Зейн - Википедия - Zein

Для использования в других целях см. Зейн (значения).

Зейн
Идентификаторы
СимволЗейн
PfamPF01559
ИнтерПроIPR002530

Зейн /ˈzяɪп/ это класс проламин белок нашел в кукуруза (кукуруза). Обычно производится в виде порошка из кукурузная глютеновая мука. Зеин - один из наиболее изученных растительных белков.[1] Чистый зеин прозрачный, без запаха, без вкуса, твердый, нерастворимый в воде и съедобный, и его можно использовать в различных промышленных и пищевых целях.[2][3]

Коммерческое использование

Исторически зеин использовался при производстве широкого спектра коммерческих продуктов, включая покрытия для бумажных стаканчиков, прокладки для бутылок с содовой, ткань для одежды,[4] пуговицы, клеи, покрытия и связующие. В прошлом зеин преимущественно использовался на рынке текстильных волокон, где он производился под названием «Vicara».[2][5] С развитием синтетических альтернатив использование зеина на этом рынке в конечном итоге прекратилось. Используя электроспиннинг, волокна зеина снова были произведены в лаборатории, где будут проведены дополнительные исследования для повторного выхода на рынок волокна.[6][7] Может использоваться в качестве водно-жирового покрытия для картон и допускает возможность вторичной переработки.[8]

Свойства зеина делают его ценным в пищевых продуктах и ​​фармацевтических препаратах, конкурируя с насекомыми. шеллак. Сейчас он используется в качестве покрытия для конфет, орехов, фруктов, таблеток и других инкапсулированных продуктов и лекарств. В Соединенных Штатах это может быть обозначено как "кондитерская глазурь "(что может также относиться к глазури на основе шеллака) и используется в качестве покрытия для хлебобулочных изделий.[9] или как «растительный белок». Он классифицирован как общепризнанный безопасный (ГРАС ) Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США. Для фармацевтического покрытия зеин предпочтительнее пищевого шеллака, поскольку он полностью натуральный и требует меньшего количества испытаний в соответствии с монографиями USP.

Зеин может быть переработан в смолы и другие биопластики полимеры, которые можно экструдировать или свернуть в различные пластмассовые изделия.[10][11] В связи с растущими экологическими проблемами синтетических покрытий (таких как ПФОК ) и текущих более высоких цен на нефтехимические продукты на углеводородной основе, повышенное внимание уделяется зеину как сырью для различных применений нетоксичных и возобновляемых полимеров, особенно в бумажной промышленности.[12][13] Другие причины возобновления интереса к зеину включают озабоченность по поводу стоимости захоронения пластмасс и интерес потребителей к натуральным веществам. Есть также ряд потенциальных новых применений в пищевой промышленности.

Исследователи из Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн и в Компания Уильяма Ригли-младшего недавно изучали возможность использования зеина для замены некоторых основа жевательной резинки в жевательной резинке.[14] Они также изучают медицинские применения, такие как использование молекулы зеина для «переноса биосоединений к целевым участкам человеческого тела».[15] По мнению нескольких исследователей, существует ряд потенциальных применений для обеспечения безопасности пищевых продуктов, которые могут быть возможны для упаковки на основе зеина. Военный подрядчик изучает возможность использования зеина для защиты MRE продуктовые пакеты.[16] Другие области применения упаковки / безопасности пищевых продуктов, которые были исследованы, включают замороженные продукты,[17] готовая курица,[18] и сыр и жидкие яйца.[19] Исследователи пищевых продуктов в Японии отметили способность молекулы зеина действовать как водный барьер.[20]

Хотя существует множество существующих и потенциальных применений зеина, основным препятствием на пути к большему коммерческому успеху была его историческая высокая стоимость до недавнего времени. Цены на зейн сейчас очень конкурентоспособны по сравнению с пищевым шеллаком. Зеин может быть извлечен как побочный продукт в процессе производства этиловый спирт[21] или в новом оффшорном производстве.

Семья Джин

Альфа-проламины являются основными семя запасные белки из разновидность племени травы Andropogoneae. Они необычайно богаты глутамином, пролином, аланином и лейцин остатки и их последовательности показать серию тандем повторяет предполагается, что это результат нескольких внутригенный дублирование.[22] В Zea Mays (Кукуруза) зеины 22 и 19 кДа кодируются большим мультигенным семейством и являются основным хранилищем семян белки составляет 70% от общей фракции зеина. Структурно зеины 22 кДа и 19 кДа состоят из девяти смежных, топологически антипараллельный спирали сгруппированы в искаженном цилиндр. Альфа-зеины 22 кДа кодируются 23 гены;[23] двадцать два члена находятся примерно в тандемном массиве, образующем плотную кластер генов. В выразил гены в кластере перемежаются невыраженными гены. Несколько из выразил гены различаются по своим транскрипционная регуляция. Амплификация генов, по-видимому, происходит в блоках генов, что объясняет быстрое и компактное расширение кластера во время эволюция кукурузы.

Другие биоразлагаемые полимеры

Рекомендации

  1. ^ Momany, Frank A .; Сесса, Дэвид Дж .; Лоутон, Джон С .; Продажа, Гордон В .; Хамакер, Шэрон А. Х .; и Уиллетт, Джулиус Л. "Структурная характеристика A-Zein "27 декабря 2005 г., Американское химическое общество
  2. ^ а б Лоутон, Джон У. "Зейн: история обработки и использования ", 1 ноября 2002 г., Американская ассоциация химиков злаков
  3. ^ Геннадий, Аристипп, изд. (2002). Пленки и покрытия на белковой основе. CRC Press. ISBN  9781420031980.
  4. ^ Комиссия по наукам о жизни »Промышленные продукты на биологической основе: приоритеты исследований и коммерциализации " 2002.
  5. ^ тер Хорст, В. (1949). «Викара - новое волокно, полученное из зеина». Представитель Amer Dyestuff. 38: P335.
  6. ^ Миёси, Т., Тойохара, Х., Минемацу, Х. "Получение ультратонких волокнистых зеиновых мембран методом электроспиннинга ", Полимер Интернэшнл Vol. 54, нет. 8, 2005.
  7. ^ Селлинг, Г., Бисвас, А., Патель, А., Уоллс, Д., Данлэп, К., Вэй, Ю. "Влияние растворителя на электроформование зеина и анализ образующихся волокон ", Макромолекулярная химия и физика Vol. 208, нет. 9, 2007.
  8. ^ Пэррис, Н. (2002). «Вторичная крафт-бумага и лайнер-картон с покрытием из зеина» (PDF). Прогресс в переработке бумаги. 11 (3): 24–29. Получено 4 ноября, 2019.
  9. ^ Кобс, Лиза (май 2000 г.). "Сияние явлений". Инсайдер натуральных продуктов.
  10. ^ Ли, Ричард "Универсальные биоразлагаемые смолы, листы и пленки на основе кукурузного зеина являются привлекательной альтернативой пластику. ", Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн.
  11. ^ Лоутон-младший, Дж. "Пластификаторы для зеина: их влияние на растяжимость и водопоглощение пленок из зеина "12 января 2004 г., Зерновая химия.
  12. ^ Джабар, Энтони-младший; Билодо, Майкл А .; Neivandt, Дэвид Дж .; Спендер, Джонатан "Барьерные композиции и изделия, изготовленные с использованием композиций ", 29 декабря 2005 г., Патент США (ожидается)
  13. ^ Пэррис, Николас; Сайкс, Маргарита; Дики, Лиланд С .; Уайлс, Джек Л .; Урбаник, Томас Дж .; Кук, Питер Х. "Перерабатываемая крафт-бумага с зеиновым покрытием ", Прогресс в переработке бумаги Vol. 11, вып. 3 мая 2002 г.
  14. ^ Макгоуэн Б.А., Падуя Г.В. и Ли С.Ю. "Приготовление жевательной резинки с кукурузным зеином и оценка сенсорных свойств методом измерения времени ", Сентябрь 2005 г., Журнал пищевой науки.
  15. ^ Пиклесимер, Филлис. "Нанотехнологи планируют построить что-то из молекул кукурузы, похожих на кирпичи," Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн.
  16. ^ Бертран, Кейт "Военные пакеты проверяют технологии, "Сентябрь 2005 г.
  17. ^ Падуя, Грасиела В., Ракотонирани, Андрианаиво и Ван, Цинь "Биоразлагаемая упаковка на основе зеина для замороженных продуктов ", Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн
  18. ^ Janes M.E .; Коошеш С .; Джонсон М.Г. "Борьба с Listeria monocytogenes на поверхности охлажденной готовой к употреблению курицы, покрытой пищевой зеиновой пленкой "Сентябрь 2002 г., г. Журнал пищевой науки.
  19. ^ Доусон, Пол "Упаковочные пленки борются с бактериями и помогают окружающей среде " Университет Клемсона
  20. ^ Цянсянь Ву, Хироши Сакабэ и Сэйитиро Исобе "Исследования ударной вязкости и водостойкости полимеров на основе зеина путем модификации "Июнь 2003 г., Национальный исследовательский институт пищевых продуктов, Япония.
  21. ^ Ядро, Джим. "Кукурузный протеин может снизить затраты на производство этанола, "15 апреля 2002 г., Министерство сельского хозяйства США Служба сельскохозяйственных исследований.
  22. ^ Гарратт Р., Олива Дж., Карачелли И., Лейте А., Арруда П. (январь 1993 г.). «Исследования зеин-подобных альфа-проламинов на основе анализа аминокислотных последовательностей: значение для их эволюции и трехмерной структуры». Белки. 15 (1): 88–99. Дои:10.1002 / prot.340150111. PMID  8451243. S2CID  32504936.
  23. ^ Песня R, Llaca V, Linton E, Messing J (ноябрь 2001 г.). «Последовательность, регуляция и эволюция семейства гена альфа-зеина 22 кДа кукурузы». Genome Res. 11 (11): 1817–25. Дои:10.1101 / гр.197301. ЧВК  311139. PMID  11691845.

внешняя ссылка

Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и ИнтерПро: IPR002530