年产9万吨纯麦芽啤酒的工厂设计文献综述

 2022-05-11 20:47:03

1 前言

1.1 研究背景

当前，全球环境污染和可利用资源减少的问题日益突出。我国作为农业大国，玉米是三大粮食作物之一，提高其利用率有利于解决玉米产量不断提高与玉米深加工利用程度低两者的矛盾，具有研究的必要性。玉米醇溶蛋白（Zein）是玉米中储存蛋白的主要成分之一，存在于玉米加工的副产物中。因其分子中有一半以上的疏水氨基酸，使其具有强烈的疏水性，可溶于50%-90%的乙醇溶液而不溶于水，因此能够成为活性分子优良的运输载体，天然生物大分子的运输体系因其安全无毒、生物相容性高、环境可降解等优势而引起科研人员的重视，相关报道也越来越多。但是，也正因其强烈的疏水性容易导致纳米颗粒在一定的pH范围内发生聚集，体系不稳定。为了解决这一问题，研究发现通过构建多糖复合体系能够提高醇溶蛋白颗粒的稳定性和界面性质。多糖复合体系的稳定受到多种因素的影响，研究找出有利于维持该体系的稳定的外界条件，将有利于复合体系的构建，使其具备利用的价值。

1.2 立题依据

玉米是我国主要的粮食产物之一，也是深加工最多的粮食作物。在以玉米为原料进行深加工的过程中会产生大量的料脚，其中能够分离出占原料质量5%左右的玉米蛋白粉，这类蛋白粉的蛋白含量在60%左右。但是由于缺少部分人体必需氨基酸以及水溶性导致其生物学价值比较低，一般以低价饲料蛋白出售或者自然排放。我国平均每年随废液排放的玉米蛋白高达8万多吨[1]，造成极大的浪费。如果能将这些材料加以改造利用，将会大大缓解自然界微生物分解物质的压力。

玉米黄粉是玉米湿法生产淀粉、酒精、淀粉糖等的主要副产物, 其蛋白质含量为60%～70%,其中主要为醇溶蛋白，占含量的68%。玉米作物资源丰富、来源广泛且利用价值高，是良好的研究材料。

从玉米中提取的醇溶蛋白，既不溶于水，也不溶于无水乙醇，只能溶于一定比例的乙醇溶液，且由于其特性，玉米醇溶蛋白比较不稳定，不能够直接作为活性分子载体，需通过构建复合体系，才能有效发挥其作用。本课题在实验室前期工作的基础上，改变外界条件，研究与玉米醇溶蛋白-多糖复合体系稳定性有关的因素，深入了解复合体系微观形态特征及表征，从而构建稳定的复合体系，增加其利用价值和应用范围，为玉米加工副产物的产业化利用奠定理论基础。

2 文献综述

2.1 玉米醇溶蛋白的简介

玉米醇溶蛋白是从玉米黄粉中提取得到的一种天然植物蛋白质，具有非致敏性、独特的自组装特性和良好的生物相容性，是公认为安全的食品级原料。Zein首次被人们认识是在1897年[2]，是由不同分子大小、溶解能力和电荷的肽链通过二硫键聚集起来的混合物，其平均相对分子量为44000道尔顿[3]。

玉米醇溶蛋白（Zein）旧称米朊，是一种安全无毒的植物蛋白，已被FDA比准用于口服。Zein分子中有四分之三是亲脂性氨基酸，决定了其固有的疏水特性[4]。Zein是一种混合性蛋白质，属于一类分子质量不同的醇溶性多肽，根据溶解度和氨基酸序列的相似性，Zein可以划分为4个不同的组成部分，即alpha;-Zein（19000和22000），beta;-Zein（14000），gamma;-Zein（16000和27000）和delta;-Zein（10000）[5]，其中alpha;-Zein为主要成分，占据75%-85%的含量。这些蛋白分子质量会因不同的提取方法而有所不同。

Zein具有独特的氨基酸组成，疏水性氨基酸和含硫氨基酸占主要部分，少量带电的酸性、碱性及极性氨基酸。玉米醇溶蛋白分子中含有50%以上非极性氨基酸，基于非共价相互作用，通过分子组装可形成规则的玉米醇溶蛋白纳米颗粒。玉米醇溶蛋白与多糖之间通过静电、疏水与氢键作用形成的纳米复合物可协同增强乳液稳定性，提高生物活性物质的包埋率、负载量及生物利用度。

Zein的三维结构为螺旋轮状，9个相同的alpha;-螺旋反平行排列，受醇溶液的浓度影响较大[6]。Zein在50-80%的乙醇溶液中，螺旋含量达34%-60%，呈近似球形构象，可制备Zein载药纳米粒。然而当乙醇浓度降低时，Zein的构象发生改变，向beta;-折叠结构进行转变，赋予其较好的成膜特性[7]。

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