纳米结构大豆蛋白在食品中的应用进展

向 宁，吴思弘，夏久洁，孙培龙

(浙江工业大学 食品科学与工程学院， 浙江 杭州 310014)

纳米技术是指制造和使用纳米级的结构或材料的科学技术。纳米结构材料指至少在一维上具有纳米尺寸的材料，包括纳米颗粒、纳米棒、纳米线、具有纳米级厚度的薄膜以及具有纳米级构造的块状材料[1]。纳米材料具有独特而新颖的功能特性，因此纳米技术也已被广泛应用于食品领域当中[2-3]，涉及食品加工、食品包装和食品安全检测等许多方面[4]。在食品加工中，纳米技术的运用可改善食品的感官和质地、传递和包封生物活性成分与添加剂[5]。基于纳米材料的食品包装具有更好的机械强度、阻隔性能及抗菌性，可避免营养变质或损失从而提高食品货架期[6]。纳米技术在食品安全方面的作用体现在抗菌纳米复合材料和纳米层压板对病原体繁殖的抑制，以及纳米示踪器和纳米传感器有助于跟踪产品安全性[5]。食品纳米技术为食品工业开辟了诸多可能性，不仅可显著提高食物的品质，而且也能保证更好的食品质量与安全性。

食品蛋白质因其良好的营养价值和技术功能特性，如乳化性、起泡性和凝胶性等[7]，已被作为一种重要的功能成分广泛应用于食品配方中。蛋白质的变性和聚集行为与制备新型纳米结构密切相关，许多食品蛋白质已被成功用于开发和制造纳米材料[8-9]。大豆蛋白作为一种廉价且丰富的植物蛋白来源，是用于设计和制造食品级纳米材料最常见的蛋白质之一。根据其沉降系数，大豆蛋白可分为2S，7S，11S，15S等4 类组分，其中7S(β-伴大豆球蛋白)和11S(大豆球蛋白)是最主要的两种球蛋白形式[10]。大豆蛋白具有形成不同纳米结构的能力，包括纳米颗粒、纳米纤维聚集体、纳米水凝胶和纳米管等[11]。基于大豆蛋白的纳米颗粒和纳米纤维是最重要的两种纳米结构大豆蛋白，笔者主要介绍大豆蛋白纳米颗粒和大豆蛋白纳米纤维这两种形式，并对蛋白质纳米水凝胶和纳米管进行简要说明。

1 大豆蛋白纳米颗粒

纳米颗粒(Nanoparticles, NPs)是指粒径为10～1 000 nm的微粒分散体或固体颗粒[12]。随着纳米技术的发展，纳米颗粒在食品、医药以及化工等领域都有着广泛应用。常见的无机纳米粒子(如SiO2、CaCO3、蒙脱土)存在食用安全性问题，限制了其在食品体系中的应用。食品级的纳米颗粒可以通过多种原料来制备，包括脂质、多糖和蛋白质等，这些种类的纳米颗粒在稳定乳液、负载食品活性成分以及功能性食品包装等方面发挥重要作用[13]。与其他类型的纳米颗粒相比，基于蛋白质的纳米颗粒因具有生物兼容性、可降解性和环境友好性等特点，是无机纳米粒子良好的替代者。大豆蛋白纳米颗粒是研究最为广泛的蛋白质基纳米颗粒，本节对大豆蛋白纳米颗粒的制备、表征及其应用方面进行介绍。

1.1 大豆蛋白纳米颗粒的制备与表征

蛋白质纳米颗粒的生产可以通过“自上而下”或“自下而上”的方法来实现。“自上而下”的方法是指用研磨、剪切、高压均质和超声处理等物理方式使颗粒的尺寸减小到纳米范围。由环境的改变(如pH、离子强度、温度或组分浓度等)，通过分子自组装来制备颗粒的方法称为“自下而上”法，包括热诱导法、反溶剂法(凝聚法)、乳化-蒸发法、共价交联和电喷雾法等[13-14]。在所有方法中，热诱导聚集是制备大豆蛋白纳米颗粒最常见和最有效的方法。当加热温度高于蛋白质的变性温度，蛋白质结构逐渐展开，最初埋藏在分子内部的疏水基团会暴露出来，蛋白质之间通过疏水作用聚集在一起[15]。反溶剂法(凝聚法)是基于蛋白质在溶剂中溶解度的差异，其溶解度取决于溶剂极性、pH、离子强度或电解质的存在。在搅拌条件下将一种去溶剂(如酒精或丙酮)逐滴滴加到蛋白质水溶液中，导致蛋白质脱水及构象的展开，再通过交联剂(如戊二醛、柠檬酸)进行交联生成纳米颗粒[11]。乳化-蒸发法是利用高速均质或超声处理，在室温或减压下连续磁力搅拌过程中蒸发溶剂，之后通过超速离心收集固化的纳米颗粒[16]。蛋白质基纳米颗粒可以使用不同类型的交联剂(化学交联-戊二醛、离子交联-Ca2+、酶促交联-微生物谷氨酰胺转氨酶(mTG酶)、过氧化酶和酪氨酸酶)，或通过组合交联来制备[17]。电喷雾法是用于制备纳米颗粒的一种相对较新的技术，其原理是蛋白质溶液在高压电场作用下从毛细管中喷出形成细喷流，电喷雾的细射流流向收集板的过程中，溶剂会被蒸发，即可从收集板中获得纳米颗粒[18]。它可以调节各种参数(如液体的性质、电场强度和流速等)来获得粒径均匀且单分散的蛋白质纳米颗粒。这些方法制备的纳米颗粒在许多体系中都能很好地运用，然而这些方法也存在一定缺陷，比如引入非食品级的化学试剂、方法或仪器复杂以及特异性差等。当然，方法的选择取决于多种因素的共同作用，例如蛋白质本身的性质(蛋白质组成、溶解度和表面特性)以及所制备的蛋白质纳米颗粒的不同用途，即需要根据实际需求来合理选择制备方法。

大豆纳米颗粒的表征可从粒径大小和分布、Zeta 电位和颗粒外观形貌等方面来表示[19]。粒径大小和分布一般通过光散射法，使用动态光散射(DLS)或静态光散射(SLS)[20]表征。Zeta电位与蛋白质纳米颗粒表面所带电荷量相关，常用来表征颗粒体系的稳定性。Zeta电位越高，颗粒所带电荷量越多，体系稳定性越好；Zeta电位越小，颗粒容易团聚，体系越不稳定[21]。通过激光粒度仪可同时测定粒径大小及分布、颗粒电位变化。大豆蛋白纳米颗粒的外观形貌可以通过显微镜来观察，如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等。TEM能够表征样品内部的形态和空间结构，其特点是放大倍数较高，样品前处理复杂，样品要很薄等[22]；SEM主要用于样品表面形貌的观察，具有样品制备简单、观察视野大、图像富有立体感、样品损伤和污染小等特点[23]；AFM通过检测微悬臂上探针尖端原子与样品表面原子之间的相互作用力(原子力)的变化来获得样品表面成像[24]。

大豆蛋白纳米颗粒的制备及表征方面已有很多研究。如Liu等[25]将大豆分离蛋白(SPI)在95 ℃下加热15 min，形成尺寸约为100 nm的纳米颗粒聚集体，通过AFM观察到纳米颗粒以球形团簇形式存在。丁群文[26]以100 ℃，30 min加热处理11S制备纳米颗粒。加热处理可显著增加颗粒粒径及表面疏水性，11S蛋白浓度越高，得到的纳米颗粒尺寸越大，AFM也观察到更大的颗粒聚集体。Jian等[27]以热诱导聚合结合mTG酶交联(20 U/g，SPI，45 ℃，4 h)制备大豆凝胶，之后通过高速度分散和微射流均质制得SPI纳米颗粒。Pérez-Masiá等[28]将预先处理(加热、添加瓜尔胶或表面活性剂Tween 20)的SPI溶液(质量分数10%)经过电喷雾形成平均粒径为0.2～0.3 μm的颗粒，从SEM图像可以清楚地看到球形颗粒不规则的形态，这些喷雾颗粒可以很好地分散在水中。

1.2 大豆蛋白纳米颗粒的应用

1.2.1 作为皮克林(Pickering)乳液的稳定剂

利用蛋白质纳米颗粒作为界面稳定剂是目前的一大研究热点，以大豆蛋白纳米颗粒稳定Pickering乳液是其最典型的应用。Pickering乳液是一种以胶体颗粒稳定的乳液，这种乳液主要通过胶体颗粒吸附于油水两相界面之间形成单层膜或多层膜，从而使乳液达到稳定状态[29]。相比较天然大豆蛋白和小分子表面活性剂，大豆蛋白纳米颗粒表现出更好的界面性能和乳化性能，可有效提高乳液的稳定性。常见的奶油、冰淇淋、乳制品、蛋白饮料和蛋黄酱等都属于食品乳液体系，将大豆蛋白纳米颗粒应用于这些食品当中，可进一步提升食物品质以达到良好的口感与风味。许多因素会影响乳液的整体稳定性，除了纳米颗粒本身的浓度、颗粒尺寸和颗粒疏水性等内在因素的影响，还取决于乳液制备方法、油相种类和比例、pH以及离子强度等外在环境[30-31]。

大豆蛋白纳米颗粒稳定乳液的报道已比较常见。如Liu等[25]通过95 ℃，15 min加热制备形成粒径100 nm左右的SPI纳米颗粒聚集体，静电筛选作用(添加NaCl)有助于纳米颗粒的形成。颗粒浓度和油相比例对乳液液滴尺寸和乳化稳定性影响的研究结果表明：颗粒浓度的增加使液滴尺寸略有下降，并提高了抗聚结和乳化的稳定性；增加的油相比例也有利于乳液稳定性的提升。乳化稳定性的改善可归因于凝胶网络状结构的形成，凝胶网络结构将油滴捕获以阻止液滴之间相互聚集。11S纳米颗粒被用于稳定水包油乳液，可作为一种高效的Pickering稳定剂。加热(90 ℃或100 ℃)很大程度地改善了纳米颗粒的乳化性能，以及相应乳液对抗聚结和乳化的稳定性，乳化性能提升与纳米颗粒在界面处更有效地堆积和扩散吸附相关[32]。Gao等[33]报道了由大豆亲脂蛋白(LP)制备的亲脂蛋白质纳米颗粒(LPP)，并研究了其所稳定的乳液的储藏稳定性。LPP具有改善的分散性和乳化性能，由LPP稳定的水包油乳液在8 周的储存期间表现出优异的物理稳定性。疏水蛋白和磷脂之间的协同作用提高了LPP稳定乳液的能力。

1.2.2 充当营养物质和生物活性成分的载体

随着人们越来越重视饮食营养及健康，越来越多的营养物质和生物活性成分被添加到食品基质中。然而，很多营养物质和活性成分存在水溶性差、与食品体系不相容、化学不稳定和生物利用率较低等缺点，将其添加到食品体系中需要克服这些问题。由于蛋白纳米颗粒表面有丰富的氨基酸组成和多个官能团，能很好地充当营养和活性成分的运送载体，实现包封与递送功能。

大豆蛋白纳米颗粒可将营养物质或活性成分包埋在结构内部，一方面避免与光、热和氧等外界环境的接触，增强生物活性物质的溶解度；另一方面也能延长作用的有效时间，达到缓释的目的[34]。此外，由于纳米颗粒自身的尺寸效应，可以有效地被机体吸收。大豆蛋白纳米颗粒在负载姜黄素、维生素和β-胡萝卜素等物质方面已有报道。如Teng等[35]采用去溶剂法合成了SPI纳米颗粒，并用该颗粒包封姜黄素。该SPI纳米颗粒在高浓度下表现出令人满意的包封性能和稳定性(达到最高的封装效率和负载效率分别为97.2%和2.7%)。7S纳米颗粒也可用作姜黄素的纳米载体[36]。通过乙醇诱导7S变性及其重组形成纳米颗粒，进而实现对姜黄素的包封。姜黄素的水溶性提高了124 000倍，并且姜黄素的稳定性和生物利用性得到很大改善。这种方法对于利用大豆蛋白纳米颗粒作为疏水性保健食品或药物的纳米载体具有重要意义。Zhang等[37]通过冷凝胶法制备了SPI纳米颗粒用以负载VB12，研究了SPI纳米颗粒对VB12的肠道吸收和运输机制，结果证明SPI纳米颗粒是促进VB12口服传递的有效载体。将VB12封装到30 nm的SPI纳米颗粒中后，其运输效率提高了4倍。Yi等[38]通过均质和蒸发的方法制备了直径为370 nm的SPI纳米颗粒，将其用于封装β-胡萝卜素。纳米包封提高了-胡萝卜素的抗氧化活性，Caco-2细胞抗氧化活性也得到改善。

大豆蛋白纳米颗粒对营养物质或活性成分的负载和递送可实现大豆蛋白与各种活性成分的自由组合，尤其是某些疏水性和难溶性的营养保健品或药物，这对于提升大豆蛋白和这些活性成分的应用价值具有重大意义。

2 大豆蛋白纳米纤维

蛋白质淀粉样纤维(Protein amyloid fibril)是指蛋白质经过自组装形成的蛋白质聚集体，它最早被认为与人类神经退行性疾病相关，例如阿尔茨海默病[39]。但是越来越多的研究已表明：形成淀粉样蛋白纤维是所有蛋白质共有的通性，各种食品蛋白质(如卵白蛋白、牛奶蛋白和大豆蛋白等)都可形成纳米纤维结构。与病理性蛋白淀粉样纤维不同的是，衍生自食品的蛋白质纳米纤维可应用到各个领域，已有文献报道了蛋白质纤维在生物医学、组织工程、环境科学、材料科学及食品科学中的应用。由于其极度的纵横比、高度排序、突出的刚度以及表面具有多个功能性基团等优异的性能[40]，蛋白质纳米纤维在食品研究中被认为是扩大和改善食品蛋白质功能的重要形式，有助于开发与创建新的食物应用。目前，由食物蛋白质制备蛋白质纳米纤维的研究大多集中于动物蛋白，尤其是β-乳球蛋白。例如，将β-乳球蛋白在pH 2.0和80 ℃下以相对较低的质量分数(4%～5%)加热18 h后，可聚集形成长的半柔性纤维[41]。然而，有关植物蛋白纤维的研究和报道相对较少。相比较动物蛋白，使用大豆蛋白生产蛋白质纳米纤维具备经济、环保和可持续性等特点。以下对基于大豆蛋白的纳米纤维的研究进行概括，包括大豆蛋白纳米纤维的制备、表征及其应用。

2.1 大豆蛋白纳米纤维的制备与表征

蛋白质纳米纤维的制备方法与条件是相对比较成熟的。通常在低pH(一般pH为2.0)和低离子强度条件下，将蛋白质加热至高于其变性温度(80～90 ℃)以上并持续几个小时，可形成蛋白质纤维。在纤维化过程中，蛋白质发生水解，解折叠并自组装成淀粉样纤维[42]。其最终的形态与功能性质受到多种因素的影响，如蛋白质浓度、pH、离子强度、温度、加热时间和搅拌条件等[43]。

确定蛋白质纳米纤维的结构(β-折叠结构)和纤维形成的过程(形成动力学)是表征蛋白质纳米纤维的两个重要的方面[44]。鉴定蛋白质纤维存在的常见技术包括Th T荧光、刚果红双折射测定、电子显微镜观察(TEM，AFM等)、β-折叠结构测定(圆二色谱(CD)、傅里叶红外光谱FTIR)。Th T荧光检测分析纤维的原理是基于纤维与Th T荧光试剂的强烈结合，导致Th T荧光强度的显著增加[45]；蛋白质纤维用刚果红染色时显示出绿色双折射现象[46]。当经Th T荧光或刚果红测试纤维获得上述特征性结果后，则应该通过TEM或AFM观察样品中是否存在纤维形态[47-48]。最后需要采用CD或FTIR来确定蛋白质在形成纤维前后的结构变化[49-50]，是否存在β-折叠结构，通过定量分析可得到各个二级结构含量的变化。在确定的制备蛋白质纤维的条件下，通过在特定的时间间隔分析纤维样品来检查该纤维的形成动力学，例如检测Th T荧光强度随纤维化程度的变化。

已有一些学者报道了由大豆蛋白制备的纳米纤维的特性。如Tang等[51]通过在pH 2.0和低离子强度下热诱导制备了7S、11S及其两者质量比为1∶1 混合的纳米纤维，并表征这些纤维的性质，结果表明：7S比11S具有更高的形成热纤维聚集体的可能性，并且差异主要与它们在纤维化过程中的构象变化和多肽水解有关。此外，Tang的另一项研究表明：静电筛选作用(通过添加NaCl)有助于改善7S纤维的组装过程[52]。Akkermans等[53]在pH 2.0条件下，以85 ℃，20 h加热11S和SPI，形成了长的纤维状半柔性聚集体。与11S纤维相比较，SPI纤维具有更多的分支状结构。Wang等[54]研究了水解加热(pH 2.0，85 °C，0～24 h)和孵育时间(0～7 d)对SPI纤维形成和理化特性的影响，结果证实：在85 ℃下加热8～10 h，然后在室温下孵育3 d，可形成稳定的SPI纳米纤维。

2.2 大豆蛋白纳米纤维的应用

蛋白质纳米纤维在食品领域的应用包括增稠/凝胶作用、界面稳定剂、营养和药物递送系统、包装材料(形成杂化膜或纳米复合材料用于包装)、抗氧化性和抗菌性[43]等。其中，增稠/凝胶作用、界面稳定剂和用作营养和药物递送系统是蛋白质纳米纤维最重要的功能特性，对此进行着重介绍。

2.2.1 增稠/凝胶作用

大豆蛋白纤维可增加溶液黏度和在相对较低浓度下可形成凝胶的能力使其成为潜在的食品质地改良剂，特别是液体食品和低热量产品。已有研究已充分证明：蛋白质原纤维化会改变蛋白质溶液的黏度和流动特性。如7S和11S在加热(pH 2.0，80 ℃，15 h)形成纤维后，被观察到表观黏度的增加以及流动指数的降低[51]。SPI纤维溶液的流动特性变为剪切稀化，其黏度比未加热的天然SPI溶液高得多[55]。这种现象表明大豆蛋白纳米纤维是食品增稠剂和胶凝剂的良好材料。黏度的增加与纤维化过程中蛋白质流体动力学直径的增加和原纤维缠结形成网络结构相关，纤维缠结形成紧密堆积的结构可以抵抗剪切流动[56-57]。纤维化过程(是否搅拌)、蛋白质浓度和离子强度等条件是影响蛋白质纤维溶液黏度的重要因素。

纤维化的食物蛋白被认为是有效的胶凝剂，因为蛋白质纳米纤维可以以极低的浓度形成凝胶。这种出色的凝胶能力可归因于纤维较高的长径比，导致形成较低体积分数的空间填充网络[58]。蛋白质纤维制备凝胶的方法包括热诱导、冷定型、离子诱导、酸诱导和酶交联等[43]。冷定型法是制备蛋白质纤维凝胶最常用的方法，通常在远离蛋白质等电点的pH和较低离子强度下加热蛋白质使其变性，然后再将pH调至等电点或添加盐进行电荷屏蔽来诱导凝胶形成[59]。冷凝胶具有优异的性能，例如更高的凝胶强度和断裂性能，更高的持水能力和透明度[60]。如Munialo等[56]先在pH 2.0，85 ℃，20 h下加热制备了大豆蛋白纳米纤维，再调节溶液pH至7.0和添加葡萄糖酸-δ-内酯，并在25 ℃下赋予15 h，最终形成大豆蛋白纤维凝胶。

2.2.2 界面稳定剂

蛋白质纳米纤维稳定泡沫和乳液的性能很大程度上取决于其界面特性。界面流变特性(如表面膨胀和表面剪切流变学)是考察蛋白质纤维界面特性的重要手段，非原纤维肽的存在、纤维浓度、纤维长度/柔韧性、pH和离子强度等因素是影响其界面性质的重要因素[61]。

蛋白质纤维溶液显示出优异的起泡性能，包括起泡性和泡沫稳定性。由于较小且易移动的非原纤维肽的存在，使得纤维分散液在界面上能够快速吸附，从而增强起泡性。Wan等[62]比较了纯大豆蛋白纤维、非纤维肽和整个纤维体系的发泡性能，结果表明：纯大豆蛋白纤维的起泡性和泡沫稳定性较差，因为它们较大的尺寸导致其吸附动力学比非纤维肽慢。蛋白质纤维可形成高黏弹性的界面膜[63-64]，这种界面膜具有更高的稳定性，不易破裂，因此泡沫稳定性高。

纤维化可提高蛋白质的乳化能力，大量研究报道了蛋白质纤维稳定乳液的应用[65-66]。与天然蛋白质相比，蛋白质纤维优异的乳化性和乳液稳定性与更高弹性模量的界面膜、更高的表面活性和有效降低的界面张力密切相关[67-68]。如Xiang等[69]通过逐层沉积7S纤维和高甲氧基果胶制备鱼油乳液，在pH 3时7S纤维带正电在内层，高甲氧基果胶带负电在外层。所形成的鱼油乳液具有较小的液滴尺寸，表现出良好的长期储存稳定性。Phoon等[70]报道了7S酸水解纤维聚集体对水包油乳液的影响。7S酸水解所形成的长纤维不仅包围在乳液液滴边缘，而且有助于液滴之间的物理桥接，在一定程度上阻止了液滴的相互聚集，从而起到稳定乳液的作用。另外，蛋白质纤维具有高黏度，因此可进一步减慢乳液的失稳分层，这也是纤维能够提高乳液稳定性的可靠原因之一。蛋白质纳米纤维的耐热性、抗氧化性和抗菌性，还可进一步赋予所制备乳液多重功效。

2.2.3 营养和药物递送系统

与蛋白质纳米颗粒类似，蛋白质纳米纤维具有平衡的氨基酸组成、生物相容性、乳化能力和耐热性等特点，将其用作营养和药物输送系统也是非常有潜力的。由蛋白质纳米纤维可以创建出不同的封装系统，可以保护敏感的生物活性成分免受加工和存储的影响。如Zhao等[71]研究了SPI纤维与甜菜碱的相互作用，并评估甜菜碱的热稳定性。SPI纤维通过疏水相互作用与甜菜碱结合，SPI纤维的添加可减少甜菜碱的褪色，使甜菜碱的保留率从55.3%提高到75.9%。表明SPI纤维可改善甜菜碱的热稳定性，促进其作为天然着色剂进行广泛应用。如Ansarifar等[72]利用SPI纳米纤维和高甲氧基果胶制成多层胶囊，用以包封柠檬烯。这种微胶囊的包封率高于天然乳清蛋白，且具有更高的抗沉淀和絮凝稳定性。

3 纳米水凝胶和纳米管

纳米水凝胶(Nanohydrogel)是由物理或化学交联的聚合物(如多糖和食品蛋白质)构成的三维网络结构，具有高溶胀比和保水性[73]。食品球状蛋白质由于具有聚集和胶凝特性，可以通过热诱导或冷诱导产生纳米凝胶[74]。热诱导凝胶指加热引起蛋白质结构的展开(多肽链的解折叠，伴随疏水性基团的暴露)以及随后的自聚集[75]，涉及共价键的形成(分子间或分子内的二硫键)和各种物理相互作用，如氢键、疏水相互作用和静电相互作用等[76]。冷诱导凝胶化包括在中性和低离子强度下加热蛋白质溶液，再进行酸化(pH达到蛋白质的等电点，酸诱导的冷凝胶)或添加盐(盐诱导的冷凝胶)，从而降低蛋白质间的排斥力，使蛋白质之间产生交联[77]。纳米水凝胶的典型特征是其内部足够大的网络空间结构，利用这种空间结构可实现重要的功能特性，如捕获其他营养成分而具备负载能力。目前已有关于大豆蛋白纳米水凝胶负载营养物质的应用报道：如Feng等[78]制备了7S-葡聚糖纳米复合凝胶，首先通过美拉德反应将葡聚糖共价缀合在7S球蛋白上形成两亲性接枝共聚物，然后在蛋白质等电点(pH 4.8)下加热(95 ℃，50 min)混合物以自组装成纳米凝胶，所得纳米凝胶呈球形，具有壳-核结构，直径为90 nm，7S表面暴露出疏水基团，该凝胶(长期储存、pH变化、冻干或稀释)在各种条件下相当稳定，这些特性使其能够输送疏水性化合物；Ding等[79]通过将大豆蛋白、大豆多糖和叶酸在pH 4.0时静电结合，然后经过热处理使蛋白质变性制得负载叶酸的大豆蛋白/大豆多糖凝胶，该凝胶体系可保护叶酸免受光热氧化，叶酸可在中性条件下从凝胶中快速释放出来并保持完整的结构和活性，这种大豆蛋白/大豆多糖凝胶能够作为液体食品和饮料中叶酸的有效递送系统；Hu等[80]采用超声处理和mTG酶诱导交联制备了负载核黄素的大豆蛋白冷凝胶，超声处理提高了凝胶化产率和包封率，核黄素在胃肠道中的释放降低，获得长期释放，从而促进核黄素的吸收。

由食物蛋白质制成的中空管状纳米结构或纳米管(Nanotube)是一种相对较新的纳米材料。目前已经从牛奶蛋白(α-乳白蛋白、α-乳清蛋白)、卵清蛋白、胶原蛋白和牛血清白蛋白等蛋白质中开发了适用于食品体系的纳米管。常见的纳米管合成方法包括：蛋白质或肽类的自组装、脉冲电场(PEF)技术、同轴静电纺丝技术和逐层(LBL)静电沉积等[81]。如α-乳白蛋白的酶水解物，在中性pH和适当阳离子(Ca2+)存在下，可自组装形成直径20 nm纳米管结构[82]。纳米管最大的特点在于其纳米空腔结构和受控拆卸，被认为是有效的活性化合物或药物的递送载体。上述α-乳白蛋白纳米管可用作天然着色剂的载体，如Tarhan等[83]将α-乳白蛋白纳米管凝胶和刚果红染料混合，研究着色剂在纳米管凝胶中的包封效果。结果发现：α-乳白蛋白纳米管凝胶网络可将刚果红均匀地捕获在内，这种纳米管适宜在具有透明外观的食品中使用。除了包封活性成分，蛋白质纳米管还能用作增稠剂和胶凝剂[84]。蛋白质纳米管也存在非食品的潜在应用，如细胞培养支架、纳米材料合成的模板、线性蛋白质用于制造纤维材料等[82]。

4 总结与展望

纳米技术在食品蛋白质中的应用，有助于扩大和改善蛋白质的功能特性。将大豆蛋白纳米颗粒和纳米纤维应用于食品体系，可在改良食品品质、稳定泡沫和乳液、负载营养和活性成分等功能方面提升大豆蛋白的应用价值。由于植物蛋白具备替代动物蛋白的潜力，近年来植物基替代蛋白产品逐渐兴起。大豆蛋白具有来源丰富、营养价值高、更加经济和环保等特点，已成为最受欢迎的植物替代蛋白原料之一。因此，研究基于大豆蛋白的纳米结构材料有利于开发新型植物基替代食品，例如大豆蛋白基的素食蛋黄酱、植物基冰淇淋和植物奶等产品。另外，使用大豆蛋白基的纳米递送系统还满足了当前食品生产领域保护和传递功能性成分的需求，有助于设计和构建新型功能性食品，这对于食品创新具有很大的现实意义。当然，将这些纳米结构大豆蛋白真正应用于食品体系时，还应测试纳米结构的加工/储存稳定性、考察其与食品基质的相容性以及评估其毒理学特性和食用安全性等，以保证它们在复杂食品系统中的适用性和减轻消费者对纳米材料的担忧，这些在未来需要进行更深入的研究。