玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物的制備方法、結(jié)構(gòu)表征及其功能特性研究進(jìn)展

孫翠霞，宋鏡如，方亞鵬*

（上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海 200240）

玉米醇溶蛋白作為玉米中主要的貯藏蛋白[1]，具有非致敏性、良好的成膜性和生物降解性，被視為公認(rèn)安全的（generally regarded as safe，GRAS）食品級原料[2-3]。玉米醇溶蛋白分子中含有50%以上非極性氨基酸，基于非共價相互作用，通過分子組裝可形成規(guī)則的玉米醇溶蛋白納米顆粒[4]，平均粒徑約為50～200 nm[5]，常作為生物活性物質(zhì)的遞送載體用于生物活性物質(zhì)的控釋[6]。此外，由于玉米醇溶蛋白兼具親水和親油特性，常用于制備Pickering乳液[7]。20世紀(jì)初，Ramsden等[8]發(fā)現(xiàn)不溶性固體細(xì)粉對液滴的變形和聚集起到阻礙作用，可以形成較為穩(wěn)定的乳液。隨后，Pickering[9]對該乳液體系進(jìn)行了深入研究。由此，由固體顆粒代替乳化劑而穩(wěn)定的乳液被命名為Pickering乳液[10]，同時，由固體顆粒通過界面作用阻止乳液液滴聚結(jié)的機(jī)制稱為Pickering穩(wěn)定[11]。然而，由于單一玉米醇溶蛋白納米顆粒具有較強(qiáng)疏水性，其制備的Pickering乳液呈明顯分層現(xiàn)象，在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用受到限制。多糖是多分散性大分子，親水性強(qiáng)，其分子鏈上含有大量的活潑基團(tuán)，如氨基、羧基等，其與蛋白質(zhì)之間通過靜電、疏水與氫鍵作用形成的復(fù)合物可協(xié)同增強(qiáng)乳液穩(wěn)定性[12]。因此，對玉米醇溶蛋白和多糖納米復(fù)合物開展系統(tǒng)、深入的探究具有重要意義。本文綜述了玉米醇溶蛋白與多糖納米復(fù)合物的制備方法、顆粒特性表征手段、顆粒特性影響因素及其功能特性，旨在為玉米醇溶蛋白和多糖納米復(fù)合物的構(gòu)建及其在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物的制備方法

1.1 反溶劑沉淀法

圖 1 液-液分散法制備玉米醇溶蛋白納米顆粒圖示[14]Fig. 1 Principle of the liquid-liquid dispersion process to produce zein nanoparticles[14]

反溶劑沉淀（anti-solvent precipitation，ASP）法，又稱液-液分散法或相分離法[13]，常用于制備玉米醇溶蛋白納米顆粒，制備原理如圖1所示，邊攪拌邊將去離子水滴入玉米醇溶蛋白乙醇水溶液（70%～80%）中，該過程使體系中乙醇濃度降低，玉米醇溶蛋白溶解度隨之降低，結(jié)合分子自組裝特性，分子發(fā)生聚集形成顆粒[14]。玉米醇溶蛋白與多糖復(fù)合物的形成過程與單一玉米醇溶蛋白納米顆粒相似，即將含玉米醇溶蛋白的乙醇水溶液反溶劑至多糖溶液中，由于玉米醇溶蛋白具有高疏水性通常形成核，多糖由于強(qiáng)親水性形成殼，故通過ASP法常形成具有殼-核結(jié)構(gòu)的玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物[15]。

此外，在一定實驗條件下，玉米醇溶蛋白也可形成疏水性外殼。以水凝膠微粒為例，如圖2所示，玉米醇溶蛋白在親水核周圍形成疏水性殼，水凝膠微粒從最初透明色（圖2a）到殼形成后變得完全不透明（圖2b），該現(xiàn)象可由激光共聚焦染色結(jié)果證實（圖2c）[16]。Li Hao等[17]采用ASP法制備玉米醇溶蛋白和可溶性大豆多糖納米復(fù)合物，粒徑約為200 nm，多分散指數(shù)低于0.2，在pH 2.0～8.0時不產(chǎn)生沉淀，該納米復(fù)合物可作為食品生物活性分子的遞送載體。Li Juan等[18]通過ASP法制備玉米醇溶蛋白和阿拉伯膠復(fù)合納米顆粒，當(dāng)玉米醇溶蛋白和阿拉伯膠質(zhì)量比為1∶1.5時體系最穩(wěn)定，在pH 3.0～9.0的范圍內(nèi)具有較高的電位（-32.8 mV）。此外，研究表明，將ASP法和熱處理工藝組合，可制備顆粒粒徑更小、分布更均勻的球形玉米醇溶蛋白納米顆粒[19]。ASP法制備納米復(fù)合物因其操作簡單而得到廣泛應(yīng)用。然而，ASP法在制備過程中需要使用大量乙醇，且在反溶劑后又將乙醇去除，該過程增加了制備成本，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

圖 2 玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物殼-核結(jié)構(gòu)形成圖示[16]Fig. 2 Schematic illustration of the fabrication of hydrophilichydrophobic core-shell microparticles using gel-network-restricted antisolvent precipitation[16]

1.2 反溶劑共沉淀法

大部分多糖主要通過醇沉法制備，故很難溶于乙醇水溶液。然而研究表明，部分多糖可溶于一定濃度的乙醇水溶液，如藻酸丙二醇酯、透明質(zhì)酸等。因此，可構(gòu)建反溶劑共沉淀（anti-solvent co-precipitation，ASCP）法用于制備玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物。與ASP法（圖3b）不同，ASCP法（圖3a）要求多糖能溶解在含有玉米醇溶蛋白的乙醇水溶液中，然后按照一定體積比將其滴入去離子水中，形成玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物。Sun Cuixia等[20]采用ASCP法制備玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯不同質(zhì)量比（20∶1、10∶1、5∶1、2∶1和1∶1）的納米復(fù)合物，結(jié)果表明玉米醇溶蛋白與藻酸丙二醇酯之間發(fā)生靜電相互作用，玉米醇溶蛋白的二級結(jié)構(gòu)改變，復(fù)合物熱穩(wěn)定性提高。Chen Shuai等[21]利用ASCP法將玉米醇溶蛋白和透明質(zhì)酸在不同質(zhì)量比（100∶5、100∶10、100∶15、100∶20、100∶25和100∶30）下復(fù)合，在靜電引力作用下，二者形成了小粒徑（181.5 nm）且?guī)ж?fù)電荷的透明質(zhì)酸絡(luò)合物。與ASP法相比，ASCP法基于多糖可溶于乙醇水溶液的特性拓展了玉米醇溶蛋白與多糖的研究范圍，且制備的玉米醇溶蛋白-多糖復(fù)合物具有更好的貯藏穩(wěn)定性，顯著提高了對多酚類生物活性物質(zhì)的包埋率和負(fù)載量。然而，ASCP法仍需要使用大量乙醇，存在易燃易爆的潛在危害。

圖 3 玉米醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯納米復(fù)合物的制備示意圖[20]Fig. 3 Schematic diagrams of the anti-solvent co-precipitation method and the anti-solvent precipitation method[20]

1.3 溶劑蒸發(fā)法

溶劑蒸發(fā)法是通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除玉米醇溶蛋白和多糖復(fù)合體系中的乙醇，使體系極性發(fā)生變化，進(jìn)而誘導(dǎo)玉米醇溶蛋白發(fā)生自組裝，形成穩(wěn)定的納米復(fù)合物。Wei Yang等[22]采用乳化蒸發(fā)法，在45 ℃下水浴加熱25 min，降低玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯復(fù)合體系中乙醇和乙酸乙酯濃度，然后用100 mL蒸餾水稀釋，制備得到的二元納米復(fù)合物粒徑約為900 nm，對β-胡蘿卜素的包埋能力顯著提高。Dai Lei等[23]使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯體系中乙醇，誘導(dǎo)復(fù)合顆粒的自發(fā)形成。該結(jié)果表明通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)獲得的玉米醇溶蛋白和多糖的二元復(fù)合物能有效穩(wěn)定Pickering乳液。研究還指出，復(fù)合物粒徑與其濃度呈正相關(guān)，使用溶劑蒸發(fā)法使玉米醇溶蛋白質(zhì)量濃度增加，粒徑變大，納米復(fù)合物濃度越高易引起顆粒黏連[24]。溶劑蒸發(fā)法制備玉米醇溶蛋白-多糖復(fù)合物仍需使用大量乙醇，且制備的復(fù)合物粒徑較大，貯藏穩(wěn)定性較差。

1.4 pH值循環(huán)法

pH值循環(huán)法是基于玉米醇溶蛋白可溶于pH 11.3～12.7的堿性水溶液這一溶解特性[25]，將玉米醇溶蛋白溶于pH 7.0的去離子水中，然后用NaOH溶液調(diào)pH值至12.5，再用HCl溶液調(diào)節(jié)使pH值至7.0。在pH值由堿性變至中性的過程中，玉米醇溶蛋白的溶解度逐漸降低，結(jié)合生物大分子自組裝行為，形成玉米醇溶蛋白納米顆粒。Pan Kang等[26]采用pH值循環(huán)法制備穩(wěn)定的玉米醇溶蛋白納米復(fù)合物。然而，使用HCl溶液酸化時，由于滴定過程中氫離子分散不均勻，易使蛋白質(zhì)顆粒發(fā)生聚集。D-葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯（D-glucose-δ-lactone，GDL）在水解過程中可緩慢釋放葡萄糖酸，逐漸降低溶液的pH值。故與HCl酸化的pH值循環(huán)法（圖4a）相比，采用GDL酸化（圖4b）制備的玉米醇溶蛋白膠體顆粒粒徑更小、分布更均勻[27]。Sun Cuixia等[28]通過pH值循環(huán)法制備了玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯二元納米復(fù)合物和玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯-酪蛋白酸鈉三元納米復(fù)合物，可用于穩(wěn)定含油量為80%的高內(nèi)相Pickering乳液。與ASP、ASCP和溶劑蒸發(fā)法對比，pH值循環(huán)法可有效避免乙醇帶來潛在的易燃易爆等安全隱患問題，操作工藝簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

圖 4 pH值循環(huán)法制備玉米醇溶蛋白-酪蛋白酸鈉納米復(fù)合物示意圖[27]Fig. 4 Schematic illustration of the structures of zein-NaCas mixtures at pH 12.5 and after acidification to pH 7.5 using HCl or D-glucose-δ-lactone[27]

1.5 其他方法

此外，一些新興方法如連續(xù)雙通道微流化法、超臨界流體技術(shù)[29]等也可用于制備玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物。研究表明，使用連續(xù)雙通道微流化方法將溶劑相的玉米醇溶蛋白乙醇溶液與反溶劑相的酪蛋白水溶液在高速條件下相互撞擊，產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切、湍流和空化力，確保兩相的充分混合和溶解，可連續(xù)形成蛋白納米顆粒[30]。

2 顆粒特性表征

玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物顆粒特性主要包括粒徑、多分散指數(shù)、濁度、zeta-電位、微觀形貌等。這些理化特性可通過光譜技術(shù)、光散射技術(shù)、顯微技術(shù)等進(jìn)行單一表征或組合表征，如圖5所示。

圖 5 納米復(fù)合物表征方法示意圖Fig. 5 Schematic representation of the nanocomposite characterization method

對于納米復(fù)合物的粒徑及分布常用靜態(tài)光散射（static light scattering，SLS）、動態(tài)光散射（dynamic light scattering，DLS）、X射線小角散射等手段進(jìn)行表征。DLS常用于測定含有相對較小顆粒（粒徑不大于400 nm）的懸浮液粒徑分布，SLS常用于測定含有較大顆粒（粒徑大于400 nm）懸浮液的粒徑分布。掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）、透射電子顯微鏡（transmission electron microscope，TEM）和原子力顯微鏡（atomic force microscope，AFM）常用于觀察玉米醇溶蛋白與多糖復(fù)合物的微觀結(jié)構(gòu)。SEM原理是基于樣品表面與電子束的相互作用，通過探測后向散射電子或二次電子使樣品成像，SEM樣品成像之前需要進(jìn)行干燥，且背景電導(dǎo)率低，使用之前需要進(jìn)行噴金處理，樣品結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生改變[31]。TEM的原理是根據(jù)不同原子的電子密度，樣品中電子被吸收、散射或反射，穿過的電子被放大因而可以觀察微觀形貌[32]。由于多糖的電子密度差，有時TEM無法清晰表征其形貌，需要進(jìn)行染色處理[33]。AFM可在恒定環(huán)境如空氣和液體中進(jìn)行納米形貌測試，它通過測試樣品表面和旋臂之間的力來表征食品三維結(jié)構(gòu)[34]。AFM與其他掃描探針顯微鏡相比，可提供單個蛋白質(zhì)的顆粒信息，如精確的納米尺度掃描、表面地形圖、粗糙度等[35]。應(yīng)該指出的是，AFM成像是采用脫水干燥后的樣品，因此AFM圖像反映的尺寸與膠體分散液中進(jìn)行的DLS測量值可能不同。

玉米醇溶蛋白在乙醇水溶液中以聚集體形式存在。采用ASP法制備的玉米醇溶蛋白納米顆粒往往為球狀結(jié)構(gòu)，但是通過簡單地改變沉淀介質(zhì)的黏度也可產(chǎn)生非球形顆粒[36]。單一表征手段無法清晰地觀察到多糖的微觀形貌，這可能是由于多糖通常沒有規(guī)則的幾何形狀。因此，學(xué)者們更傾向于將幾種技術(shù)組合進(jìn)行觀察。Wang Lei等[19]通過DLS測量和SEM觀察證實阿拉伯膠和海藻酸鈉這兩種陰離子多糖被涂附在玉米醇溶蛋白表面上，而不是玉米醇溶蛋白被包埋在多糖的聚合物網(wǎng)絡(luò)中。

玉米醇溶蛋白和魔芋膠二元復(fù)合體系中，單一魔芋膠呈線狀結(jié)構(gòu)（圖6a），玉米醇溶蛋白為不均一的球形結(jié)構(gòu)（圖6b），將兩者復(fù)合，可觀察到玉米醇溶蛋白球形聚集體分布在魔芋膠線性纏繞形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中（圖6c）[37]。聚幾酸內(nèi)酯、玉米醇溶蛋白和阿拉伯膠復(fù)合后的SEM結(jié)果顯示，該三元組分形成的支架是有雙峰分布的球狀結(jié)構(gòu)[38]。雖然不同類型的透明質(zhì)酸在其微觀結(jié)構(gòu)上顯示出明顯差異，如絮狀木屑、棉纖維、樹枝和長絲網(wǎng)狀等，但是當(dāng)它們分別與玉米醇溶蛋白復(fù)合后均呈球狀[39]。單一藻酸丙二醇酯呈現(xiàn)細(xì)絲狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖7a），當(dāng)與玉米醇溶蛋白球形納米顆粒（圖7b）復(fù)合后，藻酸丙二醇酯“分枝”結(jié)構(gòu)表面吸附大量的玉米醇溶蛋白球狀顆粒（圖7c）。然而，AFM難以觀察到單一藻酸丙二醇酯的微觀形貌[20]。

圖 6 玉米醇溶蛋白-魔芋膠復(fù)合物TEM圖[37]Fig. 6 Transmission electron microscopic images of konjac, zein, and zein-konjac nanocomposites[37]

圖 7 玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯復(fù)合物SEM圖[39]Fig. 7 Scanning electron microscopic images of propylene glycol alginate, zein, and zein-propylene glycol alginate nanocomposites[39]

3 影響顆粒特性的因素

3.1 多糖類型

不同多糖對復(fù)合物粒徑產(chǎn)生重要影響。在pH 4.0條件下，單一玉米醇溶蛋白粒徑為（173.40±2.16）nm，zeta-電位為（27.40±1.27）mV，多糖的添加可使顆粒粒徑顯著增加[40]。Chang Chao等[41]對比果膠、羧甲基纖維素（carboxy methyl cellulose，CMC）、阿拉伯膠與玉米醇溶蛋白和酪蛋白酸鈉（sodium caseinate，NaCas）形成的三元復(fù)合物后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)玉米醇溶蛋白和酪蛋白酸鈉濃度相同時，果膠層的粒徑明顯大于CMC和阿拉伯膠，因此可以推測，顆粒大小的差異主要歸因于多糖層的厚度。不同多糖產(chǎn)生的絡(luò)合作用不同，果膠-NaCas-玉米醇溶蛋白納米復(fù)合物加熱后粒徑明顯減小，而CMC-NaCas-玉米醇溶蛋白納米復(fù)合物粒徑基本保持不變，這可能是由于加熱前果膠分子質(zhì)量較大，分子鏈較長，加熱過程中由于玉米醇溶蛋白的變性和果膠的吸附作用，形成了結(jié)構(gòu)更致密的納米顆粒[41]。多糖層的組成會影響玉米醇溶蛋白與多糖之間的靜電或空間斥力從而影響顆粒穩(wěn)定性。Huang Xiaoxia等[42]使用高電荷密度的藻酸鹽和低電荷密度的果膠組合，在玉米醇溶蛋白納米顆粒表面形成多糖殼，結(jié)果顯示30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）海藻酸鹽-70%果膠在pH 6.5時顆粒穩(wěn)定性最高，而100%的果膠在pH 3.0時顆粒穩(wěn)定性最高。這說明通過改變多糖殼的組成，可以調(diào)整納米復(fù)合物在不同pH值條件下的穩(wěn)定性，但該現(xiàn)象的機(jī)理還有待進(jìn)一步探究。

3.2 蛋白與多糖的混合比例

多數(shù)研究結(jié)果表明，隨著多糖濃度的增加，玉米醇溶蛋白和多糖復(fù)合物往往呈現(xiàn)更窄的粒徑分布，這可能是由于兩者形成了殼-核結(jié)構(gòu)。Li Shuqin等[43]制備并表征了茶多糖-玉米醇溶蛋白-紫杉醇納米復(fù)合物，結(jié)果表明，當(dāng)茶多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%，紫杉醇、玉米醇溶蛋白質(zhì)量比為1∶10時，該顆粒呈球形，粒徑為165 nm。Ni Xuewen等[37]探究了玉米醇溶蛋白和魔芋膠在不同復(fù)合比例下的穩(wěn)定性、微觀結(jié)構(gòu)和流變特性，結(jié)果表明，隨著玉米醇溶蛋白濃度增加，二元復(fù)合物粒徑在97.47～164.27 nm范圍內(nèi)，表明該復(fù)合物聚集程度不同，分布不均勻，隨著魔芋膠濃度增加，粒徑變化速度降低。研究顯示，玉米醇溶蛋白和玉米纖維膠組成的納米復(fù)合物，當(dāng)質(zhì)量比為2∶1時粒徑最小，為（309.40±2.48）nm，說明玉米纖維膠吸附玉米醇溶蛋白表面[40]。Liu Fuguo等[44]采用乙醇誘導(dǎo)法將藻酸丙二醇酯和玉米醇溶蛋白制備新型復(fù)合水凝膠，該復(fù)合水凝膠的強(qiáng)度和彈性隨著玉米醇溶蛋白濃度的增加而降低，當(dāng)藻酸丙二醇酯/玉米醇溶蛋白質(zhì)量比為5∶1、pH 3.5時具有較強(qiáng)的彈性和致密的結(jié)構(gòu)，體外模擬胃腸道實驗結(jié)果表明該凝膠對姜黃素具有較強(qiáng)的控釋作用。

3.3 環(huán)境因素

玉米醇溶蛋白與多糖復(fù)合物的特性也與環(huán)境因素有關(guān)，如pH值、離子強(qiáng)度和溫度等。當(dāng)體系pH值接近玉米醇溶蛋白的等電點時，zeta-電位趨近于零。此時，玉米醇溶蛋白和多糖的相互作用以氫鍵和疏水作用為主。Huang Xiaoxia等[42]研究了pH值對復(fù)合物粒徑、電荷和穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)在pH 3.0～5.0時顆粒粒徑相對較小，在pH 6.0～6.5范圍內(nèi)有所增加，在pH 7.0時再次降低。采用玉米醇溶蛋白和藻酸丙二醇酯二元復(fù)合物穩(wěn)定Pickering乳液時，在高酸條件下（pH 2.5），乳液仍然保持穩(wěn)定;中性偏酸條件下（pH 6.0），乳液液滴尺寸略有增加，但體系仍保持均勻[45]。此外，離子強(qiáng)度也影響納米復(fù)合物穩(wěn)定性。有研究顯示，Ca2+含量越高，顆粒尺寸越大，表面正電荷越低[46]。熱處理是制備具有更小尺寸和更均勻分布納米顆粒的常用方法。Wang Lei等[19]在70 ℃下熱處理玉米醇溶蛋白納米顆粒，粒徑由443.30 nm降至185.50 nm，將此熱處理后的玉米醇溶蛋白與阿拉伯膠和海藻酸鈉通過靜電引力復(fù)合可形成更加穩(wěn)定的納米復(fù)合物。

4 功能特性應(yīng)用研究

4.1 生物活性物質(zhì)遞送載體

多酚類生物活性物質(zhì)如白藜蘆醇、姜黃素、槲皮素等因其較強(qiáng)的抗氧化性而得到廣泛關(guān)注。然而多酚類化合物難溶于水，且易發(fā)生光、熱和氧降解，生物利用度低[47]。研究顯示，玉米醇溶蛋白納米顆粒作為白藜蘆醇的遞送載體可提高其生物利用度[48]。玉米醇溶蛋白與不同種類多糖形成的納米復(fù)合物對生物活性物質(zhì)的包埋率和負(fù)載量如表1所示。Chen Shuai等[39]構(gòu)建了玉米醇溶蛋白-透明質(zhì)酸納米復(fù)合物作為姜黃素的遞送載體，與單一玉米醇溶蛋白納米顆粒相比，姜黃素的包埋率由72.18%提高至95.03%，姜黃素在模擬胃腸道消化實驗中表現(xiàn)出較好的抗光降解穩(wěn)定性和控釋特性。Dai Lei等[49]發(fā)現(xiàn)，鼠李糖酯的存在顯著提高了玉米醇溶蛋白對姜黃素的包埋率，由17.64%提高至98.05%。當(dāng)姜黃素和玉米醇溶蛋白的質(zhì)量比為1∶10時，二元復(fù)合物最穩(wěn)定，姜黃素的包埋率達(dá)95.90%[50]?；谟衩状既艿鞍准{米顆粒的遞送載體對疏水性化合物具有增溶和保護(hù)作用，如包埋在其中的姜黃素表現(xiàn)出更高的抗氧化活性和清除自由基能力[51]。槲皮素是一種天然黃酮醇，具有抗癌、抗腫瘤、提高人體免疫力等作用，但由于其穩(wěn)定性較差，在食品領(lǐng)域表現(xiàn)出較低的口服生物利用度，故其應(yīng)用受到限制。Li Hao等[17]研究表明，可溶性大豆多糖的添加顯著提高了玉米醇溶蛋白對槲皮素的包埋率和光降解穩(wěn)定性，且沒有影響其自由基清除能力。玉米醇溶蛋白和阿拉伯膠復(fù)合物包埋薄荷油后沒有顯著改變顆粒尺寸和體系穩(wěn)定性，且在pH 2.0～8.0下薄荷油呈可持續(xù)釋放[52]。大量研究表明，被納米復(fù)合物包埋后的營養(yǎng)素比游離營養(yǎng)素具有更高的生物利用度，以玉米醇溶蛋白和酪蛋白酸鈉二元復(fù)合物負(fù)載巖藻黃素為例，如圖8所示，在體外模擬胃腸道環(huán)境中，包埋后的巖藻黃素比游離巖藻黃素具有更高的生物利用度[53]。

與具有殼-核結(jié)構(gòu)的玉米醇溶蛋白-多糖二元復(fù)合物對比，蛋白質(zhì)、多糖與乳化劑三者通過靜電吸附、疏水作用、空間位阻等相互作用形成的三元復(fù)合物能夠提高納米復(fù)合物穩(wěn)定性[54]，在包埋、保護(hù)和遞送疏水性營養(yǎng)物質(zhì)方面具有更廣泛的應(yīng)用前景。Dai Lei等[55]的研究結(jié)果表明，單一玉米醇溶蛋白對姜黃素的包埋率為21%，玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯二元復(fù)合物對其的包埋率為67%，玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯-鼠李糖酯三元復(fù)合物對其的包埋率為92%，而玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯-卵磷脂對其的包埋率為97%，尤其在姜黃素處于高質(zhì)量濃度（125 mg/mL）時，三元復(fù)合物對姜黃素的包埋率明顯高于二元復(fù)合物。羧甲基殼聚糖-茶多酚-玉米醇溶蛋白三元納米復(fù)合物可作為一種新型遞送載體用與包埋與保護(hù)β-胡蘿卜素[56]。

表 1 玉米醇溶蛋白和多糖納米復(fù)合物對生物活性物質(zhì)的包埋效率Table 1 Encapsulation efficiency of zein and polysaccharide nanocomposites for bioactive substances

圖 8 游離巖藻黃素和封裝后巖藻黃素在不同模擬消化階段（胃、十二指腸、空腸和回腸）的釋放速率[53]Fig. 8 Release rates of free fucoxanthin and encapsulated fucoxanthin at different simulated digestion stages (stomach, duodenum, jejunum, and ileum)[53]

4.2 顆粒穩(wěn)定劑

固體顆?？刹豢赡娴奈皆谟偷伪砻嫘纬晌锢砥琳嫌门c增強(qiáng)Pickering乳液的氧化穩(wěn)定性[58]。玉米醇溶蛋白納米顆?？晌皆谟?水界面上用于制備Pickering乳液，但因其固有的聚集傾向不能有效地穩(wěn)定油-水界面[59]，且水相渾濁[7]，易分層，在食品體系中的應(yīng)用受限。玉米醇溶蛋白與多糖通過非共價作用形成的納米復(fù)合物可用于穩(wěn)定Pickering乳液，表現(xiàn)出較強(qiáng)的儲存穩(wěn)定性和較好的乳化指數(shù)[58]。Ostwald熟化描述了一種非均勻結(jié)構(gòu)隨時間流逝所發(fā)生的變化：溶質(zhì)原子由小尺寸顆粒周圍向大尺寸顆粒周圍擴(kuò)散，導(dǎo)致小顆粒溶解和大顆粒長大[60]。已有研究表明，利用殼聚糖、阿拉伯膠、果膠、酪蛋白酸鈉等生物聚合物降低玉米醇溶蛋白的疏水性，在玉米醇溶蛋白與多糖濃度比例適宜的情況下，納米復(fù)合物的三相接觸角接近90°，制備的Pickering乳液在較廣的pH值范圍內(nèi)具有較好的穩(wěn)定性，這可能是因為玉米醇溶蛋白和多糖復(fù)合物在油滴表面形成吸附層，為油滴的聚集和Ostwald熟化提供了致密的屏障[61]。以玉米醇溶蛋白和阿拉伯膠二元復(fù)合物為例[62]，其激光共聚焦掃描顯微鏡結(jié)果如圖9所示，油相采用尼羅紅染色，納米復(fù)合物采用尼羅藍(lán)染色，藍(lán)色（圖9a）和紅色（圖9b）熒光場分別代表油相和納米復(fù)合物，可見紅色納米復(fù)合物吸附在綠色球形油滴表面（圖9c），這說明玉米醇溶蛋白-阿拉伯膠二元復(fù)合物可吸附在油滴表面形成穩(wěn)定的界面結(jié)構(gòu)。玉米醇溶蛋白與甜菜果膠通過靜電沉積形成的納米復(fù)合物，由于空間位阻和疏水作用的增強(qiáng)，明顯提高了Pickering乳液的穩(wěn)定性[13]。玉米醇溶蛋白-酪蛋白酸鈉納米復(fù)合物也可用于穩(wěn)定Pickering乳液，在較寬pH值范圍內(nèi)和一定離子強(qiáng)度下，該復(fù)合物穩(wěn)定的乳液具有更高的離心穩(wěn)定性[63]。玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯-酪蛋白酸鈉三元復(fù)合物可用于制備含油量達(dá)80%的高內(nèi)相Pickering乳液，在食品行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景[28]。

圖 9 玉米醇溶蛋白-阿拉伯膠復(fù)合物穩(wěn)定的Pickering乳液激光共聚焦掃描顯微鏡圖[62]Fig. 9 Confocal laser scanning microscope images of Pickering emulsions at 50% oil fraction stabilized by zein-gum arabic complexes at their equal mass ratio[62]

5 結(jié) 語

根據(jù)玉米醇溶蛋白的溶解特性，可采用多種方法制備基于玉米醇溶蛋白的復(fù)合納米顆粒，如在體積分?jǐn)?shù)55%～90%乙醇溶液中，常采用ASP法、ASCP法和溶劑蒸發(fā)法;在pH 11.3～12.7范圍內(nèi)的堿溶液體系中，可采用pH值循環(huán)法，包括HCl酸化、GDL酸化和具有降低pH值作用的生物大分子酸化。玉米醇溶蛋白還可溶于一定濃度的醋酸水溶液，因此，依據(jù)其溶解特性，可構(gòu)建新的方法用于制備玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物。

玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物顆粒特性主要包括粒徑、多分散指數(shù)、濁度、zeta-電位、微觀形貌等，易受多糖種類、混合比例、環(huán)境因素的影響。與單一玉米醇溶蛋白納米顆粒相比，玉米醇溶蛋白-多糖納米復(fù)合物不僅可顯著增加生物活性物質(zhì)的理化穩(wěn)定性，提高其生物利用度，而且可用作顆粒穩(wěn)定劑用于制備高內(nèi)相Pickering乳液。未來研究還需建立復(fù)合膠體顆粒特性和Pickering乳液穩(wěn)定性關(guān)鍵指標(biāo)的評價體系，闡明其Pickering乳液的穩(wěn)定機(jī)理，同時系統(tǒng)、深入探究高內(nèi)相Pickering乳液對生物活性物質(zhì)的穩(wěn)態(tài)作用，為Pickering乳液作為新型功能因子傳遞載體在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。