存在于谷物种子中的蛋白质是在种子发育阶段特异性合成的，且受到营养素的调节。传统上，这些蛋白质根据溶解度的物理性质分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。与小麦、大麦和玉米相比，小米具有较高比例的醇溶蛋白和谷蛋白。其中，小米醇溶蛋白可分为α-、β-、γ-醇溶蛋白，且分子质量较小（约25～26 kDa）；而谷蛋白，一般可以分为高分子亚基组和低分子亚基组。
目前，谷物蛋白中研究较多的是大豆、小麦和玉米蛋白等。在本研究中，东北农业大学食品学院的郭莲东、徐丽和程建军*等人旨在探讨小米蛋白组分的结构特性，以期为今后小米产品的开发与应用提供参考。
小米蛋白组分含量
经凯氏定氮法测定，小米中总蛋白质质量分数为10.47%，清蛋白占总蛋白含量的4.12%，球蛋白为11.42%，谷蛋白为20.77%，醇溶蛋白为43.02%。
蛋白组分亚基分析
由图2可知，清蛋白具有多条谱带，在分子质量11～100 kDa的范围内均有存在，并且高低分子质量范围内各有1 条较明显的谱带，分别为108.17 kDa和23.98 kDa；球蛋白的谱带主要集中在低分子质量范围内（11～25 kDa），主要由22.77 kDa等分子质量较小的亚基组成；醇溶蛋白由3 条比较明显的谱带，其分子质量分别为18.96、11.86、24.94 kDa等小分子亚基组成，这3 条谱带分别称为α-醇溶蛋白、β-醇溶蛋白、γ-醇溶蛋白；谷蛋白存在多条谱带，可分为低分子亚基组（11～48 kDa）以及高分子亚基组（48～180 kDa），但无特征谱带出现。同时发现，这4 种蛋白组分有亚基重合现象，如24.94 kDa和16 kDa的亚基在4 种蛋白条带上均有出现，但条带深浅不同，可能是蛋白含量不同导致的；分子质量为108.17 kDa和63 kDa的亚基在清蛋白和球蛋白上均有出现，说明清蛋白与其他3 种蛋白组分中存在相同的亚基条带。
蛋白组分的微观结构
从图3a可见，放大5 000 倍可以清晰地看到清蛋白颗粒，但某些颗粒呈现不规则的球状，其粒径范围约在604～2 500 nm之间，较其他3 种蛋白组分的粒径偏大；而在图3b可以看到，球蛋白以簇状形态存在，颗粒形状不规则，其粒径范围约在319～847 nm之间。醇溶蛋白和谷蛋白均以颗粒形式存在，但是其聚集状态存在较大差异，醇溶蛋白分子连接紧密，其粒径范围约在202～1 310 nm之间，而谷蛋白颗粒之间连接松散，表面光滑，粒径范围约在225～686 nm之间（图3c、d）。
热特性分析
小米中醇溶蛋白、谷蛋白、清蛋白和球蛋白的DSC热分析图谱显示，这4 种小米蛋白组分的变性温度分别为110.67、84.80、98.97、71.33 ℃，对应的焓变（ΔH）分别为75.61、78.60、52.23、6.37 J/g。醇溶蛋白的结构可能比其他3 种蛋白质更稳定。在达到变性温度后，球蛋白更易于变性，而醇溶蛋白、谷蛋白和清蛋白则需要吸回更多的热量后才发生变性。
FTIR分析
小米中醇溶蛋白、谷蛋白、清蛋白和球蛋白的特征红外吸回峰显示，存在于1 700～1 200 cm-1之间的吸回峰包含蛋白质和多糖的振动区域。其中酰胺I带的吸回峰发生在1 600～1 700 cm-1处，它主要是由C＝O以及较弱的C—N伸缩和N—H弯曲引起的。结果显示，醇溶蛋白、谷蛋白、清蛋白和球蛋白在此范围内有1 649、1 645、1 644、1 648 cm-1处的吸回峰；酰胺II带发生在1 500～1 600 cm-1处，主要是由于C—N伸展以及N—H弯曲振动产生的，图中分别处于1 518、1 526、1 530、1 523 cm-1的吸回峰则对应酰胺II区域；以及1 444、1 440、1 425、1 424 cm-1附近的酰胺III带（C—N吸回峰）。在3 285 cm-1处4 种蛋白样品出现了强且宽的吸回峰，这主要是O—H键伸缩振动吸回，该吸回峰较强所以干扰了出峰位置相近的N—H伸缩振动吸回峰。
而多糖的吸回峰所在的区域位于900～1 200 cm-1，在此范围内出现了多糖及其糖类异构体的吸回，其中1 145 cm-1附近吸回峰归属为C—O以及C—C键的伸缩振动；1 012 cm-1附近吸回峰归属为C—O键的伸缩振动以及C—OH的弯曲振动。这可能是由于蛋白组分中存在糖蛋白，这有待于进一步探讨。
结果显示，小米蛋白的二级结构中存在α-螺旋、β-折叠、β-转角、β-反平行折叠，但是未发现无规卷曲结构。除清蛋白外，其他3 种蛋白组分中均以β-折叠结构为主，其次是α-螺旋和β-转角，β-反平行折叠含量最低，醇溶蛋白的β-转角以及β-反平行折叠结构最丰富，并与其他蛋白结构含量差异显着（P＜0.05）。
结 论
通过SDS-PAGE、SEM、DSC以及FTIR对小米中的4 种蛋白组分进行结构分析。从SDS-PAGE图像观察到醇溶蛋白是由低分子质量亚基（11～25 kDa）构成，有3 条比较明显范围的条带，分别为α-醇溶蛋白、β-醇溶蛋白、γ-醇溶蛋白；而清蛋白、球蛋白和谷蛋白亚基分布较广（11～180 kDa），其中清蛋白所含亚基数目最多，并且清蛋白与其他3 种蛋白组分中存在相同的亚基条带，如24.94 kDa和16 kDa的亚基在4 种蛋白条带上均有出现。
SEM图与DSC图谱显示，球蛋白颗粒并不像其他3 种蛋白组分较为密集地聚集在一起，且焓值变化较其他3 种蛋白组分更小，因此在达到变性温度后，球蛋白更易于变性。而醇溶蛋白的变性温度最高，其蛋白质结构较其他3 种蛋白质的结构更稳定。
FTIR图谱显示，4 种蛋白组分处于酰胺I带的吸回峰对应α-螺旋、β-折叠、β-转角、β-反平行折叠，但是未发现无规卷曲结构。除清蛋白以外，其他3 种蛋白组分的二级结构含量：β-折叠＞α-螺旋＞β-转角＞β-反平行折叠。醇溶蛋白的β-转角以及β-反平行折叠结构含量比其他3 种蛋白组分更丰富，并与其他蛋白结构含量差异显着（P＜0.05）。
