考Nazari等的方法，稱取100 mg玉米醇溶蛋白溶于10 mL去離子水中，用1 mol/L NaOH或HCl溶液調(diào)節(jié)至pH 7.0，10 000 r/min離心15 min，取1 mL溶液溶于9 mL緩沖溶液（50 mmol/L EDTA和8 mol/L尿素，pH 10.0）中，測其在波長280 nm處的吸光度，記為A，離心前懸浮液的吸光度記為A。溶解性按式（4）計算：

1.3.9 持水性和持油性測定

參考Saetae等的方法。準確稱取離心管的質(zhì)量記為m，再稱取0.1 g左右的玉米醇溶蛋白樣品記為m，向離心管中加入5 mL去離子水，4 000 r/min離心20 min，倒去上清液，稱質(zhì)量m。蛋白持水性按式（5）計算：

準確稱取離心管的質(zhì)量記為M（g），再稱取0.1 g左右的玉米醇溶蛋白樣品記為M，向離心管中加入5 mL大豆油，4 000 r/min離心20 min，倒去上清液，稱質(zhì)量M。蛋白持油性按式（6）計算：

1.3.10 乳化活性和乳化穩(wěn)定性測定

參考Pearce等的方法。制備1 mg/mL的玉米醇溶蛋白-乙醇溶液，取6 mL和2 mL大豆油于試管中，采用高速均質(zhì)機10 000 r/min均質(zhì)90 s，取乳化層100 μL加入到5 mL 1 mg/mL SDS中，于波長500 nm處測量其吸光度，記為A。靜置10 min后，在乳化層同一位置取100 μL加入到5 mL 1 mg/mL SDS中，于波長500 nm處測量其吸光度，記為A。乳化活性和乳化穩(wěn)定性按式（7）、（8）計算：

式中：C為蛋白質(zhì)量濃度/（g/mL）；φ為大豆油占比（0.25）；D為稀釋倍數(shù)。

1.3.11 起泡能力和泡沫穩(wěn)定性測定

參考Motoi等的方法，制備0.1 g/mL玉米醇溶蛋白-乙醇溶液，取1 mL溶液滴入25 mL 0.02 mol/L pH 7.0磷酸鹽緩沖液中，使用高速均質(zhì)機12 000 r/min均質(zhì)2 min，測量均質(zhì)后的液面體積，記為V，靜置30 min后再次測量液面體積為V。起泡能力和泡沫穩(wěn)定性按式（9）、（10）計算：

1.4 統(tǒng)計分析

采用IBM SPSS Statistics軟件進行差異顯著性分析（P＜0.05為差異顯著），并采用Origin軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 巰基及二硫鍵分析

總巰基含量包括暴露在蛋白表面的游離巰基與包裹在蛋白內(nèi)部的巰基，暴露在蛋白外部的游離巰基易被氧化成二硫鍵，引發(fā)蛋白質(zhì)分子間的相互作用，使其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。如圖1所示，玉米醇溶蛋白的巰基和二硫鍵含量發(fā)生顯著變化（P＜0.05），說明玉米后熟期間存在巰基-二硫鍵交換反應。整體來看，在玉米后熟期間玉米醇溶蛋白的總巰基與二硫鍵含量呈上升趨勢，游離巰基含量呈下降趨勢。在15 ℃和25 ℃后熟28 d時，玉米醇溶蛋白的游離巰基含量最低，與未后熟的樣品相比分別降低了27.09%和16.17%，在相同條件下樣品二硫鍵含量增加了5.01%和5.24%。這可能與玉米內(nèi)部的呼吸作用及氧化反應有關(guān)。隨著后熟時間延長，游離巰基的含量下降，推測是由于包埋在內(nèi)部的巰基暴露，有利于巰基和二硫鍵之間的交換反應。

圖1 玉米后熟期間醇溶蛋白巰基、二硫鍵含量Fig. 1 Changes in sulphydryl and disulfide bond conents of zein during postharvest ripening of corn

2.2 表面疏水性分析

圖2 玉米后熟期間醇溶蛋白表面疏水性的變化Fig. 2 Changes in surface hydrophobicity of zein during postharvest ripening of corn

表面疏水性是評價蛋白構(gòu)象變化及相互作用情況的重要指標，它反映了蛋白質(zhì)的疏水基團暴露的情況。采用溴酚藍結(jié)合法測定玉米醇溶蛋白的表面疏水性，溴酚藍結(jié)合量越高，表示蛋白的表面疏水性越大。如圖2所示，在后熟過程中，隨著貯藏時間的延長，溴酚藍與蛋白的結(jié)合呈降低趨勢，表明后熟作用使玉米醇溶蛋白表面疏水性下降。在15 ℃貯藏條件下，溴酚藍結(jié)合量從13.44 μg下降到9.43 μg，在25 ℃貯藏條件下，其結(jié)合量從13.44 μg下降到9.47 μg。這說明了蛋白經(jīng)過一段時間的后熟，暴露的疏水基團經(jīng)過呼吸作用和氧化反應，疏水性殘基相互締合形成聚集體，其內(nèi)部的非極性氨基酸的隱藏不利于溴酚藍與蛋白質(zhì)的結(jié)合。Wu Junnan等研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)氧化誘導的大豆蛋白分子結(jié)構(gòu)展開，暴露的疏水殘基通過疏水相互作用形成聚集體，從而導致其表面疏水性下降。

2.3 Zeta電位與粒徑分析

Zeta電位反映了蛋白在溶液中的電荷及分布狀態(tài)，其絕對值越高，蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定性越好。從圖3A可知，玉米醇溶蛋白的Zeta電位均為負值，說明其表面帶有負電荷，且其絕對值在整個后熟期呈上升趨勢，在15 ℃后熟42 d及在25 ℃后熟28 d時，玉米醇溶蛋白的Zeta電位從-13.03 mV分別降至最低點-18.06 mV和-18.9 mV，這可能是在后熟期由于仍在繼續(xù)的呼吸作用導致其空間結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)發(fā)生改變，導致靜電相互作用增加了其保持體系穩(wěn)定性的能力。隨著Zeta電位絕對值的升高，蛋白之間的排斥力也增加，使其在水溶液體系中不易聚集，更加穩(wěn)定。

如圖3B所示，粒徑大小和多分散系數(shù)值均呈下降趨勢，15 ℃后熟42 d時，粒徑從354.93 nm降低至278.20 nm，多分散系數(shù)值從0.49降低至0.29，25 ℃后熟28 d時，粒徑從354.93 nm降低至287.83 nm，多分散系數(shù)值從0.49降低至0.27。后熟期間的氧化反應能夠引起蛋白分子結(jié)構(gòu)的展開，Zeta電位的結(jié)果表明后熟作用使其表面電荷增加，通過靜電排斥作用防止了蛋白質(zhì)聚集，使其以更小的顆粒尺寸，更均勻的分布在溶液中，導致粒徑和多分散系數(shù)的降低。

圖3 玉米后熟期醇溶蛋白Zeta電位（A）、粒徑及多分散系數(shù)（B）的變化Fig. 3 Zeta-potential (A), particle size and PDI (B) of zein during postharvest ripening of corn

2.4 FTIR分析

FTIR是用于表征分子間相互作用力及蛋白二級結(jié)構(gòu)的技術(shù)之一，吸收峰的不同代表著其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。如圖4A、B所示，所有蛋白樣品在3 400 cm附近表現(xiàn)出明顯的吸收峰，這歸因于O—H的伸縮振動和蛋白中的氫鍵。在15 ℃條件下后熟28 d時，蛋白的吸收峰從3 396 cm移動至3 311 cm，隨后逐漸趨于穩(wěn)定，在25 ℃條件下后熟14 d時，其吸收峰從3 396 cm移動至3 315 cm，此后基本不再偏移，說明后熟破環(huán)了蛋白內(nèi)部的氫鍵平衡。2 900 cm附近的吸收峰代表著蛋白質(zhì)碳骨架中C—H的伸縮振動，后熟期間此峰發(fā)生藍移后又逐漸紅移。酰胺I帶（1 600～1 700 cm）及酰胺II帶（1 500～1 600 cm）是蛋白質(zhì)的特征吸收峰，由圖4A、B可以看到，在15 ℃后熟28 d時，酰胺I帶和酰胺II帶吸收峰分別從1 654 cm及1 535 cm移動至1 656 cm及1 537 cm，在25 ℃后熟14 d時，這2 個吸收峰分別從1 654 cm及1 535 cm移動至1 656 cm及1 535 cm，這些吸收峰位置的變化表明C—O、C—N及N—H基團的振動發(fā)生改變。

酰胺I帶常用來解析蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)。如圖4C、D所示，β-折疊的相對含量呈現(xiàn)下降趨勢，無規(guī)卷曲相對含量呈現(xiàn)增加趨勢。15 ℃后熟42 d及25 ℃后熟28 d時，β-折疊的相對含量達到最低值，分別由34.08%降低至31.80%和31.09%，而無規(guī)卷曲相對含量由14.78%分別增加至18.02%和18.25%，說明玉米后熟增加了玉米醇溶蛋白的無序性，使其解折疊。β-折疊相對含量的降低使其結(jié)構(gòu)展開，使柔性程度增加，這可能是由于氫鍵作用的降低及其內(nèi)部仍舊進行的氧化反應促使其二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

圖4 玉米后熟期間醇溶蛋白傅里葉變換紅外光譜圖（A、B）及二級結(jié)構(gòu)（C、D）Fig. 4 Fourier transform infrared spectra (A, B) and secondary structure composition (C, D) of zein during postharvest ripening of corn

2.5 熱特性分析

蛋白的熱特性可以采用DSC法鑒定，通過測量恒速加熱時蛋白的熱變性鑒定其熱穩(wěn)定性。隨著貯藏時間的延長，玉米醇溶蛋白的T整體向低溫度方向偏移。T為蛋白的變性溫度，通常與氫鍵的斷裂有關(guān)，T的降低表明蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性下降。由表1可知，在15 ℃貯藏42 d和25 ℃貯藏28 d時，T從109.70 ℃分別顯著降低至102.13 ℃和104.47 ℃，隨后又升高至103.72 ℃和108.91 ℃。Sandra等發(fā)現(xiàn)玉米在經(jīng)過一段時間的貯藏后，其內(nèi)部反應導致蛋白的解折疊而使其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，這可能是其變性溫度降低的原因。

焓值的變化（ΔH）與蛋白質(zhì)分子間的構(gòu)象變化有關(guān)，這些變化歸因于吸熱反應例如氫鍵的斷裂以及放熱反應例如疏水基團的相互作用。后熟期間玉米醇溶蛋白的ΔH整體呈現(xiàn)下降趨勢，熱變性所需能量減少說明玉米醇溶蛋白因后熟而發(fā)生構(gòu)象變化。玉米在15 ℃和25 ℃后熟期間，ΔH分別下降了24.13%和24.69%，這可能是由于疏水相互作用的穩(wěn)定性逐漸增加所導致的放熱作用，也可能是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)在后熟過程中產(chǎn)生了一些堆積。此外，F(xiàn)TIR的結(jié)果表明后熟降低了蛋白的氫鍵鍵合，這可能也是其焓值降低的原因。

表1 玉米后熟期醇溶蛋白的DSC熱力學參數(shù)Table 1 DSC thermodynamic parameters of zein during postharvest ripening of corn

2.6 SDS-PAGE

如圖5所示，在15 ℃和25 ℃貯藏溫度條件下，不同后熟期的玉米醇溶蛋白在25 kDa及45 kDa附近有2 條明顯的條帶，說明后熟作用不會改變蛋白質(zhì)亞基種類，但條帶的顏色及寬度有差異，表明其亞基的含量發(fā)生變化。19～22 kDa范圍的條帶代表α-玉米醇溶蛋白亞基，占據(jù)了玉米醇溶蛋白的70%～85%，45 kDa的條帶主要是γ-玉米醇溶蛋白亞基，其占據(jù)了玉米醇溶蛋白的10%～20%，α-玉米醇溶蛋白亞基的條帶在2 種溫度后熟28 d時有向下遷移的趨勢，γ-玉米醇溶蛋白亞基的條帶無明顯變化，推測是二硫鍵及疏水相互作用的變化影響了蛋白質(zhì)亞基的聚集，進而降低了蛋白質(zhì)亞基的聚集程度及其分子質(zhì)量大小。

圖5 玉米后熟期醇溶蛋白SDS-PAGE圖Fig. 5 SDS-PAGE patterns of zein during postharvest ripening of corn

2.7 溶解性結(jié)果

圖6 玉米后熟期醇溶蛋白溶解性Fig. 6 Solubility of zein during postharvest ripening of corn

玉米醇溶蛋白具有獨特的溶解性，它可以直接影響蛋白質(zhì)的其他理化特性，溶解性的增加可能會提高蛋白分子的氣液界面性質(zhì)和油水界面性質(zhì)，進而促進其在食品加工領(lǐng)域的應用。從圖6可以看到，隨著后熟時間的延長，玉米醇溶蛋白的溶解度都有不同程度的增加，在15 ℃后熟42 d時，溶解度達到最高值12.93%，以及在25 ℃后熟28 d時達到最高值12.88%。這可能是由于后熟期間玉米內(nèi)部發(fā)生的生理生化反應使其結(jié)構(gòu)打開，使蛋白內(nèi)部的一些親水基團暴露，從而使其溶解性增加，而28 d后溶解度有所下降可能是由于巰基氧化成二硫鍵使高分子質(zhì)量聚集體增加，且25 ℃條件下失水更快導致其溶解性較15 ℃條件下更早達到峰值。此外，研究發(fā)現(xiàn)后熟作用使玉米醇溶蛋白的粒徑和表面疏水性降低，這也可能是溶解度增加的原因。

2.8 持水性和持油性結(jié)果

如圖7所示，后熟期間，持水性整體呈上升趨勢，持油性整體呈下降趨勢，在15 ℃后熟42 d和25 ℃后熟28 d時，持水率達到最高值，分別為1.07 g/g和1.05 g/g；在15 ℃和25 ℃后熟7 d后，整體呈下降趨勢，推測是由于表面疏水性的降低，導致其親水基團的暴露，從而增加了其親水性，降低了其吸油性。且FTIR結(jié)果發(fā)現(xiàn)，分子柔性增加，可能是導致其更親水的原因，因為分子柔性決定著蛋白質(zhì)分子的親疏水端與水相和油脂相互作用。

圖7 玉米后熟期醇溶蛋白的持水性和持油性Fig. 7 Water-holding capacity and oil-holding capacity of zein during postharvest ripening of corn

2.9 乳化性和起泡性分析

圖8 玉米后熟期醇溶蛋白乳化性（A）和起泡性（B）的變化Fig. 8 Changes in emulsifying (A) and foaming capacity (B) of zein during postharvest ripening of corn

蛋白的乳化性主要是其內(nèi)部同時含有親水性及疏水性基團，使其能夠吸附在油水界面形成油水膜，起到穩(wěn)定乳液的作用。隨著后熟時間的延長，玉米醇溶蛋白的乳化性呈現(xiàn)出先增高后降低的趨勢。從圖8A可以看到，在15 ℃和25 ℃后熟14 d時，乳化活性達到最高值，分別為30.20 m/g和30.24 m/g，在2 種溫度下后熟7 d時，穩(wěn)定性升高至51.77%和51.80%，至28 d均無顯著性差異。這可能歸因于后熟使其結(jié)構(gòu)松散，極性基團的水合作用增加，親水性增加，而研究發(fā)現(xiàn)持油性降低，二者在后熟到一定時間時達到較好的平衡，使其乳化性達到最大值。Zhang等研究發(fā)現(xiàn)表面疏水性較低的蛋白乳化性較差，研究后熟期間表面疏水性呈下降趨勢，這可能是14 d后乳化性降低的原因。

泡沫體系中，泡沫的聚合、失液和歧化等會導致其不穩(wěn)定，穩(wěn)定泡沫的形成需要蛋白質(zhì)在氣水界面形成一層具有相當厚度黏性和彈性的薄膜，而薄膜的破裂會導致起泡的破裂，使其穩(wěn)定性降低。如圖8B所示，隨著后熟時間的延長，玉米醇溶蛋白的起泡能力整體呈先上升后下降的趨勢，泡沫穩(wěn)定性也有所提高。在15 ℃和25 ℃后熟14 d時，起泡能力及泡沫穩(wěn)定性均達到較高值，分別為60.67%、48.66%和59.00%、50.01%，這可能是由于玉米在后熟期間，蛋白的界面作用發(fā)生了改變。

3 結(jié) 論

玉米在溫度15 ℃和25 ℃、相對濕度55%條件下貯藏56 d，玉米醇溶蛋白的結(jié)構(gòu)有明顯變化，游離巰基的含量下降，二硫鍵的含量升高，表面疏水性降低、Zeta電位的絕對值增加，粒徑和多分散系數(shù)均降低。FTIR的結(jié)果表明后熟期間玉米醇溶蛋白內(nèi)部的氫鍵作用力降低，更多的β-折疊轉(zhuǎn)化為無規(guī)卷曲，這表明后熟增加了其結(jié)構(gòu)的無序性。DSC結(jié)果表明，玉米醇溶蛋白在玉米后熟期間的熱穩(wěn)定性降低，SDS-PAGE結(jié)果顯示在后熟期間α-玉米醇溶蛋白分子質(zhì)量有所降低。此外，通過測定其理化特性，發(fā)現(xiàn)后熟顯著改善了其溶解性和持水性，但降低了其持油性，其中溶解性于15 ℃后熟42 d和25 ℃后熟28 d時達到最高，持水性在15 ℃后熟42 d和25 ℃后熟28 d達到極值，持油性在2 種溫度條件下均呈下降趨勢，乳化活性、起泡能力和泡沫穩(wěn)定性均在2 種溫度下后熟14 d達到較高水平后降低，乳化穩(wěn)定性在2 種溫度條件下后熟7 d達到較高水平。本研究結(jié)果有利于了解后熟過程中玉米醇溶蛋白結(jié)構(gòu)與理化特性的構(gòu)效關(guān)系，通過對玉米后熟期的控制，可以潛在的調(diào)整玉米醇溶蛋白結(jié)構(gòu)，從而改善其理化特性，為促進玉米的精深加工及拓展玉米醇溶蛋白應用領(lǐng)域提供理論依據(jù)。