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| ゼイン | |||||||||
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| シンボル | ゼイン | ||||||||
| パム | PF01559 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
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ゼイン（英: Zein / ˈ z iː ɪ n /）は、トウモロコシに含まれるプロラミン タンパク質の一種です。通常、コーングルテンミールから粉末として製造されます。ゼインは最もよく知られている植物性タンパク質の1つです。[1]純粋なゼインは透明で、無臭、無味、硬く、水に溶けず、食用にも適しており、さまざまな工業用途や食品用途があります。[2] [3]
商業利用
歴史的に、ゼインは紙コップ、ソーダボトルのキャップの裏地、衣料品の生地、[4]ボタン、接着剤、コーティング剤、バインダーなどのさまざまな商品の製造に使用されてきた。ゼインの歴史的に最も多く使用されていたのは繊維市場であり、「Vicara」という名前で生産されていた。[2] [5] 合成代替品の開発により、この市場でのゼインの使用は最終的に消滅した。エレクトロスピニングを使用することで、ゼイン繊維は再び研究室で生産され、繊維市場に再参入するための追加研究が行われる予定である。[6] [7]板紙 の水とグリースのコーティングとして使用でき、リサイクルが可能になる。[8]
ゼインの特性は、加工食品や医薬品において昆虫用シェラックと競合するほど貴重である。現在、ゼインはキャンディー、ナッツ、果物、錠剤、その他のカプセル化された食品や医薬品のコーティングとして使用されている。米国では、「菓子用グレーズ」（シェラックベースのグレーズを指す場合もある）と表示され、ベーカリー製品のコーティングとして使用される[9]か、「植物性タンパク質」として使用される。米国食品医薬品局によって、ゼインは一般に安全と認められている（GRAS）と分類されている。医薬品のコーティングでは、ゼインは食品用シェラックよりも好まれる。なぜなら、ゼインは天然であり、USPモノグラフによる試験の必要性が少ないからである。[要出典]
ゼインはさらに樹脂やその他のバイオプラスチックポリマーに加工することができ、これらは押し出し成形やロール成形して様々なプラスチック製品に加工することができる。[10] [11]合成コーティング（ PFOAなど）に対する環境への懸念の高まりや、炭化水素系石油化学製品の現在の高価格により、特に製紙業界では、様々な非毒性で再生可能なポリマー用途の原料としてゼインに注目が集まっている。[12] [13]ゼインへの関心が再び高まっている他の理由としては、プラスチックの埋め立てコストへの懸念や、消費者の天然物質への関心などが挙げられる。また、食品産業における新たな用途も数多く考えられる。[要出典]
イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校とウィリアム・リグレー・ジュニア社の研究者らは最近、チューインガムのガムベースの一部をゼインで置き換える可能性を研究している。 [14]また、ゼイン分子を使って「生体化合物を人体の標的部位に運ぶ」などの医療用途も研究している。[15]複数の研究者によると、ゼインベースの包装には、食品安全用途として多くの可能性がある。軍事請負業者は、MRE食品の包装を保護するためにゼインを使用する研究を行っている。[16]研究されているその他の包装/食品安全用途には、冷凍食品、[17]調理済み鶏肉、[18]チーズ、液卵などがある。[19]日本の食品研究者は、ゼイン分子が防水バリアとして機能する能力に注目している。[20]
ゼインには数多くの既存および潜在的な用途があるが、商業的成功への主な障壁は最近までその歴史的に高いコストであった。ゼインの価格は現在、食品用シェラックと非常に競争力がある。ゼインはエタノールの製造工程の副産物として抽出される可能性がある[21]か、または新しい海外製造で抽出される可能性がある。[要出典]
遺伝子ファミリー
アルファプロラミンはイネ科のアンドロポゴネ亜科の種の主要な種子 貯蔵タンパク質である。これらはグルタミン、プロリン、アラニン、ロイシン残基が異常に豊富で、その配列は多重遺伝子重複の結果であると推定される一連のタンデムリピートを示す。[22] Zea mays (トウモロコシ)では、22 kDaおよび19 kDaゼインは大きな多重遺伝子ファミリーによってコードされており、全ゼイン画分の70%を占める主要な種子貯蔵タンパク質である。構造的には、 22 kDaおよび19 kDaゼインは、歪んだ円筒内にクラスター化した9つの隣接する位相的に反平行なヘリックスから構成される。22 kDaアルファゼインは23の遺伝子によってコードされており、[23] 22のメンバーはほぼタンデムな配列で見つかり、密な遺伝子クラスターを形成している。クラスター内の発現遺伝子は非発現遺伝子と混在している。発現遺伝子の中には転写調節が異なるものもある。遺伝子増幅は遺伝子ブロック単位で起こるようで、トウモロコシの進化の過程でクラスターが急速かつコンパクトに拡大したことを説明している。[24]
その他の生分解性ポリマー
参考文献
- ^ Momany, Frank A.; Sessa, David J.; Lawton, John C.; Selling, Gordon W.; Hamaker, Sharon AH; および Willett, Julious L. 「A-ゼインの構造特性」2005 年 12 月 27 日、J. Agric. Food Chem. doi :10.1021/jf058135h
- ^ ab ロートン、ジョン W.「ゼイン：加工と使用の歴史」、2002 年 11 月 1 日、アメリカ穀物化学者協会
- ^ ゲンナディオス、アリスティッポス編 (2002)。タンパク質ベースのフィルムとコーティング。CRC プレス。ISBN 9781420031980。
- ^ 生命科学委員会「バイオベース工業製品：研究と商業化の優先事項」2002年。
- ^ ter Horst, WP (1949). 「Vicara — ゼインから得られる新しい繊維」Amer Dyestuff Rep . 38 : P335.
- ^ 三好 孝文、豊原 秀文、峯松 秀文「電界紡糸法による超微細繊維状ゼイン膜の作製」、Polymer International Vol. 54, no. 8, 2005.
- ^ Selling, G.、Biswas, A.、Patel, A.、Walls, D.、Dunlap, C.、Wei, Y.「ゼインの電界紡糸における溶媒の影響と得られた繊維の分析」、Macromolecular Chemistry and Physics Vol. 208、第9号、2007年。
- ^ Parris, N (2002). 「リサイクル可能なゼインコーティングクラフト紙とライナーボード」（PDF） .紙のリサイクルの進歩. 11 (3): 24–29 . 2019年11月4日閲覧。
- ^ Kobs, Lisa (2000 年 5 月)。「外見を輝かせる」。Natural Products Insider。
- ^ Lee, Richard「多目的コーンゼインベースの生分解性樹脂、シート、フィルムはプラスチックの魅力的な代替品です」イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校。
- ^ Lawton Jr., JW「ゼイン用可塑剤：ゼインフィルムの引張特性と吸水性への影響」2004年1月12日、Cereal Chemistry。
- ^ Jabar, Anthony Jr; Bilodeau, Michael A.; Neivandt, David J.; Spender, Jonathan「バリア組成物および該組成物を用いて製造された物品」、2005 年 12 月 29 日、米国特許 (出願中)
- ^ パリス、ニコラス; サイクス、マーガレット; ディッキー、リーランド C.; ワイルズ、ジャック L.; アーバニック、トーマス J.; クック、ピーター H. 「リサイクル可能なゼインコーティングクラフト紙」、紙リサイクルの進歩第 11 巻第 3 号、2002 年 5 月。
- ^ McGowan BA、Padua GW、Lee SY。「コーンゼインチューインガムの配合と時間強度法による感覚特性の評価」、2005 年 9 月、Journal of Food Science。
- ^ ピクルシマー、フィリス。「ナノテクノロジストがレンガのようなトウモロコシの分子で物を作る計画」イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校。
- ^ バートランド、ケイト、「軍事パッケージが技術のテストに」、2005 年 9 月
- ^ Padua, Graciela W.、Rakotonirainy, Andrianaivo、Wang, Qin「冷凍食品用のゼインベースの生分解性包装」、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校
- ^ Janes ME、Kooshesh S.、Johnson MG「食用ゼインフィルムでコーティングした冷蔵調理済み鶏肉表面のリステリア菌の制御」2002年9月、Journal of Food Science。
- ^ ドーソン、ポール「包装フィルムは細菌と戦い、環境を助ける」クレムソン大学
- ^ 呉強賢、坂部博、磯部誠一郎「改質によるゼイン系ポリマーの靭性と耐水性に関する研究」2003年6月、国立食品総合研究所。
- ^ コア、ジム。「トウモロコシのタンパク質はエタノール生産コストを削減できる」、2002 年 4 月 15 日、米国農務省 農業研究局。
- ^ Garratt R、Oliva G、Caracelli I、Leite A、Arruda P (1993 年 1 月)。「アミノ酸配列の分析に基づくゼイン様アルファプロラミンの研究: その進化と 3 次元構造への影響」。タンパク質。15 ( 1 ) : 88–99。doi : 10.1002 /prot.340150111。PMID 8451243。S2CID 32504936。
- ^ Song R、Llaca V、Linton E、Messing J (2001 年 11 月)。「トウモロコシ 22 kD アルファゼイン遺伝子ファミリーの配列、制御、進化」。Genome Res . 11 (11): 1817–25. doi :10.1101/gr.197301. PMC 311139 . PMID 11691845。
- ^ Schnable, James C. (2015年4月29日). 「トウモロコシのゲノム進化：ゲノムから遺伝子へ」. Annual Review of Plant Biology . 66 (1). Annual Reviews : 329–343. doi : 10.1146/annurev-arplant-043014-115604 . ISSN 1543-5008. PMID 25494463. 335ページ