凝胶多糖自组装作用及其应用研究进展

潘玉雪，徐欣东，张润峰，王 清，陈 山

（广西大学轻工与食品工程学院，广西 南宁 530004）

多糖作为由基本单糖所组成的生物大分子，其所具有的连接键、直链/支链比和分子质量的多样性以及分子多羟基性和某些特殊空间结构，为其功能化提供了良好的条件。自组装是大分子间通过非共价键相互作用来驱动分子或部分分子自发地形成有序结构的过程，也是生物大分子之间通过相互作用形成超分子结构的基础。相较于蛋白质，多糖在多种环境因素（温度、pH值等）下具有更高的稳定性，可与其他功能因子结合以构建具有有序结构和特异性优势的功能复合物。

作为三螺旋多糖的凝胶多糖（curdlan，CUR）是一类线性的-(1,3)--葡聚糖，最早由粪产碱杆菌发酵获得，并被美国食品药品监督管理局批准作为食品添加剂使用，出色的增稠性、保水性使其在食品加工领域得到广泛的应用。CUR在体外实验和动物实验中均显示无毒性，且在生物医学方面表现出优异的抗肿瘤特性和免疫调节活性，可刺激免疫细胞产生细胞因子，也可作为能特异性识别免疫细胞的载体应用于靶向给药系统。截至目前，以香菇多糖、裂褶菌多糖、硬葡聚糖等为代表的三螺旋多糖已被用于构建具有新型功能的复合物，研究表明相较于单一客体分子，经多糖修饰后构建的复合物在功能性和稳定性上显著提升，在功能药物、药物递送、基因递送、微量元素补充等方面具有出色的应用潜力。近年来，CUR三螺旋构象的独特自组装作用受到了越来越多的关注，有效地认识CUR的自组装过程可为CUR的功能化利用和产业化应用提供重要的理论基础。因此，本文综述了CUR的自组装作用特点和基于自组装作用构建功能材料的功能及生物活性，为CUR的自组装作用在食品等领域的深入研究及应用提供参考。

1 CUR三螺旋构象

CUR在不同条件水溶液中主要存在3 种构象，即无规卷曲、单螺旋及三螺旋，其中三螺旋构象与多糖活性之间的构效关系已有报道，当三螺旋构象被破坏时，其生物活性降低，这说明三螺旋构象的完整程度对CUR的生物活性至关重要。不同于具有强大二级或更高阶结构的蛋白质及核酸，CUR和其他三螺旋-(1,3)-葡聚糖由于骨架的灵活性和能够形成多种螺旋结构的能力，在溶液中往往表现出复杂的构象性质，且难以观察不同构象之间的过渡过程。因此，对CUR的认识仍有很大的提升空间，特别是对其构象转变和生物活性微观机制的认识。目前，对CUR三螺旋构象的定性检测多采用刚果红染色法，然而随着原子力显微镜的应用及光散射法、核磁共振弛豫法、分子动力学模拟等方法的成熟，CUR三螺旋构象的特点逐渐明晰。

CUR作为三螺旋-(1,3)-葡聚糖中的一个主要分支，与香菇多糖、裂褶菌多糖等具有同样的主链，且主链上带有大量羟基，具有众多分子间及分子内氢键。前人针对CUR的三螺旋构象提出了3 种氢键模型，即Type A、Type B和Type C，随着这3 种模型的提出及深入探索，对CUR的自组装作用得到更进一步的认识。如图1A所示，CUR具有6/1右手螺旋构型，主链通过-1,3-键进行连接，每6 个葡萄糖残基形成一周螺旋，主链葡萄糖环上C4和C6羟基间的分子内氢键是螺旋结构形成的驱动力。如图1B所示，由C2上羟基间的分子间氢键作用形成了位于同一平面且与螺旋轴相互垂直的三角氢键网络，三条多糖线性链在分子间及分子内氢键作用下形成紧密的交叉螺旋结构，而螺旋中心在目前的主流观点中被认为存在不等边“六边形”氢键作用，即3 条糖链上3 个羟基的6 个原子形成不等边六边形氢键模型，以形成稳定的CUR三螺旋结构。已有报道称，同样具有三螺旋构象的裂褶菌多糖主链上的C2羟基具有疏水性，而C6羟基及侧链葡萄糖基具有亲水性，这使得当单链恢复到三螺旋构象时，疏水表面总是位于三螺旋结构内，而形成的三螺旋结构则被亲水表面所覆盖，在三螺旋结构内形成直径约为3.5 Å的疏水空腔，且经过变性的空腔具有柔韧性。对于CUR而言，其螺旋结构的中心被C2羟基占据，导致疏水空腔无法形成；此外，葡萄糖基侧链的存在和数量不仅可以显著改变葡聚糖的物理性质，也会对三螺旋结构的疏水空腔产生强烈影响，支化度越高，形成的螺距越短，疏水空腔体积越大。因此，相对于其他带有侧链的三螺旋多糖，CUR自组装形成的三螺旋构象不存在疏水空腔。除了Type A氢键模型，前人还提出不同的氢键模型，其中在Type B氢键模型中，认为CUR糖链呈右旋，且同一条链上相邻糖环的C2羟基之间形成分子内氢键（图1C），而形成三螺旋结构的驱动力可能是范德华力；而在Type C氢键模型中，与其他两种模型不同的是，CUR三螺旋呈分子间左旋，且C2羟基间的分子间氢键构成的氢键网络与螺旋轴不垂直，而是沿着螺旋线（图1D）。在这3 种模型中，最不稳定的是Type B氢键模型，而Type A氢键模型被认为是较为合理的三螺旋构象模型。

图1 CUR单股右手螺旋和3 种氢键模型[27-28]Fig. 1 Single-stranded right-handed helix structure and three hydrogen-bonding models of curdlan[27-28]

2 不同诱导方式下的凝胶多糖自组装作用

CUR独特的螺旋结构和氢键识别能力为其功能化应用提供了基础，而基于螺旋构象和氢键作用的自组装过程则是使CUR研究关注度得到提升主要原因。CUR可在不同浓度的不同溶剂中呈现出不同的链运动，这些自组装行为可以从机理层面解释CUR优异的增稠性和保水性，对多糖在食品和医药领域的应用具有重要意义。如图2所示，多糖三螺旋在强极性溶剂（如二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide，DMSO））中可以以无规卷曲的形式展开，这一过程称为三螺旋的解旋，当溶液的极性降低时，无规卷曲可以通过特异性氢键识别作用重新形成三螺旋，这个过程称为三螺旋的复旋。CUR在不同诱导条件下引发三螺旋解旋，通过改变溶液的条件，可以使解旋后形成的无规卷曲通过复旋重新形成三螺旋结构。然而，CUR在不同诱导条件下所表现出的自组装过程存在略微不同。

图2 多糖三螺旋构象的解旋和复旋作用[23]Fig. 2 Denaturation and renaturation of triple-helix polysaccharides[23]

2.1 CUR在加热/退火处理下的自组装作用

CUR又名热凝胶，其独特的胶凝特性表现为当加热到80 ℃以上再退火后，会形成凝胶强度较高的热不可逆凝胶，而当加热到55～65 ℃后再退火，会形成凝胶强度较低的热可逆凝胶（图3）。目前的主流观点认为，前者的凝胶机理在微观上表现为三螺旋结构在高温下解旋成单链，在退火后重新复旋形成三螺旋结构，三螺旋结构之间由至少一条单链连接或者以聚集体的形式存在，具有较强的网络结构，从而在宏观上表现出极高的凝胶强度；后者的凝胶机理在微观上表现为三螺旋在加热下解旋为单螺旋，退火时少部分单螺旋复旋为三螺旋，但溶液中仍以单螺旋占主导，多条单螺旋或三螺旋链间也存在一定的连接，但构成的网状结构强度不如前者，从而在宏观上表现出较低的凝胶强度。

图3 CUR在加热/退火处理下的自组装机理[35-38]Fig. 3 Self-assembly mechanism of curdlan under heat-annealing treatment[35-38]

此外，对于其他三螺旋多糖，如硬葡聚糖三螺旋构象也会随着加热而发生解旋，在退火后又发生复旋，利用这一自组装过程可以构建基于三螺旋多糖的复合物。然而，高于80 ℃的加热/退火处理虽可以使CUR自组装形成高密度的空间网状结构，但却对原料的热稳定性提出了一定的要求，且宏观上形成的凝胶也增大了产物分离纯化及表征的难度，因此在选择该自组装方法时需要充分考虑原料和产物的要求。

2.2 CUR在二甲基亚砜/水溶液体系中的自组装作用

由三螺旋的形成机理可知，3 条螺旋链间主要通过氢键作用形成稳定的螺旋结构。DMSO作为强极性有机溶剂，可有效破坏氢键作用，从而导致三螺旋发生解旋。通过改变DMSO/水混合溶液中DMSO的占比，可以控制三螺旋的构象状态，实现三螺旋解旋后复旋的自组装过程，但这一可逆过程通常会出现三螺旋含量损失，即复旋生成三螺旋的数量会少于解旋前。CUR在DMSO/水体系中的分子构象研究同其他三螺旋多糖一样，在纯DMSO溶剂中，CUR溶液的特性常数（与大分子在溶液中的形态有关，其取决于温度、溶剂等，当处于0.5～1.0时，大分子表现为略微紧缩线团；当处于0.8～1.0时，松散度增加，大分子表现为松散线团；当为1～2时，大分子表现出较强刚性）也处在0.5～0.8之间，说明CUR在纯DMSO中以完全解旋的无规卷曲形式存在；然而，有关CUR在不同DMSO质量分数下的构象转变研究较少，但存在一些其他三螺旋多糖构象与DMSO质量分数的关系，如图4所示，可提供一定的参考。

图4 几种三螺旋多糖的构象与DMSO质量分数的关系[32-34,42-46]Fig. 4 Relationship between the conformation of several triple-helix polysaccharides and the mass fraction of DMSO[32-34,42-46]

从图4中可以看出，当DMSO/水体系中DMSO质量分数较高时，相关多糖的三螺旋均会发生构象转变，在DMSO质量分数达到100%后均以无规卷曲形式存在于溶液中。值得注意的是，随着三螺旋多糖分子质量的升高，不同三螺旋多糖保持三螺旋构象的DMSO质量分数区间也变大，这说明在DMSO/水溶剂体系中，当分子质量增大，维持三螺旋的氢键数量也增多，从而提升了解旋三螺旋所需的DMSO量。在三螺旋完全解旋后，通过降低DMSO/水中DMSO的质量分数，可以使无规卷曲重新自组装成三螺旋，但相较原始状态下的三螺旋数量有所减少。然而，DMSO作为高毒性的有机溶剂，其在复合物的构建中具有潜在的安全风险，因此需要对构建过程和产物进行严格监控和检测。

2.3 CUR在碱中和处理下的自组装作用

类似于DMSO/水溶液体系，维持CUR三螺旋构象的氢键也会在碱液中受到OH的破坏。如图5所示，相关研究表明，具有三螺旋构象的-葡聚糖，包括CUR、香菇多糖、硬葡聚糖等在不同浓度的NaOH/水溶液中，三螺旋构象会发生不同程度的转变，且三螺旋构象的完整程度与NaOH浓度呈现一定的负相关关系。其中，对于NaOH浓度与CUR构象的关系，相关研究结果存在一定的分歧，即令CUR构象转变所需的NaOH浓度有所不同，造成这些分歧的原因可能是CUR浓度、分子质量不同。

图5 几种三螺旋多糖的构象与NaOH浓度的关系[41,48-52,54-56]Fig. 5 Relationship between the conformation of several triple-helix polysaccharides and the concentration of NaOH[41,48-52,54-56]

由图5可知，分子质量较低的三螺旋多糖，保持三螺旋构象的NaOH浓度区间却较大，这说明相比于具有较高分子质量的多糖，较低分子质量的多糖在NaOH溶液中存在更多的三螺旋聚集体（triple-helical aggregates，THAs）。因此，在碱中和（alkila-neutralization，AN）处理下，需充分考虑THAs对CUR自组装作用的影响。图5中所有三螺旋多糖在较低的NaOH浓度下均能保持较完整的三螺旋构象，推测在此阶段主要是THAs内较弱的分子间氢键被破坏，造成THAs的大量解离；在NaOH浓度进一步升高后，3 条螺旋链间的强分子间氢键被破坏，从而造成了单体三螺旋（independent triple helices，ITHs）的解旋，最后形成无规卷曲。

还需重点指出的是，在NaOH诱导的三螺旋多糖构象转变过程中，研究者发现多糖分子质量存在一定的降低，但通过红外光谱、旋光度测定等实验发现分子质量降低是构象转变所引起的，而非糖链一级结构降解所致，排除了分子质量对相关测定指标的干扰，这为研究CUR的自组装过程规律和理论提供了重要支撑。

同样的，通过加入酸溶液进行中和，或使用大量水对CUR碱溶液进行透析以除去其中的Na和OH，也可以诱导CUR糖链实现从无规卷曲自组装成三螺旋的构象转变。值得注意的是，通过AN诱导得到的三螺旋，其结构的刚性强度较低，说明相比于未处理样品，通过AN处理自组装得到的三螺旋也存在一定的数量及强度损失。此外，有研究表明，除了在加热/退火处理条件下CUR可以形成凝胶外，AN处理也可使CUR形成凝胶，此类凝胶的形成机制为：分散在碱性溶液中的CUR分子间及分子内氢键被破坏，通过加酸进行中和可形成一种新的氢键，但其凝胶强度较低，属于热可逆的低凝固凝胶，被称为“碱中和凝胶”。

3 种诱导方式下自组装的特点及局限性如表1所示。

表1 3 种诱导方式的特点及局限性Table 1 Characteristics and limitations of three induction methods

CUR从单链到三螺旋的自组装过程复杂，多糖分子质量/浓度、溶剂含量/浓度、退火温度/时间等均对复旋过程产生影响，且由于复旋产物存在损失，造成复旋产物形态各异；因此，在选择诱导自组装过程的条件时需充分考虑过程及产物需求。

3 基于凝胶多糖自组装作用构建的功能材料及其应用

聚合物自组装技术在阐释生物大分子行为和构建功能因子递送体系等方面做出了重要贡献，是近年来食品与材料科学领域中不断发展的一个重要研究项目。三螺旋可逆构象转变的性质（即解旋/复旋过程）使三螺旋多糖表现出独特的分子识别行为和不可比拟的特征，其可通过自组装作用形成有序的层次结构，以“超分子化学包装”来包裹各种客体功能因子。然而，由于多糖不具有如DNA和蛋白质的模板合成特征，导致多糖易受分子质量的影响而产生结构、构象以及生物活性的差异。针对这个问题，可以通过三螺旋多糖的自组装作用在不改变糖链组成的情况下自发地将无序糖链构象转变为有序糖链构象，这可有效减少由多糖分子质量不同所引起的构象差异，同时提升多糖的生物活性，延伸多糖的功能性。

3.1 加热/退火处理下CUR自组装功能材料及其应用

3.1.1 CUR自组装功能材料在食品领域的应用

基于CUR的胶凝特性，其在食品工业领域的应用范围非常广泛，可作为增稠剂、胶凝剂及稳定剂应用于食品加工中，在发挥膳食纤维作用的同时可作为肉制品中有效的脂肪替代品，改善肉制品等加工食品的品质以及增强产品的功能性。Jiang Shuai等在香肠制作过程中添加不同含量的热可逆和热不可逆CUR凝胶，结果显示两种凝胶的添加均降低了香肠的烹饪损失以及改善了香肠的颜色、口感质地及流变特性，且热可逆凝胶在香肠中能够起到胶凝剂的作用，热不可逆凝胶则可作为一种潜在的仿脂肪剂。冻熟面条（frozen-cooked noodles，FCN）在冷藏过程中因冰晶形成而造成面筋网络强度降低及淀粉特性受损，导致其品质及烹饪质量下降，CUR的添加可缓解FCN在冷藏过程中的品质劣化等问题，Liang Ying等将CUR的胶凝过程与FCN的熟化过程结合进行研究，结果发现添加了0.5% CUR的FCN在冷冻过程中其面筋网络表现出更致密、更连续的特性，阻止了水分的流动，增强了FCN的硬度、耐嚼性和延展性，且CUR的添加抑制了冰晶的生成，使冰晶更小、分布更均匀，增强了FCN的冻融稳定性。

CUR经加热/退火形成的纯凝胶机械性能、保水性能不足，通过添加其他物质，例如一些糖和多元醇，可使CUR凝胶质地特性得到改善、冻融稳定性得以提高，且多元醇的添加能够防止糖分的过度消耗，对糖尿病患者有益。近年来CUR基共混膜的开发受到广泛关注，功能物质的添加可提高纯CUR基膜的机械强度以及力学性能、渗透性、热稳定性，且添加抗菌物质可赋予薄膜抗菌性能，所得CUR基共混膜可替代有毒、有害且难降解的塑料包装。Zhang Yu等用溶液流延法将CUR/聚乙烯醇/百里香精油共混液倒在聚四氟乙烯板上，于100 ℃下加热2 min，最后在25 ℃、相对湿度25%下恒温恒湿处理24 h，制备得到用于冷冻肉保鲜的共混膜，结果表明，聚乙烯醇的添加提高了膜的力学性能，百里香精油的添加明显提高了膜的断裂伸长率并改善了膜的抗氧化性能，且保鲜实验结果表明冷冻肉的保鲜期延长了10 d，该CUR基共混膜的研究对更多新型绿色安全的肉类、冷冻食品包装薄膜的开发及应用具有促进作用。

3.1.2 CUR自组装功能材料在生物医药领域的应用

CUR的凝胶特性除了在食品领域已有研究，在新型功能药物的制备领域也有应用。CUR在溶液体系中可以自组装形成与胶原蛋白具有相似螺距和螺旋形成方式的三螺旋，且在加热/退火后形成的凝胶特性与胶原蛋白相似。Wu Chaoxi等制备了可模拟胶原的超螺旋网络，通过将CUR粉末溶解在一定体积的无水DMSO中并加热到100 ℃，加入同体积的水（100 ℃）混合后退火12 h，以实现最终的凝胶化，最后将凝胶在水中清洗以去除DMSO。CUR在溶剂和较高温度的作用下，无规则糖链形成超螺旋后以六边形的方式缠绕成直径为20～40 nm且富含水分的纳米纤维网络，该网络具有较强的动态性和应力响应性，可由各向同性向各向异性转变，同时力学测试实验结果表明，这些纳米纤维网络表现出类似于包括皮肤和肌腱在内的胶原组织的非线性弹性，此仿生及动态超级网络可应用于组织工程、药物传递系统、人造皮肤和软机器人等领域。

CUR在高温加热/退火下形成的凝胶具有弹性及高吸水性，是制备凝胶材料的良好选择。Wojcik等利用CUR制备所得的泡沫状生物材料当与创面液体接触时会变为软凝胶，其内部具有高度多孔性及高吸水性，能够防止伤口感染以及促进伤口愈合。CUR除了在新型伤口敷料的研究中发挥出巨大的作用，近来其优异性能也被应用在制备新型载药水凝胶材料方面，Michalicha等先将CUR溶液在93 ℃下加热15 min再退火，再将聚多巴胺（polydopamine，PDA）沉积在凝胶表面，抗生素药物庆大霉素通过PDA的醌基结合到水凝胶上，制备得到一种具有结合活性分子能力和保留机械性能的载药水凝胶，显示出CUR制备包括载药水凝胶在内的新型功能材料的潜力，具有良好的应用前景。

部分加热/退火处理下CUR自组装功能材料的研究汇总如表2所示。

表2 加热/退火处理下CUR自组装功能材料的相关参数Table 2 Parameters related to CUR self-assembled functional materials under heat-annealing treatment

3.2 溶剂方式诱导CUR自组装功能材料及其应用

得益于三螺旋复旋时所表现出的自组装特性，近年来CUR为相关药物递送系统的构建提供了良好的载体。目前除了在加热/退火处理条件下诱导CUR自组装构建功能材料外，还有利用改变溶剂条件以诱导CUR自组装构建功能材料，该方式多为在DMSO/水溶液体系中进行。

在DMSO/水溶液体系中，CUR经DMSO/水溶液溶解，THAs发生解离形成ITHs，ITHs进一步解旋成无规卷曲，通过加入大量的水或者进行透析，单链可以自组装成三螺旋结构，利用这一原理，可将功能因子与三螺旋结构结合构建功能材料。Lehtovaara等在DMSO/水体系中将聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）接枝到CUR主链上，并在自组装过程中将抗肿瘤药物阿霉素（adriamycin，ADM）包裹进螺旋结构中心，制备得到具有类似核-壳结构的复合颗粒（图6A）。该复合药物具有良好的缓释效果，可用于开发药物传递和控释体系，并能够提供有效的免疫治疗活性。Liu Zonglin等将不同物质的量比的CUR和酞菁（phthalocyanine，PC）混合在DMSO中，用水稀释诱导三螺旋自组装过程发生以构建CUR-PC复合物，复合物尺寸比CUR大得多，且复合物的形态与复旋后的CUR完全不同，表明PC被包裹在CUR三螺旋结构中。在细胞实验中将HeLa细胞暴露在CUR-PC和长波长光源下可使大部分细胞凋亡，说明利用CUR刚性螺旋构象构建的CUR-PC复合物可作为具有抗肿瘤功效的光敏剂。

不同功能聚合物之间的杂化组装是自然界多个系统分层自组装的常见过程之一，这些过程表现出的组装特异性和有序性有助于设计具有新功能的自组装系统。CUR糖链不仅可以自组装形成三螺旋构象，还可与其他聚合物链形成杂化螺旋，这为CUR复合物的构建提供了一个新思路。Tamaru等利用-(1,3)-葡聚糖、-(1,4)-葡聚糖以及阳离子聚噻吩（polythiophene，PT-1）之间的协同作用设计了一种杂化螺旋复合物。首先在CUR糖链上接枝麦芽糖侧链，通过酶促反应将侧链转化成直链淀粉，得到聚合物淀粉接枝凝胶多糖（amylose-grafted curdlan，AGC），然后将PT-1与AGC混合，利用分子间特异性识别功能及螺旋形成能力自组装成杂化螺旋（图6B）。在该具有明确层次结构的树枝状超分子组装体中，主链与侧链均保持了原有的螺旋结构和分子结合能力，且侧链上PT-1的荧光能量通过树枝状结构高效转移到CUR主链的PT-1上，成功构建了一个自发的荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer，FRET）系统，可将该基于超分子策略构建的“Janus型FRET系统”看作一种高效的光收获系统。此外，如图7所示，Koumoto等在裂褶菌多糖与聚核苷酸链特异性结合的研究基础上，于DMSO/水体系中构建了由两条CUR链和一条聚核苷酸链组成的CUR/聚核苷酸杂化螺旋，并对CUR链与聚核苷酸链的结合能力进行研究，结果显示，不同分子质量CUR对聚核苷酸具有不同的结合能力，这被认为是CUR-CUR自组装和CUR-聚核苷酸自组装之间竞争的结果。该杂化螺旋可作为一种DNA片段或RNA片段的递送体系，有助于拓展CUR在基因递送载体上的应用范围。

图6 负载有ADM的CUR-PEG复合物俯视图（A）和PT-1在AGC溶液中的复合及发射示意图（B）[17,88]Fig. 6 A top view of the CUR-PEG composite loaded with ADM (A)and schematic representation of complexation and emission of PT-1 in AGC solution (B)[17,88]

图7 CUR/聚核苷酸杂化螺旋的构建示意图[90]Fig. 7 Schematic illustration for the construction of CUR/polynucleotide co-helix[90]

综上，利用CUR三螺旋构象所表现出的各方面特性可以有选择性地构建相关功能产物，这些成果很大程度上归功于三螺旋的自组装过程，其类似一种“开关”效应，可以在特定条件下将功能物质通过物理组装和化学键与多糖大分子进行结合，提高功能因子等客体分子的稳定性及递送性能。目前CUR三螺旋自组装作用在食品领域内的应用主要集中在食品添加剂及新型包装膜，基于CUR在加热/退火条件下自组装表现出的独特凝胶特性在许多领域受到了广泛关注。此外，此自组装表现出的特殊性质存在巨大的潜在应用价值，例如可以构建多肽/多糖杂化螺旋以及纳米颗粒/多糖复合物用于功能肽和微量元素纳米颗粒的递送。

4 结 语

CUR因其独特的三螺旋构象和自组装特点已受到广泛的关注与研究，特别是利用三螺旋自组装作用构建功能材料已成为研究热点。不同的诱导方式下，CUR的自组装过程具有不同的特点，THAs的存在极大地降低了CUR的溶解度，不论是DMSO/水体系中还是AN处理诱导下的CUR自组装过程都存在一定的局限性，在选择诱导方式时应根据应用需求开发和选择更适合的方式或者优化和完善现有方式，遵循制备过程简便、绿色的要求，提高产物纯度及降低产物毒性。基于自组装过程的作用及特点，CUR在食品添加剂、新型包装膜等食品领域具有巨大的潜力，在微量元素补充剂、功能因子递送等热门研究方向也具有可预见的研究和应用价值。此外，对于CUR三螺旋结构的自组装过程调控及机理，尤其是三螺旋的定量分析检测和特异性氢键识别功能等方面还可继续深入挖掘和探索，使CUR除了作为食品添加剂在食品领域的得以应用外，再进一步发挥其作为一种高安全性功能物质载体的应用潜力。