который
| который | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | который | ||
| Пфам | PF01559 | ||
| ИнтерПро | ИПР002530 | ||
| |||
Зеин / ˈ z iː ɪ n / представляет собой класс проламина белка , обнаруженного в кукурузе . Обычно его производят в виде порошка из кукурузной клейковины . Зеин – один из наиболее изученных растительных белков. [1] Чистый зеин прозрачен, не имеет запаха, вкуса, тверд, нерастворим в воде и съедобен, его можно использовать в различных отраслях промышленности и пищевых продуктов. [2] [3]
Коммерческое использование
[ редактировать ]Исторически зеин использовался в производстве широкого спектра коммерческой продукции, включая покрытия для бумажных стаканчиков, прокладки крышек бутылок с газировкой, тканей для одежды, [4] пуговицы, клеи, покрытия и связующие. Доминирующее историческое применение зеина наблюдалось на рынке текстильных волокон, где он производился под названием «Викара». [2] [5] С развитием синтетических альтернатив использование зеина на этом рынке в конечном итоге исчезло. С помощью электропрядения зеиновые волокна снова были произведены в лаборатории, где будут проведены дополнительные исследования для возвращения на рынок волокон. [6] [7] Его можно использовать в качестве водного и жирного покрытия для картона , и он подлежит вторичной переработке. [8]
Свойства зеина делают его ценным в обработанных пищевых продуктах и фармацевтических препаратах, конкурируя с шеллаком от насекомых . Сейчас его используют в качестве покрытия для конфет, орехов, фруктов, таблеток и других инкапсулированных пищевых продуктов и лекарств. В Соединенных Штатах ее можно маркировать как « кондитерскую глазурь » (что также может относиться к глазури на основе шеллака) и использовать в качестве покрытия для хлебобулочных изделий. [9] или как «растительный белок». классифицирует его как общепризнанный как безопасный ( GRAS Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США ). Для фармацевтического покрытия зеин предпочтительнее пищевого шеллака, поскольку он полностью натуральный и требует меньше испытаний в соответствии с монографиями USP. [ нужна ссылка ]
Зеин можно далее перерабатывать в смолы и другие биопластичные полимеры , которые можно экструдировать или сворачивать в различные пластиковые изделия. [10] [11] В связи с растущей озабоченностью по поводу окружающей среды, связанной с синтетическими покрытиями (такими как ПФОК ) и текущими более высокими ценами на нефтехимические продукты на основе углеводородов, все большее внимание уделяется зеину как сырью для различных нетоксичных и возобновляемых полимерных применений, особенно в бумажной промышленности. [12] [13] Другие причины возобновления интереса к зеину включают обеспокоенность по поводу стоимости захоронения пластика и интерес потребителей к натуральным веществам. Существует также ряд потенциальных новых применений в пищевой промышленности. [ нужна ссылка ]
Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и компании William Wrigley Jr. недавно изучали возможность использования зеина для замены части жевательной резинки . [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 упаковки на основе зеина для обеспечения безопасности пищевых продуктов. Военный подрядчик исследует возможность использования зеина для защиты MRE . пищевых упаковок [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 продуктов питания 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 до недавнего времени была его историческая высокая стоимость. Цены на зейн сейчас очень конкурентоспособны по сравнению с пищевым шеллаком. Зеин может быть извлечен как побочный продукт в процессе производства этанола. [21] или в новом оффшорном производстве. [ нужна ссылка ]
Семья Джин
[ редактировать ]проламины являются основными семян запасными белками видов Альфа - травы трибы Andropogoneae . Они необычайно богаты глутамина, пролина, аланина и лейцина остатками , а их последовательности демонстрируют серию тандемных повторов, предположительно являющихся результатом множественной внутригенной дупликации . [22] У Zea mays (кукуруза) зеины массой 22 кДа и 19 кДа кодируются большим мультигенным семейством и являются основными запасными белками семян , на долю которых приходится 70% общей фракции зеина. Структурно зеины массой 22 кДа и 19 кДа состоят из девяти соседних топологически антипараллельных спиралей , сгруппированных внутри искаженного цилиндра . Альфа-зеины массой 22 кДа кодируются 23 генами ; [23] двадцать два члена находятся примерно в тандемном массиве, образующем плотный кластер генов . Экспрессированные генами гены кластере перемежаются с неэкспрессируемыми в . Некоторые из экспрессируемых генов различаются по регуляции транскрипции . Амплификация генов, по-видимому, происходит в блоках генов, что объясняет быстрое и компактное расширение кластера в ходе эволюции кукурузы . [24]
Другие биоразлагаемые полимеры
[ редактировать ]- Целлофан
- Пластарчовый материал
- Поли-3-гидроксибутират
- Поликапролактон
- Полигликолид
- Полимолочная кислота
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Момани, Фрэнк А.; Сесса, Дэвид Дж.; Лоутон, Джон К.; Продажа, Гордон В.; Хамакер, Шарон А.Х.; и Уиллетт, Джулиус Л. « Структурная характеристика а-зеина », 27 декабря 2005 г., Американское химическое общество.
- ^ Jump up to: а б Лоутон, Джон В. « Зейн: история обработки и использования », 1 ноября 2002 г., Американская ассоциация химиков по производству зерновых.
- ^ Геннадий, Аристипп, изд. (2002). Пленки и покрытия на белковой основе . ЦРК Пресс. ISBN 9781420031980 .
- ^ Комиссия по наукам о жизни « Промышленные продукты на биологической основе: приоритеты исследований и коммерциализации » 2002.
- ^ тер Хорст, WP (1949). «Викара — новое волокно, полученное из зеина». Представитель компании Amer Dyestuff . 38 : P335.
- ^ Миёси Т., Тоёхара Х., Минемацу Х. « Приготовление ультратонких волокнистых зеиновых мембран методом электропрядения », Polymer International Vol. 54, нет. 8, 2005.
- ^ Селлинг, Г., Бисвас, А., Патель, А., Уоллс, Д., Данлэп, К., Вэй, Ю. « Влияние растворителя на электроформование зеина и анализ полученных волокон », Macromolecular Chemistry and Physics Vol. . 208, нет. 9, 2007.
- ^ Пэррис, Н. (2002). «Крафт-бумага и лайнер, покрытые зеином, пригодные для вторичной переработки» (PDF) . Прогресс в переработке бумаги . 11 (3): 24–29 . Проверено 4 ноября 2019 г.
- ^ Кобс, Лиза (май 2000 г.). «Сияющая внешность» . Инсайдер натуральных продуктов .
- ^ Ли, Ричард « Биоразлагаемые смолы, листы и пленки многократного использования на основе кукурузного зеина являются привлекательной альтернативой пластику », Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн .
- ^ Лоутон-младший, Дж. В. « Пластификаторы зеина: их влияние на свойства растяжения и водопоглощение зеиновых пленок », 12 января 2004 г., «Химия зерновых» .
- ^ Джабар, Энтони-младший; Билодо, Майкл А.; Нейвандт, Дэвид Дж.; Спендер, Джонатан « Барьерные композиции и изделия, изготовленные с их использованием », 29 декабря 2005 г., патент США (ожидается)
- ^ Пэррис, Николас; Сайкс, Маргарита; Дики, Лиланд К.; Уайлс, Джек Л.; Урбаник, Томас Дж.; Кук, Питер Х. « Крафт-бумага, пригодная для вторичной переработки, покрытая зеином », Прогресс в переработке бумаги, том. 11, нет. 3 мая 2002 г.
- ^ Макгоуэн Б.А., Падуя Г.В. и Ли С.Ю. « Приготовление жевательной резинки с кукурузным зеином и оценка сенсорных свойств методом временной интенсивности », сентябрь 2005 г., Journal of Food Science .
- ^ Пиклсимер, Филлис. « Нанотехнологи планируют создавать вещи из кукурузных молекул, похожих на кирпичи », Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн .
- ^ Бертран, Кейт, « Военные пакеты подвергают испытанию технологии », сентябрь 2005 г.
- ^ Падуя, Грасиела В., Ракотонирайни, Андрианайво и Ван, Цинь « Биоразлагаемая упаковка на основе зеина для замороженных продуктов », Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн
- ^ Джейнс МЭ; Кушеш С.; Джонсон М.Г. « Контроль Listeria monocytogenes на поверхности охлажденной, готовой к употреблению курицы, покрытой съедобной зеиновой пленкой », сентябрь 2002 г., Journal of Food Science .
- ^ Доусон, Пол « Упаковочные пленки борются с бактериями и помогают окружающей среде » Университет Клемсона
- ^ Цянсянь Ву, Хироши Сакабе и Сейитиро Исобе « Исследования прочности и водостойкости полимеров на основе зеина путем модификации », июнь 2003 г., Национальный научно-исследовательский институт пищевых продуктов, Япония.
- ^ Ядро, Джим. « Кукурузный белок может снизить затраты на производство этанола », 15 апреля 2002 г., Министерства сельского хозяйства США Служба сельскохозяйственных исследований .
- ^ Гарратт Р., Олива Г., Карачелли И., Лейте А., Арруда П. (январь 1993 г.). «Исследование зеиноподобных альфа-проламинов на основе анализа аминокислотных последовательностей: значение для их эволюции и трехмерной структуры». Белки . 15 (1): 88–99. дои : 10.1002/прот.340150111 . ПМИД 8451243 . S2CID 32504936 .
- ^ Сонг Р., Льяка В., Линтон Э., Мессинг Дж. (ноябрь 2001 г.). «Последовательность, регуляция и эволюция семейства генов альфа-зеина кукурузы 22 кДа» . Геном Рез . 11 (11): 1817–25. дои : 10.1101/гр.197301 . ПМЦ 311139 . ПМИД 11691845 .
- ^ Шнабле, Джеймс К. (29 апреля 2015 г.). «Эволюция генома кукурузы: от геномов обратно к генам» . Ежегодный обзор биологии растений . 66 (1). Годовые обзоры : 329–343. doi : 10.1146/annurev-arplant-043014-115604 . ISSN 1543-5008 . ПМИД 25494463 . п. 335