天然玉米醇溶蛋白基凝膠微球的構(gòu)建研究進展

周文雅

【摘要】玉米醇溶蛋白（Zein）是一種天然可食性植物大分子，具有可再生性、無毒性、兩親性及良好的生物相容性和生物可降解性，可通過自組裝形成微球或納米粒。本文簡要綜述了目前國內(nèi)外構(gòu)建天然玉米醇溶蛋白基凝膠微球的方法，為玉米醇溶蛋白的應(yīng)用前景提供基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】Zein；微球；構(gòu)建；研究進展

【中圖分類號】R944 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】ISSN.2095-6681.2016.29.0.02

玉米中醇溶蛋白（Zein）約占玉米總蛋白80%，含有>50%疏水氨基酸基團（包括亮氨酸20%；脯氨酸10%；和丙氨酸10%），和相抵含量（21～26%）的親水性氨基酸（谷氨酰胺酸）而表現(xiàn)出兩親特性。玉米醇溶蛋白分子結(jié)構(gòu)中親水部分和疏水部分分區(qū)明顯（圖1），有獨特的自組裝特性、成膜性、凝膠性，具有抗水、抗油性，并且具有良好的生物相容性、生物粘附性，這些獨特的屬性使其在生物活性物質(zhì)以及藥物輸送載體系統(tǒng)、可食性的材料制備等方面上具有天然優(yōu)勢。

近年來，以Zein為基質(zhì)制備不同微結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)的微球受到廣泛的關(guān)注，通過調(diào)節(jié)微球的微結(jié)構(gòu)和組成和有效的荷載生物活性物質(zhì)，并控制其釋放。本文將從不同Zein基微球的構(gòu)建方法方面進行概括論述，給其在活性物質(zhì)輸送和控制釋放的應(yīng)用提供一定的依據(jù)。

1 宏觀微球的構(gòu)建

Aranda和Alcantara等人先制備了將MgCl2·6H2O和AlCl3·6HO2混合制備[Mg0.67Al0.33（OH）2]Cl0.33·nH2O]層狀雙氫氧化物（Layered double hydroxides，LDH），然后與藥物混合荷載制備藥物-LDH復(fù)合物，然后將此復(fù)合物與zein混合，在于海藻酸鈉均質(zhì)混合后緩慢滴加到5%CaCl2的溶液中，形成自組裝的微球。這種復(fù)合微球的制備可拓展到其他活性物質(zhì)（風(fēng)味、色素、藥物）的包埋和調(diào)控釋放。此外，調(diào)節(jié)微球系統(tǒng)的組成可設(shè)計出不同釋放動力學(xué)的輸送載體。

2 微米級微球的構(gòu)建

Zein不溶于水而溶于低級脂族醇，如乙醇，和醇-水混合物（60～80%）。根據(jù)這種特性Filippidi等人利用Zein低溶解性的自組裝特性一步法制備了填充油的微米級微球膠囊。首先將Zein溶于乙醇水溶液中，通過緩慢的滴加水而降低Zein的溶解性使其緩慢富集在油滴表面。無面活性劑，交聯(lián)劑或任何非生物相容的材料的使用，這種制備方法是由Zein的獨特構(gòu)象和性質(zhì)決定的。Zein在油滴的表面逐漸的沉淀形成和成長。通過調(diào)控Zein與油的比例可構(gòu)建不同界面厚度的微米微膠囊。

3 納米級微球的構(gòu)建

液-液分散發(fā)是制備納米級玉米醇溶蛋白微球/顆粒的最常用方法。首先將Zein溶解于醇-水溶液中，然后加入到水溶液中并伴隨著攪拌；在分散過程中，Zein的溶解性降低而自組裝成納米顆粒；醇溶液可以是甲醇、乙醇、異丙醇或者二甲基亞砜。這種反溶劑法得到的Zein納米顆粒在

<100 nm～400 nm。親脂性生物活活性物可以溶解在玉米醇溶蛋白的醇儲備溶液，并在液-液過程中與Zein共沉淀而形成包封納米微球，例如姜黃素、風(fēng)味油和魚油等。Podaralla等采用納米沉淀法，加入穩(wěn)定劑（卵磷脂和普朗尼克）和調(diào)節(jié)溶液pH值制得粒徑小且分布較為均勻的6，7-二羥基香豆素/Zein納米粒子，加入穩(wěn)定劑后所得納米粒子。同時，玉米醇溶蛋白也可與果膠或藻酸鹽混合制備納米級凝膠珠。Liu等人將果膠-牛血清白蛋白與Zein一起剪切溶解在75%的乙醇中，通過鈣離子交聯(lián)制備凝膠珠。Hu和McClements利用反溶劑法制備了具有殼殼結(jié)構(gòu)的zein-海藻酸鈉納米微球，海藻酸鈉吸附在Zein自組裝表面。

此外，為了提高Zein的荷載量，Xu等人利用Zein用于開發(fā)中空Zein納米微球粒子。以碳酸鈉為填充材料，采用相分離法制備了中空Zein納米粒子。

Benjamin等人為了提高水凝膠珠對姜黃素的荷載和控制釋放，先采用自乳化和高壓法制備了納米級乳液，然后再將乳液于海藻酸鈉混合擠壓法制備包埋姜黃素的水凝膠微。自乳化制備的水凝膠珠中的姜黃素不僅存在于微球微球中還存在于連續(xù)相中的膠束中，而相對于高壓法中的姜黃素僅存在于凝膠微球中。

4 結(jié)論與展望

鑒于全天然性、可生物降解以及食品級來源，玉米醇溶蛋白（Zein）已被廣泛地應(yīng)用于食品和醫(yī)藥領(lǐng)域。Zein的兩親特性以及其自組裝特性進一步促進了它在功能性活性物質(zhì)輸送和控制釋放方面的應(yīng)用。操縱不同Zein凝膠微球的大小，可實現(xiàn)不同領(lǐng)域和功能的應(yīng)用，以提高生物活性物質(zhì)的高效包埋、定向輸送和緩慢釋放。

參考文獻

[1] 王華杰，王林嵩，王瑾曄.玉米醇溶蛋白-肝素微球的制備和緩釋.《科學(xué)技術(shù)與工程》，2003，3（6）：557-560.

[2] 劉 潔，裴 菲，何玉鳳，徐知麗，李 濤，等.玉米醇溶蛋白/殼聚糖復(fù)合納米微球的制備及性能研究.《化學(xué)研究與應(yīng)用》，2015（2）：184-188.

[3] 張 旭，于國萍，李 昕，李昊幫.玉米醇溶蛋白膜的抗氧化和抑菌作用研究.《糧食與食品工業(yè)》，2009，16（2）：28-31.

[4] Podaralla，S.，& Perumal.Influence of formulation factors on the preparation of zein nanoparticles.Aaps Pharmscitech，2012，13（3），919-927.

本文編輯：王 琦