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玉米醇溶蛋白基纳米颗粒的制备及应用研究进展

2021-08-31葛思彤刘回民郑明珠刘景圣

食品科学 2021年15期
关键词:沉淀法姜黄乳液

葛思彤,贾 睿,刘回民*,郑明珠,蔡 丹,刘景圣*

(吉林农业大学食品科学与工程学院,小麦和玉米深加工国家工程实验室,吉林 长春 130118)

玉米醇溶蛋白作为玉米胚乳中的主要储藏蛋白,占玉米中蛋白质总含量的80%,其含有大量的疏水性氨基酸和含硫氨基酸,但缺少带电的酸碱性氨基酸,不均衡的 氨基酸组成导致其营养价值低。但是,玉米醇溶蛋白具有良好的自组装特性,可制备规则球状、大小均一的纳米颗粒,并用于生物活性物质、药物等的荷载、运输 和控释,能够对多酚、维生素、活性肽等生物活性物质水溶性低、光热敏感性、酸碱敏感性和生物利用度低等问题进行改善。同时,玉米醇溶蛋白的强生物相容性、生物可降解性,使其在食品领域的应用具有天然优势[1-2]。

由于单一玉米醇溶蛋白制备的纳米颗粒性质不够稳定,包埋率与荷载效率低,限制了其在食品领域的应用。因此,将玉米醇溶蛋白与蛋白质、多糖、多酚、表面活性剂等物质通过氢键、疏水性相互作用、静电相互作用等进行结合,可以构建出更加稳定的玉米醇溶蛋白基纳米颗粒,从而应用于乳液的开发、生物活性物质的递送等。本文主要介绍了玉米醇溶蛋白结构特性,并总结了玉米醇溶蛋白基纳米颗粒的制备方法与种类,以及作为包埋载体用于生物活性物质的荷载与输送的研究进展。以期为玉米醇溶蛋白在食品输送运载体系方面的应用提供理论依据,为功能性食品的开发提供新思路。

1 玉米醇溶蛋白的结构与功能性质

1.1 玉米醇溶蛋白结构

玉米醇溶蛋白是玉米中主要的储藏蛋白,其难溶于水,可溶于体积分数70%乙醇溶液,通常包含α、β、γ、δ-玉米醇溶蛋白4 种类别,不同类别的玉米醇溶蛋白分子质量、质量分数以及溶解特征如表1[3-7]所示。同时,玉米醇溶蛋白含有一半以上的非极性氨基酸(亮氨酸、丙氨酸等)[8],以及较低含量的亲水性氨基酸,这使玉米醇溶蛋白具有两亲特性,是生物聚合物的理想替代品[9]。

表1 玉米醇溶蛋白的种类[3-7]Table 1 Types of zein[3-7]

1.2 玉米醇溶蛋白功能性质

1.2.1 自组装特性

自组装指的是不经外界因素处理,物质的基本单元结构自发从无序到有序的过程。随着溶液极性的增强,玉米醇溶蛋白溶解度逐渐降低,分子构象发生变化并产生聚集,这个聚集的过程就称为玉米醇溶蛋白的自组装。图1[10]为玉米醇溶蛋白自组装形成纳米颗粒的过程。玉米醇溶蛋白随着溶剂的蒸发在乙醇-水溶液中发生自组装,形成粒径为250~600 nm的圆形球体。通过圆二色光谱实验和透射电子显微镜观察结果表明,玉米醇溶蛋白在自组装过程中部分二级结构从α-螺旋转变为β-折叠结构,随后β-折叠结构会在疏水作用下首尾相连形成条带, 紧接着条带卷曲成环状,从而逐渐自组装形成纳米颗粒。Wang Lei等[11]利用玉米醇溶蛋白的自组装特性,在70 ℃下热诱导制备了玉米醇溶蛋白胶体颗粒,结果发现乙醇体积分数和初始蛋白浓度是影响玉米醇溶蛋白纳米颗粒物化特性的主要因素。玉米醇溶蛋白的这种自组装能力为其在食品工业[12]和制药[13]领域的应用奠定了良好基础。

图1 玉米醇溶蛋白自组装形成纳米颗粒的过程[10]Fig.1 Process of zein self-assembly to form nanoparticles[10]

1.2.2 成膜性与凝胶性

玉米醇溶蛋白由于其自组装特性,在氢键、二硫键和疏水相互作用下也可以形成薄膜等微结构。在玉米醇溶蛋白溶解的同时,加入甘油、脂肪酸等塑化剂后平铺或倒入模具中,溶剂挥发后便可以形成玉米醇溶蛋白膜[14]。 作为食品级涂层(膜),其具有高热稳性、高疏水性、高抗菌性、高选择渗透性和阻隔性质[15-19]。 此外,由于玉米醇溶蛋白的疏水性,将其加入极性强的溶剂(例如水、生理盐水等)中,玉米醇溶蛋白因溶解度降低而析出,呈现半固体状,即形成了三维网络状凝胶[20]。同时,玉米醇溶蛋白还具有成本低、可用性高、免疫原性低[21]的优点,作为植物来源的蛋白质生产凝胶具有优势。Zhang Liming等[22]制备了不同比例的玉米醇溶蛋白/壳聚糖混合膜和单独的壳聚糖膜,将其加入玉米醇溶蛋白进行比较后发现,所成的膜体对水蒸气、O2和CO2的阻隔能力均有所上升;此外,对蘑菇进行包装后发现,在玉米醇溶蛋白和壳聚糖质量比为1∶1时,蘑菇水分丧失和膜相对泄漏率最低,呈现良好的保护膜性质。Gagliardi等[23]利用不同质量浓度的玉米醇溶蛋白(分散于乙醇溶液)制备玉米醇溶蛋白凝胶,发现蛋白浓度高时,表现出黏弹性行为;同时指出20 g/100 mL的玉米醇溶蛋白分散体可成为制备凝胶的低成本制剂。

2 玉米醇溶蛋白基纳米颗粒的制备方法与种类

2.1 制备方法

2.1.1 反溶剂沉淀法

反溶剂沉淀法指的是通过将液体分散于另一种不混溶的液体中而形成液滴的过程,也称为液-液分散法。 首先将玉米醇溶蛋白溶解于乙醇溶液中,然后在一定的均质速率下将其分散于水相体系中使得玉米醇溶蛋白溶解度降低,在自组装特性的作用下分子之间发生聚集,从而逐渐形成纳米颗粒。Zhong Qixin等[24]利用此方法制备玉米醇溶蛋白纳米颗粒,发现在较高的均质速率和较高的乙醇浓度时,制备出的纳米颗粒尺寸更小,粒径集中在100~200 nm之间。王丽娟[25]也利用此方法将玉米醇溶蛋白溶液以细流状加入至甜菜果胶溶液中形成复合纳米颗粒,粒径集中在300~400 nm之间,对姜黄素的包埋率可以达到90%以上。

2.1.2 反溶剂共沉淀法

反溶剂共沉淀法也是利用不同溶液中玉米醇溶蛋白溶解度的不同制备纳米颗粒的一种方式。与反溶剂沉淀法不同的是,反溶剂共沉淀法要求修饰物质能够共同溶解于玉米醇溶蛋白-乙醇溶液中,再将其分散于水中,进而形成纳米颗粒。孙翠霞[26]利用反溶剂共沉淀法制备出玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯纳米颗粒,二者主要通过氢键、静电引力、疏水作用相互结合,其热稳定性能与单一玉米醇溶蛋白纳米颗粒相比也有所提升。Chen Shuai等[27]利用此方法制备出玉米醇溶蛋白-虫胶复合纳米颗粒,二者通过氢键和疏水作用相结合,颗粒粒径集中在250 nm以下。

2.1.3 pH循环法

pH循环法也称为pH驱动法或酸碱法,是指将溶液体系pH值从中性调节至极酸或极碱后再调回中性,诱导分子之间发生结构变化并产生相互作用。前期研究表明,将玉米醇溶蛋白溶解于中性溶液后,利用氢氧化钠调节pH值至碱性(pH 12.0~12.5),再用盐酸将其pH值调回中性。由于玉米醇溶蛋白在极碱性环境中可以溶解,但在调回中性环境后溶解度会降低,结合其自组装行为从而形成玉米醇溶蛋白纳米颗粒。Dai Lei等[28]利用pH循环法制备玉米醇溶蛋白-鼠李糖脂纳米颗粒,当二者质量比为3∶2时呈现均匀的球形形状,平均粒径为100 nm,能够在不同pH值环境(pH 3.0~8.0)以及不同离子强度(0~100 mmol/L NaCl)下均保持稳定。同时,也发现利用此方法制备的纳米颗粒在对姜黄素进行包埋时,与通过反溶剂沉淀法制备的颗粒溶液相比表观形态不仅更加澄清透明,且包埋率和荷载率都明显更高。 Pan Kang等[29]将玉米醇溶蛋白和酪蛋白混合溶液的pH值调节至11.5,使二者充分溶解后再将其酸化至pH 7.0,促进二者自发形成纳米颗粒。由此产生的纳米颗粒具有很好的储藏稳定性和再水合性能。

2.1.4 层层组装法

层层组装法是保护和释放生物活性物质有前途的技术之一。带有正电荷或负电荷的生物聚合物按照一定的顺序逐层堆积于胶体颗粒的表面,从而调节颗粒的界面性质、厚度、电荷等[7]。Chen Shuai等[30]利用此方法制备出以玉米醇溶蛋白为核芯、透明质酸为壳的纳米颗粒。首先将姜黄素包埋在玉米醇溶蛋白纳米颗粒的核芯中形成第一层,紧接着将槲皮素吸附于其表面形成第二层,最后使透明质酸分子通过静电沉积的方式形成外围的表面层。通过此种方式,姜黄素和槲皮素均得到了包埋与保护。

2.1.5 其他方法

除了上述介绍的纳米颗粒制备方法外,一些新兴技术如大气等离子体辅助、微流化技术等也逐渐被人们发掘。Chen Guiyun等[31]研究发现,玉米醇溶蛋白-壳聚糖纳米颗粒在大气等离子体辅助下颗粒粒径有所下降,此过程中玉米醇溶蛋白多肽链展开并暴露出酪氨酸残基,从而使二者作用力增强,形成的颗粒状态稳定。

由于制备原理的不同,每种制备方法都有各自的优缺点。其中,反溶剂沉淀法和反溶剂共沉淀法的优点在于方便快捷、颗粒大小可控,缺点是需使用大量的有机溶剂(乙醇),需要的能量较高,存在易燃易爆风险;pH循环法的优点为无需加热且不需要有机溶剂,但控制其pH值的步骤略显繁琐;而层层组装法适用于低/高分子质量的生物聚合物,但需要两步甚至更多步骤进行制备,也需要较高能量。因此,需要根据实际情况来选择合适的玉米醇溶蛋白基纳米颗粒的制备方式。

2.2 玉米醇溶蛋白基纳米颗粒的种类

2.2.1 单独制备纳米颗粒

玉米醇溶蛋白可以通过上述介绍的制备方法形成纳米颗粒,应用于生物活性物质的包埋与荷载中。据报道,通过反溶剂沉淀法制备荷载叶黄素的玉米醇溶蛋白纳米颗粒,所得颗粒粒径低于100 nm。并且与叶黄素的水相分散体相比,经过玉米醇溶蛋白纳米颗粒的包埋后,叶黄素的消化稳定性提高[32]。任晓鸣[33]利用超临界CO2反溶剂沉淀法制备了玉米醇溶蛋白-大豆异黄酮纳米颗粒,考察了溶液浓度、压力、温度、进样速率对其所形成颗粒的影响,结果表明随着进样速率的提升,粒径会增大、粒径分布范围变宽。同时,通过傅里叶变换红外光谱检测证明了玉米醇溶蛋白和大豆异黄酮之间有氢键形成,从而达到较为稳定的颗粒状态。

2.2.2 与蛋白质复合制备纳米颗粒

随着研究的不断深入,众多学者发现单一玉米醇溶蛋白制备的纳米颗粒对生物活性物质的包埋率低,且具有环境敏感性、胃肠控释性能低的缺点。因此,利用玉米醇溶蛋白与其他大分子/小分子物质进行复合制备纳米颗粒逐渐成为研究趋势。蛋白质是两亲分子,可以作为玉米醇溶蛋白纳米颗粒的稳定剂,对其可能发生的不稳定现象进行改善。蛋白质之间可能通过非共价相互作用,例如氢键、疏水性相互作用等进行结合。一些蛋白质 (如酪蛋白)也会通过静电相互作用和疏水相互作用相结合,从而吸附于玉米醇溶蛋白表面,阻止玉米醇溶蛋白产生大的聚集体以稳定存在[34]。

Chen Yufeng等[35]建立玉米醇溶蛋白/乳铁蛋白纳米颗粒对7,8-二羟基黄酮进行封装,结果表明与单一的玉米醇溶蛋白体系相比,当两种蛋白(玉米醇溶蛋白、乳铁蛋白)质量比例为5∶1时包埋率提高了28.83%,质量比例为10∶1时提高了51.93%,同时颗粒整体呈现了很好的耐酸碱、耐离子强度和长期储存的能力。Zhan Χinyu等[36]利用pH诱导的方法,制备了不同质量比的乳清蛋白分离物/玉米醇溶蛋白纳米颗粒,在二者质量比为8∶2时,所得纳米颗粒尺寸约为90 nm。同时此两种蛋白制备的纳米颗粒显著提升了姜黄素的水溶性和再分散性,且物理稳定性和储藏稳定性均有所提升。

2.2.3 与多糖复合制备纳米颗粒

多糖分子链含有氨基、羧基等基团,可以通过静电相互作用、氢键、疏水性相互作用等与蛋白质进行 关联[37],将两者重新组装以设计纳米颗粒对生物活性物质进行运载是十分必要的。常与玉米醇溶蛋白进行复合的多糖包括壳聚糖(羧甲基壳聚糖)、果胶、阿拉伯胶、改性淀粉、葡聚糖等。

Huang Χulin等[38]制备了玉米醇溶蛋白-果胶核/壳纳米颗粒,在pH 2.0~7.0的范围内颗粒状态稳定(粒径均低于250 nm);其在80 ℃的条件下处理1 h,也未出现大颗粒聚集现象,呈现出良好的热稳定性。Li Hao等[39]利用反溶剂沉淀法成功制备玉米醇溶蛋白-可溶性大豆多糖纳米颗粒,经过可溶性大豆多糖修饰后,在pH 2.0~8.0的条件下减少了纳米颗粒的聚集现象。利用此纳米颗粒对槲皮素进行包埋,包埋率相较于单一玉米醇溶蛋白增加了23.3%。Yuan Yongkai等[40]通过反溶剂沉淀法形成玉米醇溶蛋白-硫酸葡聚糖复合纳米颗粒用于封装姜黄素。经过细胞毒性实验发现该纳米颗粒对正常的肠上皮细胞没有毒性,并且其包埋率可达85.37%,显著高于玉米醇溶蛋白单独包埋,证明经过多糖修饰后复合颗粒性状更加稳定。用玉米醇溶蛋白-透明质酸纳米颗粒分别对姜黄素[41]和万寿菊素[42]进行包埋,发现此种纳米颗粒对于姜黄素具有很高的包埋率(95.03%)。对万寿菊素的包埋率、荷载量、热稳定性和控释量与玉米醇溶单一纳米颗粒相比均有所提升。

2.2.4 与多酚复合制备纳米颗粒

多酚是植物性食品(水果、蔬菜、种子等)产生的次生代谢物质,能够预防多种慢性疾病(癌症、糖尿病等),引入多酚进行复合可以增强玉米醇溶蛋白基纳米粒子的稳定性和抗氧化活性等[43],玉米醇溶蛋白与多酚的结合能力与蛋白质脯氨酸含量有关,脯氨酸含量越高,玉米醇溶蛋白与多酚的结合能力就越强。

邹苑[44]制备了玉米醇溶蛋白-单宁酸复合纳米颗粒,二者可以通过氢键、疏水性相互作用等非共价键结合,形成的纳米颗粒粒径较小(集中在250 nm以下)且单一分散。同时,单宁酸的加入显著降低了玉米醇溶蛋白的表面疏水性,对于后期制备乳液凝胶型食品具有指导意义。刘夫国[45]制备荷载姜黄素和白藜芦醇的玉米醇溶蛋白-没食子儿茶素没食子酸酯共价复合物纳米颗粒(以鼠李糖脂作为乳化剂),颗粒粒径约为130 nm,呈现均匀的球形,对于姜黄素的荷载率可以达到71.2%,对白藜芦醇的荷载率可以达到85.4%,并且包埋了姜黄素和白藜芦醇的纳米颗粒呈现出良好的抗氧化活性。

2.2.5 与表面活性剂复合制备纳米颗粒

表面活性剂是一类具有两亲性的化合物。当蛋白质与表面活性剂复合后会具有表面活性,低浓度可以显著降低表面张力,从而其可以吸附在气/水、油/水、乳状液等界面,进而具有润湿、乳化等应用性质[46]。

卵磷脂属于两性表面活性剂,当玉米醇溶蛋白与卵磷脂复合制备纳米颗粒时,性质较为稳定。通过对槲皮素进行包埋,在玉米醇溶蛋白与卵磷脂质量比为1∶2时可以得到最大包埋率,为73.2%[47]。当利用其对姜黄素进行包埋荷载时,加入卵磷脂复合后颗粒的包埋率从42.03%提升到99.83%,在此种复合颗粒的作用下姜黄素的热稳定性显著提升[48]。邹苑[44]制备出玉米醇溶蛋白-单宁酸-十二烷基硫酸钠复合体系,在0.1~0.3 mmol/L十二烷基硫酸钠下颗粒粒径为100 nm左右。十二烷基硫酸钠的加入改善了颗粒的起泡性和泡沫稳定性,在乳液的制备方面具有一定的潜力。

茶皂素主要存在于山茶科植物中,是茶油提取的主要副产物,由疏水性糖苷配基和亲水性糖类部分组成[49], 是新型天然表面活性剂。Ma Mengjie等[50]利用茶皂素和玉米醇溶蛋白制备纳米颗粒,并对叶黄素进行包埋,对于叶黄素的包埋率达92.91%,平均颗粒直径为213 nm,并在pH 4.0~9.0范围内呈现良好的稳定性,分散性也很好。

2.2.6 玉米醇溶蛋白三元复合纳米颗粒

近年来,随着复合纳米颗粒研究的逐渐深入,学者们发现三元复合纳米颗粒与二元复合纳米颗粒相比能够更好地解决玉米醇溶蛋白单独制备纳米颗粒所造成的包埋率差、稳定性低等问题,对生物活性物质能够进行更加有效的荷载与保护。Wang Mei等[51]利用反溶剂沉淀法进行了玉米醇溶蛋白-羧甲基壳聚糖-茶多酚三元复合纳米颗粒制备,并对β-胡萝卜素进行包埋。通过傅里叶变换红外光谱证明了氢键和疏水相互作用是该纳米颗粒形成的主要作用力。多酚的加入能够抑制此纳米颗粒溶液在贮藏过程中颜色变暗[52]。Wei Yang等[53]制备了玉米醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯-茶皂素三元复合颗粒,并对白藜芦醇进行包埋。结果表明三元复合纳米颗粒对于白藜芦醇的包埋率明显高于二元复合纳米颗粒(玉米醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯)。Sun Cuixia等[54]利用pH循环法制备出玉米醇溶蛋白-酪蛋白酸钠-海藻酸丙二醇酯三元复合纳米颗粒,研究结果表明按照此顺序制备的纳米颗粒呈规则球形、粒径较小,可用于稳定高内相Pickering乳液。与二元复合纳米颗粒(玉米醇溶蛋白-海藻酸丙二醇酯)稳定的乳液相比,在储藏30 d内更加稳定。 Dai Lei等[55]利用玉米醇溶蛋白-藻酸丙二醇酯和两种表面活性剂(卵磷脂、鼠李糖脂)分别制备出三元复合纳米颗粒。研究结果表明,此两种三元复合纳米颗粒在不同pH值(2.0、4.0、6.0、7.0、8.0)下均呈现较好的稳定性,并提出两种三元复合纳米颗粒的形成主要依赖于氢键、疏水相互作用和静电作用力,从而能够很好地对生物活性物质进行保护。表2展示了经复合后玉米醇溶蛋白纳米颗粒的性质与体外胃肠消化情况,玉米醇溶蛋白基纳米颗粒的种类多、制备方式多样、可进行包埋与递送的生物活性物质丰富。由此可见,玉米醇溶蛋白基纳米颗粒作为胶体输送体系具有巨大潜力。

表2 玉米醇溶蛋白和大分子/小分子复合后纳米颗粒的性质及体外胃肠消化情况Table 2 Encapsulation efficiency and in vitro gastrointestinal digestion characteristics of zein-low/high molecule complex nanoparticles

3 玉米醇溶蛋白基纳米颗粒的应用

3.1 稳定乳液

近年来,应用玉米醇溶蛋白纳米颗粒来稳定乳液的研究逐渐增多。同时,通过蛋白质、多糖[57-58]等修饰玉米醇溶蛋白形成的纳米颗粒,可以有效提高乳液的稳定性,被认为是目前食品工业中最有用和最具有发展前景的运载体系之一。基于乳液的运载系统主要用来对于一些疏水性食品的生物活性物质进行包埋、运载和控释、消化和吸收等。

Li Juan等[59]利用玉米醇溶蛋白-阿拉伯树胶纳米颗粒稳定Pickering乳液。通过界面张力测定可以得出,随着形成的纳米颗粒浓度的增加,Pickering乳液的界面张力逐渐降低。同时,流变学实验结果表明此纳米颗粒在该乳液的油-水界面吸附层形成了凝胶状结构,在整个乳液体系中起稳定作用。也有研究表明,加入阿拉伯树胶后的纳米颗粒稳定Pickering乳液的三相接触角从133.75°(未加入阿拉伯树胶)下降至88.95°(m(玉米醇溶蛋白)∶m(阿拉伯树胶)=1∶1)[60](三相接触角在90°左右能够证明此颗粒可以吸附在油-水界面并抑制油滴聚集)。经过修饰后的玉米醇溶蛋白稳定乳液的类型与稳定性能如表3所示。

表3 经修饰后的玉米醇溶蛋白稳定乳液的类型及稳定性能Table 3 Types and stability of modified zein-stabilized emulsions

3.2 促进活性物质吸收与转运

生物可及性和生物利用度是评价玉米醇溶蛋白基运载的生物活性物质或药物在人体转运和吸收的重要指标[65]。 Huang Χulin等[38]通过反溶剂沉淀法和静电沉积法共同制备了玉米醇溶蛋白-果胶纳米颗粒,对白藜芦醇进行包埋,通过体外模拟胃肠消化对生物可及性进行了测定,经过包埋后白藜芦醇生物可及性明显高于未被包埋的白藜芦醇(图2)。在中性条件下利用反溶剂沉淀法制备玉米醇溶蛋白-酪蛋白纳米颗粒,用来包埋岩藻黄酮,结果同样证明了经过包埋后的岩藻黄酮生物可及性明显提高[66]。 Zou Liqiang等[67]将姜黄素封装在玉米醇溶蛋白纳米颗粒中,然后将其与可消化的脂质纳米颗粒分散体进行混合(脂质纳米颗粒设计成在胃肠道内可以迅速消化形成姜黄素分子胶束),可以发现不仅姜黄素的生物可及性有所提升,而且通过包埋使其避免被降解。

图2 体外模拟胃肠消化过程中白藜芦醇纳米颗粒、白藜芦醇物理 混合物、白藜芦醇晶体的生物可及性[38]Fig.2 Bioavailability of resveratrol nanoparticles, resveratrol physical mixture and pure resveratrol during simulated in vitro gastrointestinal digestion[38]

近年来,对于玉米醇溶蛋白基纳米颗粒生物利用度的研究也逐渐增多,学者们不仅想在模拟体外胃肠实验中证明其有效性,还期望在动物模型中研究其能够参与生物体体内循环的程度,以期为开发功能性食品提供更加有效的理论支撑。Brotons-Canto等[68]制备了负载白藜芦醇的玉米醇溶蛋白纳米颗粒,16 名健康志愿者口服实验结果表明,该复合体系具有良好的耐受性,并且可以提升白藜芦醇在血浆中的含量,为纳米颗粒在口服用药领域展现出广阔的应用前景。

3.3 食品加工中的应用

玉米醇溶蛋白制备的纳米颗粒可以通过稳定乳液或制备微胶囊等应用于食品加工领域中。玉米醇溶蛋白纳米颗粒稳定的富含肉桂精油的Pickering乳液,可以抑制奶油蛋糕中霉菌的生长,还可以代替奶油蛋糕中20%的黄油,并且可以在颜色和质地不发生改变的前提下延长其保质期[69]。Gonçalves da Rosa等[70]利用纳米沉淀法 将牛至精油和百里香精油封装在玉米醇溶蛋白纳米胶囊中,在室温(20±5)℃和冷藏温度(6±2)℃下分别进行了90 d的储藏。结果表明,储藏期间颗粒粒径、包埋率均没有改变。同时,此纳米胶囊对于革兰氏阳性菌的抗菌效果好,具有较高的耐热性,可以应用于面包的贮藏中,使其免受霉菌和酵母菌的污染。

4 结 语

玉米醇溶蛋白基纳米颗粒可以通过反溶剂沉淀法、反溶剂共沉淀法、pH循环法和层层组装法等方法进行制备,不同制备方法根据玉米醇溶蛋白的溶解特征不同而有所差异。通过与蛋白质、多糖、多酚、表面活性剂等复合可以形成不同种类的玉米醇溶蛋白基二元、三元纳米颗粒,从而应用于生物活性物质的包封荷载以及乳液的稳定中。与玉米醇溶蛋白单独制备纳米颗粒相比,经过复合后的纳米颗粒的稳定性以及对生物活性物质的包埋率、在体外模拟胃肠条件下的控释能力都有所提升,为生物活性物质提供了有效的保护屏障,防止其在食品加工过程中被破坏,减缓其在人体胃肠道中的降解。

在未来的研究中,应该在体内对于玉米醇溶蛋白基纳米颗粒和被包埋的生物活性物质进行直接追踪,更加明确生物活性物质吸收和代谢的机制。同时,玉米醇溶蛋白基纳米材料应用于食品和营养产业之前应开展毒理学实验,评估其是否会对人体健康和环境有所影响,进而开发对人体健康有利的功能性食品。最后,由于玉米醇溶蛋白基纳米颗粒稳定的乳液在质构特性、风味、口感方面仍与市面上已经存在的物质(如黄油)有所差距,因此,如何在对于生物活性物质进行包埋并应用于食品领域的同时保证食品的原有质感,需要作为未来研究的主要方向。

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