醇溶蛋白荷載食品功能組分的研究進展

黃 慧，李學艷，王君文，吳文惠,2，郭銳華,2，于慶梅，張朝燕,2,*

（1.上海海洋大學食品學院，國家淡水水產品加工技術研發分中心，上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心，上海 201306；2.農業農村部水產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室（上海），上海 201306；3.上海海洋大學信息學院，上海 201306）

隨著食品工業的不斷進步和生活水平的不斷提高，人們對食品健康和營養更加關注，并嘗試開發具有超出正常營養價值的創新型功能食品。功能性食品的開發依賴于通過生物活性物質的添加來賦予其獨特的功能、保健性及期望的質地特性[1]，如多酚、植物甾醇、維生素、礦物質、功能性脂類、生物活性肽、益生菌等[2-7]。然而，疏水性生物活性物質存在低水溶性、低生物利用度、在食品加工過程中易氧化或降解、在人類胃腸道消化反應中不穩定等局限性。因此應用食物載體對生物活性物質進行包埋來提高其穩定性和利用率尤為重要。

生物活性物質輸送系統包括納米顆粒、微球、微膠、脂質體、水凝膠、纖維、乳液、膜等類型，通過構建這些輸送載體，可實現對包封物質的保護、提高難溶物質的溶解度和生物利用率、在食品中的兼容性[8]。載體材料主要包括合成的生物可降解高分子材料和天然高分子材料[9-10]。合成的高分子材料包括聚乳酸、DL-聚乳酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物等，但是這些通過化學合成的大部分載體在生物相容性、可降解性及細胞毒性等方面存在一些不足。用于包埋營養物質的天然生物材料主要包括蛋白質、糖類和脂質[11]，其具有良好的生物兼容性、可降解性和低毒性，并且來源廣泛，可被生物吸收，在營養遞送領域具有廣闊前景。

醇溶蛋白是禾本科作物種子中的一種主要貯存蛋白，是種子萌發時的主要碳源和氮源[12]，它包括玉米醇溶蛋白、小麥醇溶蛋白、大麥醇溶蛋白和高粱醇溶蛋白等。這些醇溶蛋白不僅自身耐受消化、具有獨特的自組裝能力，而且對疏水性生物活性物質有較好親和力。這些醇溶蛋白作為植物來源的天然生物高分子物質，因氨基酸組成不平衡，導致其不溶于水而溶于體積分數50%～90%乙醇溶液，因其具有的良好生物相容性和可降解性而成為現階段食物載體的一大熱點。

1 醇溶蛋白的結構、性質及制備方法

1.1 玉米醇溶蛋白

玉米醇溶蛋白是玉米中主要的貯存蛋白[13]，玉米醇溶蛋白的平均分子質量約為44 000 Da，是由具有不同分子質量、溶解能力和電荷的肽鏈通過二硫鍵聚合而成的非均相混合物[14]；其因含有大于50%的疏水氨基酸基團和較低含量的親水性氨基酸，而表現出兩親特性[15]。

玉米醇溶蛋白由于兩親特性能夠自組裝成多種有序結構，了解玉米醇溶蛋白的自組裝機制是探索其構建生物活性物質遞送系統實際應用的關鍵。玉米醇溶蛋白的兩親特性是其進行自組裝的主要驅動力[16]。Wang Yi等[17]發現玉米醇溶蛋白能夠在醇溶液中自組裝形成納米粒、微球結構，并采用高分辨率透射電子顯微鏡（transmission electron microscope，TEM）研究其自組裝過程，發現隨著溶液極性的增強，玉米醇溶蛋白分子從α-螺旋結構轉變為β-折疊構象，隨著蒸發的繼續，在疏水作用下β-折疊構象反向排列，自組裝形成首尾相連的條帶，條帶通過卷曲最終形成納米顆粒（圖1）。

圖1 玉米醇溶蛋白從單個分子自組裝成微球的可能機制[17]Fig. 1 Possible mechanism for zein self-assembly from single molecule to nanospheres[17]

1.2 小麥醇溶蛋白

小麥醇溶蛋白是一種天然的糖蛋白，約占小麥胚乳貯存蛋白總量的50%～60%，分子質量約為28～55 kDa，通過氫鍵、二硫鍵和分子內的疏水相互作用形成三維球狀結構[18]，含有大量的親脂性氨基酸和中性氨基酸[19]。中性氨基酸可以促進其與黏膜的氫鍵相互作用，而親脂性氨基酸可以與生物組織通過疏水相互作用而作用[20]。

小麥醇溶蛋白可分為α、β、γ、ω 4 種主要類型，其所占的比例分別為20%、30%、30%、15%。α、β、γ-醇溶蛋白結構相似，主要包括1 個含有大量脯氨酸和谷氨酸的N-端、1 個由半胱氨酸和帶電殘基組成的C-端以及中間重復區域；α-醇溶蛋白包含6 個半胱氨酸，可以形成3 個分子內二硫鍵；γ-醇溶蛋白包含8 個半胱氨酸，可以形成4 個分子內二硫鍵。ω-醇溶蛋白不含半胱氨酸，其結構主要以β轉角為主，幾乎沒有α-螺旋和β-折疊結構，而α、β、γ-醇溶蛋白均存在該結構（表1）。小麥醇溶蛋白在水溶液中的溶解度很低，在體積分數70%的乙醇溶液中溶解性較好，這種低水溶性被認為是因為二硫鍵協同疏水相互作用導致蛋白質鏈呈折疊狀[21]。小麥醇溶蛋白可與疏水性生物活性物質特異性結合，在消化道中以氫鍵、二硫鍵和疏水相互作用的方式與消化道內的黏蛋白結合，并且更甚趨向于黏附在上消化道黏膜上，因此使生物活性物質在消化道內的停留時間延長，吸收率提高[22]。此外，小麥醇溶蛋白中存在一定含量的色氨酸、亮氨酸等疏水性氨基酸，因此具有兩親性，該特性是小麥醇溶蛋白自組裝的重要依據。

表1 小麥醇溶蛋白的性質[23]Table 1 Some properties of gliadins[23]

1.3 大麥醇溶蛋白

大麥醇溶蛋白是大麥的主要貯存蛋白質，約占籽?？偟鞍缀康?0%～50%，分子質量約為30～50 kDa[24]。大麥醇溶蛋白是從大麥中提取的疏水性蛋白質，存在大量的疏水性基團，在水中的溶解性低，能較好地溶解于70%乙醇溶液中，這些疏水性氨基酸殘基易與二硫鍵形成局部疏水中心，水分子難以破壞蛋白質分子內部氫鍵，導致其易于形成穩定的高級結構區域[25-26]，可應用于緩釋材料載體。曹威[27]用X射線小角散射、動態光散射和動態流變儀研究了大麥醇溶蛋白在溶液中的構象和聚集行為，結果表明：在體積分數60%乙醇溶液中，大麥醇溶蛋白為細長的棒狀結構，內部結構或聚集體構象呈高斯分布；蛋白結構緊湊、外部傾向于部分解折疊；隨濃度增加，大麥醇溶蛋白有輕微的聚集現象；掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）觀察結果顯示大麥醇溶蛋白微粒呈光滑、扁平的球狀，粒徑在8～15 μm范圍內（圖2）。

圖2 大麥醇溶蛋白的SEM圖[27]Fig. 2 Scanning electron microscope image of hordein[27]

1.4 高粱醇溶蛋白

圖3 高粱醇溶蛋白的形態[30]Fig. 3 Morphology of kafirin[30]

高粱醇溶蛋白是高粱的主要貯存蛋白，約占高粱總蛋白的77%～82%[28]。高粱醇溶蛋白具有良好的生物相容性和可降解性[29]，它與玉米醇溶蛋白在結構上有很大的相似性，Xiao Jie等[30]從高粱谷物中提取了高粱醇溶蛋白，其中α、β、γ-高粱醇溶蛋白和交聯-高粱醇溶蛋白分別占總高粱醇溶蛋白的68%、14%、6%和12%，并用原子力顯微鏡觀察高粱醇溶蛋白的形態和自組裝過程，結果顯示：在初始蛋白質量濃度為0.1 mg/mL時，高粱醇溶蛋白以橢球或圓盤狀顆粒的形式均勻分散（圖3a、b）；當初始蛋白質量濃度增加到0.2 mg/mL時，除了單個球形顆粒外，開始出現大的圓盤狀和棒狀顆粒（圖3c、d）；當初始蛋白質量濃度進一步增加到0.5 mg/mL時，蛋白顆粒繼續聚集，形成更大的圓盤狀或桿狀結構（圖3e、f）。蛋白質的質量濃度和溶劑的極性可以影響高粱醇溶蛋白的自組裝，因此通過改變蛋白質量濃度和溶劑極性是調節醇溶性生物材料原纖化的一種簡便方式。

1.5 醇溶蛋白的功能性質

谷物醇溶蛋白諸多功能性質是蛋白質兩大分子特性的體現，即表面性質和水動力學特性。表面性質包括吸濕特性、分散性、溶解性、起泡性、乳化性、保水性與保油性等，其由蛋白質表面的親水/疏水及立體特征所決定；水動力學特性主要包括黏度、增稠、凝膠及組織化等功能特性，其主要與蛋白質分子質量、形狀及分子柔順性有關。醇溶蛋白的表面性質主要受氨基酸組成、分布以及折疊方式的影響，而水動力學特性更容易受到醇溶蛋白的物理形狀和分子質量的制約（表2）。

表2 醇溶蛋白的功能特性Table 2 Functional properties of prolamines

1.6 醇溶蛋白的提取方法

醇溶蛋白的提取多采用有機溶劑提取法，利用在特定溶劑中溶解度的差異而完全或部分分離。常用的方法有超聲輔助法、微波法、Obsorne法、超聲波-微波輔助法等。任婷婷[35]采用超聲輔助法提取玉米醇溶蛋白，通過正交試驗確定其最優提取條件為：乙醇體積分數70%、超聲波處理時間120 min、料液比1∶12、pH 11，玉米醇溶蛋白的提取率為86.6%。侯菲菲等[32]采用微波法提取小麥醇溶蛋白，通過設計單因素試驗和正交優化試驗確定微波法提取小麥醇溶蛋白的最佳工藝條件為：乙醇體積分數75%、料液比1∶25、微波提取時間120 s、微波功率450 W。劉丹等[34]采用超聲輔助酶法制備高粱醇溶蛋白，通過建立二次多項的數學模型，優化得出高粱醇溶蛋白超聲輔助酶法提取的最佳工藝條件為：加酶量1%、酶作用時間3 h、乙醇體積分數60%、超聲波作用時間19 min。曹威等[36]采用Obsorne法提取大麥醇溶蛋白，結果表明最佳提取條件為：乙醇體積分數70%、液料比6∶1、溫度25 ℃、提取時間2.0 h，所得大麥醇溶蛋白純度為82.1%，提取率為2.95%。耿存花[37]利用超聲波-微波輔助技術提取高粱醇溶蛋白，通過正交試驗優化確定最佳提取條件為：超聲功率、溫度和時間分別是410 W、63 ℃和31 min，在此條件下高粱醇溶蛋白得率為7.80%。

2 醇溶蛋白微粒的制備方法

醇溶蛋白微粒制備的方法主要反溶劑法、液-液分散法，新型方法有超臨界反溶劑（supercritical antisolvent，SAS）法、電噴霧法、靜電紡絲等方法。

2.1 反溶劑法及液-液分散法

反溶劑法是指在溶劑中加入反溶劑，使溶質溶解度下降，從而聚集成顆粒的方法。將醇溶蛋白溶解在體積分數55%～90%乙醇溶液中，混合溶液再均勻分散到水相中，使醇相濃度迅速降低，醇溶蛋白過飽和形成顆粒，關鍵影響因素有攪拌速度、時間、超聲參數、醇溶蛋白濃度等。主要機理是：醇溶蛋白在不同溶劑條件下溶解度不同，當醇相濃度降低時，醇溶蛋白的溶解度降低，從而產生聚集和沉淀。液-液分散法是將醇溶蛋白溶解在某種溶劑中，使用超聲或者磁力攪拌使其溶解完全，然后逐滴分散到分散液中，可自組裝成納米顆粒。

李曉暉等[38]采用反溶劑法制備姜黃素-高粱醇溶蛋白復合顆粒，對其理化性質及穩定性進行研究，結果表明：最佳芯壁比為1∶10，此條件下制備的復合納米顆粒的平均粒徑為13.17 μm，Zeta電位為19.38 mV，得率、包封率和負載率分別為87.51%、62.61%、6.51%，顆粒粒徑均一、表面多微孔結構，并且紫外光穩定性提高了33%，用高粱醇溶蛋白包埋姜黃素不僅可以增強其自身抗氧化活性，而且提高了復合顆粒的穩定性?？紫檎涞萚39]采用反溶劑法制備白藜蘆醇-小麥醇溶蛋白納米粒子，研究了乙醇體積分數、蛋白質量分數、分散液pH值、分散液鹽濃度等因素對復合納米粒子的粒徑及Zeta電位的影響，結果表明：在乙醇體積分數為65%、蛋白質量分數為4%、分散液pH值為4.5、分散液鹽濃度為0.00 mol/L時得到的小麥醇溶蛋白納米粒子較理想，用其包埋白藜蘆醇，發現芯壁比為1∶40時包埋率最高，為55.0%，載藥率為1.5%；負載的白藜蘆醇復合納米粒子表面光滑、顆粒較小，表明小麥醇溶蛋白具有較好的包埋特性。朱美如等[40]采用反溶劑法制備蘆丁-玉米醇溶蛋白復合顆粒，并以此為穩定劑制備Pickering乳液，研究了乳液的穩定性和抗氧化性，結果表明此方法可以有效使玉米醇溶蛋白對疏水活性物質蘆丁進行高效包埋，不僅實現了復合納米級顆粒的制備，還保留了蘆丁的抗氧化活性，且玉米醇溶蛋白-蘆丁納米復合顆?？梢蕴岣逷ickering乳液的穩定性和抗氧化能力。王思琦等[41]采用液-液分散法制備阿魏酸-大麥醇溶蛋白復合納米粒子，對復合顆粒進行多項表征，結果發現，當阿魏酸、大麥醇溶蛋白質量比為1∶5時，制得的復合納米顆粒的粒徑為（446.2±12.6）nm，Zeta電位為（16.65±0.20）mV，粒子的分散性良好，呈均勻規則的圓球狀，包封率及負載率分別為28.35%、5.37%。

2.2 超臨界反溶劑法

SAS法是一種制備醇溶蛋白傳遞系統的新型方法，相較于傳統制備方法，SAS制備的醇溶蛋白顆粒粒徑小、粒度分布可控、殘余有機溶劑少、反應條件溫和、包封率高。其原理是將溶質先溶于有機溶劑中形成溶液，再將溶液迅速噴灑在超臨界流體（supercritical fluid，SCF）中，由于此溶液的溶質不溶于SCF，但溶劑卻能與SCF互溶；因此，當溶液與SCF接觸時，極短時間內可使溶液形成極大的過飽和度，促使溶質以納米或微米顆粒析出（圖4）。該法的關鍵控制因素是調節過程參數如溫度、壓力、流速等，從而可以達到控制顆粒粒徑和晶型的目的。

圖4 SAS過程流程示意圖Fig. 4 Schematic diagram of supercritical anti-solvent process

Zhong Qixin等[42]使用玉米醇溶蛋白用作載體材料，并且使用體積分數90%乙醇溶液作為溶劑，采用SAS法微囊化雞蛋清溶菌酶，所制得的復合微膠囊表面光滑、基質連續，置室溫下36 d內可以觀察到溶菌酶的釋放規律，其中在pH 2～8磷酸鹽緩沖液下釋放較慢。研究表明SAS法可能是制備一般認為安全輸送系統以提高抗菌功效的可行方法。

2.3 電噴霧法

電噴霧法又稱電流體驅動霧化法，可用來制備單分散納米顆粒，與其他制備微膠囊的技術相比，電噴霧法具有諸多優勢，如包埋率高、不需要耗時長的相分離過程，且易于獲得較均一的不同粒徑的顆粒。電噴霧的原理如下：流體在電場力和機械力的作用下發生噴射，分裂成細小的沉積滴，當電流體表面加上足夠的電場力時，電場剪切力可以把在噴嘴外的液滴延長，從而形成射流和錐柱，由于流體表面電荷的加速，射流會進一步分裂成細小沉積滴。

Gomez-Estaca等[43]用電噴霧法制備了負載姜黃素的玉米醇溶蛋白納米復合顆粒，包封效率約為85%～90%，姜黃素均勻分布在玉米醇溶蛋白基質中；X射線衍射圖顯示，姜黃素在納米顆粒中保持無定形狀態，證明其與玉米醇溶蛋白緊密接觸；將得到的復合顆粒在23 ℃、相對濕度43%的黑暗條件中貯存3 個月后，顆粒的尺寸、形態及姜黃素含量的變化都不明顯。

2.4 靜電紡絲

靜電紡絲是一種利用高壓電場產生的靜電力形成射流，并快速固化制備納米纖維的技術，其中高壓電源輸出電壓為1～30 kV，聚合物溶液通過電場力從一個注射器針頭引入收集器中，注射器中的溶液在靜電場的作用下開始充電，并形成“泰勒錐”。當靜電作用力能夠克服液體表面張力的束縛時，“泰勒錐”流體開始噴出，形成射流。在靜電作用力、表面張力、注射器推力以及重力等相互作用下，射流開始拉伸并發生旋轉。隨著溶劑的快速揮發，射流射向收集板并固化形成納米纖維[44]，具體原理見圖5。

圖5 靜電紡絲過程原理圖Fig. 5 Schematic diagram of electrospinning process

Altan等[45]成功地通過靜電紡絲將高揮發性香芹酚包埋在玉米醇溶蛋白和聚乳酸復合載體中，傅里葉變換紅外光譜和熱重分析結果表明，香芹酚被包埋在電紡玉米醇溶蛋白和聚乳酸纖維復合載體中；負載香芹酚的玉米醇溶蛋白纖維的抗氧化活性為62%～75%，而聚乳酸纖維的抗氧化活性僅為53%～65%。復合纖維膜顯示出持續的擴散控制釋放能力。因此，靜電紡絲技術在食品和營養保健品、生物活性食品包裝和食品加工行業具有良好的潛力。

3 醇溶蛋白荷載食品功能組分的應用

3.1 醇溶蛋白荷載營養素遞送領域的應用

類似于藥物性質，通常所述的營養素具有疏水性。醇溶蛋白應用于營養物質輸送體系優勢體現在：提高食品生物活性成分的生物利用度、增強營養素的穩定性、提高精油的抗菌活性、保持食品著色劑的功效等方面。

3.1.1 多酚類物質

多酚類物質是植物化學成分中含量較豐富的一類化合物，具有較強的抗氧化活性，是人和動物膳食中所必需的營養物質，但其對氧氣、光、酶、濕度、pH值等因素敏感，在貯藏環境或者胃腸道中易降解。多酚可以通過非共價相互作用，如氫鍵和疏水相互作用，與脯氨酸含量豐富的蛋白質發生強烈的相互作用[46-48]，醇溶蛋白的包埋可以為其提供保護。

黃旭琳等[49]利用反溶劑法和靜電沉積法制備負載姜黃素的核/殼型復合納米顆粒，得到的納米顆粒為表面光滑的球形，平均粒徑為133 nm，對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基的清除率明顯高于姜黃素乙醇溶液，但納米顆粒的抑菌效果較差；納米顆粒包埋的姜黃素消化吸收率較與納米顆粒組分完全相同的姜黃素-玉米醇溶蛋白-果膠的混合物中姜黃素消化吸收率提高了4 倍。因此，納米顆粒包埋的姜黃素具有較高的抗氧化活性及消化吸收率，在功能性食品及藥物方面有良好的應用前景。Yang Shufang等[50]采用反溶劑沉淀法制備了負載姜黃素的小麥醇溶蛋白和卵磷脂的復合納米顆粒，結果表明小麥醇溶蛋白-卵磷脂復合納米粒子明顯提高了納米粒子中姜黃素的包封效率、紫外光和熱穩定性、抗氧化活性。

3.1.2 油脂

油脂難溶于水，且通常不穩定，易氧化造成風味損失、生物活性降低，甚至產生有毒有害物質。醇溶蛋白不溶于水，能夠吸附油脂，可用于包埋油脂，提高其生物利用率。

Chen Yu等[51]用反溶劑法制備檸檬烯-玉米醇溶蛋白-酪蛋白酸鈉微膠囊，觀察到在微膠囊的破壁釋放階段，檸檬烯的釋放速率明顯低于檸檬烯-乳清分離蛋白微膠囊中檸檬烯的釋放速率；在持續釋放階段，檸檬烯的釋放速率趨于平緩，符合零級動力學；微膠囊在加速貯存條件（室溫攪拌）下，檸檬烯的保留率高于乳清分離蛋白穩定乳液中的檸檬烯的保留率，這是由于微膠囊的玉米醇溶蛋白-酪蛋白酸鈉殼層存在固體阻隔作用。Wu Yunpeng等[52]使用液-液分散方法將具有相似化學結構的兩種精油（百里酚和香芹酚）包封在玉米醇溶蛋白的納米顆粒中，在玉米醇溶蛋白納米顆粒中包封精油可以將其溶解度提高14 倍，且不會降低它們清除自由基和抑制大腸桿菌生長的能力。在另一項研究中，用玉米醇溶蛋白包裹的百里酚納米粒子在酪蛋白酸鹽和鹽酸殼聚糖鹽的雙層穩定作用下，在較長時間內具有更強的抗微生物作用[53]。

3.1.3 益生菌

益生菌是一類對宿主有益的活性微生物，定植于人體腸道、生殖系統內，對改善宿主腸道微生態具有重要作用作用。在食品工業中，牛奶、飲料、冷凍酸奶、奶酪、冰淇淋、乳醬、發酵豆制品的生產中常伴隨著大量益生菌的生產。由于益生菌對環境敏感，不易存活，因此，在生產過程中需要對益生菌提供一定的保護，有研究報道包埋技術能實現這一目的[54]。

Laelorspoen等[55]將益生菌包埋在通過電噴霧形成的藻酸鹽微膠囊中，提高了嗜酸乳桿菌在胃液中的存活率，再用檸檬酸改性的玉米醇溶蛋白包埋，從而形成含有嗜酸乳桿菌的藻酸鹽-玉米醇溶蛋白核-殼微膠囊；研究了檸檬酸濃度以及電噴霧條件對獲得的核殼微膠囊形態、包封細胞計數和孵化后存活細胞數的影響。結果表明，檸檬酸濃度的增加不影響核-殼微膠囊粒徑大小及粒徑分布，但包封的嗜酸乳桿菌活細胞數顯著降低，然而，隨著玉米醇溶蛋白溶液酸度的增加，存活細胞數顯著減少。將包埋微粒在模擬胃液中消化2 h，包埋的嗜酸乳桿菌僅減少1（lg（CFU/mL）），而未包埋的細菌數量減少約5（lg（CFU/mL））。

3.2 醇溶蛋白復合物載體的應用

近年來，制備聚合物-聚合物復合物的遞送系統也備受關注[56-57]。聚合物-聚合物復合物遞送系統涉及不同作用機制，包括靜電相互作用、疏水相互作用、氫鍵和范德華力。醇溶蛋白作為弱聚合電解質，與其他生物聚合物（多糖或蛋白質）通過疏水相互作用和氫鍵形成復合物。研究人員在制備微米級玉米醇溶蛋白輸送體系，或在不同pH值下采用懸浮劑制備玉米醇溶蛋白納米粒子時，發現冷凍干燥后的納米粒子復溶會產生大量聚集的現象[42]。此外有研究發現，相對于微米級別的粒子，納米粒子更易受pH值、溫度以及鹽離子濃度等條件的影響，這些因素會導致蛋白質發生聚集，粒子變得不穩定[58-59]；酪蛋白酸鈉具有乳化活性、熱穩定性、水溶性等特性，其與小麥醇溶蛋白、玉米醇溶蛋白等混合可形成具有良好形態特征的粒子，被視作荷載活性物質的潛力材料。Xue Jinli等[60]采用液-液分散法制備了玉米醇溶蛋白-酪蛋白酸鈉復合納米顆粒，并成功包埋姜黃素，分別使用粒徑和Zeta電位儀、TEM、差示掃描量熱儀等對復合納米粒子進行表征，結果表明，復合納米顆粒呈球狀，平均粒徑、多分散指數、Zeta電位分別為187.16 nm、0.13、36.43 mV，在水中具有理想的再分散性；玉米醇溶蛋白酪蛋白酸鈉復合納米粒子能夠改善姜黃素的水溶性，提高其對熱和紫外線照射的穩定性和生物利用度。有研究者加入酪蛋白或表面活性劑來改善復合納米體系的穩定性與再分散性，Liu Chengzhen等[61]制備小麥醇溶蛋白和酪蛋白混合蛋白負載原花青素的復合納米顆粒，探究了蛋白和原花青素的比例、蛋白濃度、氯化鈉濃度、pH值和時間對復合納米顆粒表征的影響，結果表明，在最優條件下，通過TEM觀察到復合納米粒子呈現粒徑約30 nm的規則形狀，其抗氧化能力分別比純原花青素在氯化鈉（0.8 mol/L）、紫外線輻射（10 W）和加熱處理（80 ℃、30 min）條件下提高了12%、26%和14%；因此醇溶蛋白和酪蛋白的聚合物可以作為原花青素的保護性載體。

一些研究表明多糖與蛋白質相互作用可用于改善蛋白質納米粒子對環境的穩定性。Li Hao等[62]在pH 4.0時成功制備了玉米醇溶蛋白-可溶性大豆多糖（soluble soybean polysaccharide，SSPS）負載槲皮素的復合納米粒子，結果發現，SSPS可以在pH 2.0～8.0下有效穩定玉米醇溶蛋白納米顆粒的聚集；復合納米顆粒通過靜電、氫鍵和疏水相互作用形成，在鹽、熱和長期貯存中表現出良好的穩定性；SSPS作為一種穩定劑能夠調節玉米醇溶蛋白納米粒子的表面疏水性；SSPS的存在顯著提高了納米粒子的包封效率和光化學穩定性，玉米醇溶蛋白-SSPS納米粒子具有很大的潛力，可用作生物活性化合物的納米遞送系統。黃旭琳等[49]利用靜電沉積法將果膠吸附到納米顆粒表面，利用果膠羧基基團的靜電排斥穩定納米顆粒，制得的納米顆粒具有較好的水分散性，用海藻酸鈉替代部分果膠，制備負載姜黃素的玉米醇溶蛋白-多糖復合納米顆粒，研究納米顆粒包埋的姜黃素清除自由基能力及抗菌活性，并以模擬消化液研究姜黃素的生物利用度。結果表明，納米顆粒負載的姜黃素比乙醇溶解的姜黃素具有更高的清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基能力，從而說明納米顆粒負載姜黃素對提高其抗氧化活性是有效的。

為改善醇溶蛋白/殼聚糖復合物輸送體系，常采用水溶性殼聚糖衍生物即羧甲基殼聚糖取代殼聚糖。Xiao Jie等[30]分別制備了負載姜黃素的高粱醇溶蛋白納米顆粒和負載姜黃素的羧甲基殼聚糖-高粱醇溶蛋白復合納米顆粒，兩種納米顆粒都呈球形，通過動態光散射和原子力顯微鏡觀察，羧甲基殼聚糖-高粱醇溶蛋白負載姜黃素的納米顆粒平均粒徑較大，這兩種顆粒包封率和負載率分別為（55.0±1.1）%、（5.0±0.1）%和（86.1±2.1）%、（6.1±0.2）%。與天然姜黃素相比，添加羧甲基殼聚糖復合納米顆粒光穩定性顯著改善，并且在胃腸道中有較好的溶出曲線以及有效的細胞攝取行為（表3）。

表3 不同聚合物與醇溶蛋白形成的復合體系Table 3 Composite systems of different polymers and prolamines

4 醇溶蛋白荷載食品功能組分的消化特性及釋放規律

疏水性生物活性物質由于其溶解度低而不易被人體吸收，可通過構建醇溶蛋白荷載食品功能組分的微粒來提高其在人體胃腸道中的消化率，并且探究其釋放規律。田倚凡等[63]采用反溶劑法制備蘿卜硫素-玉米醇溶蛋白納米水分散體，對其理化性質及蘿卜硫素的釋放特性進行了研究，結果顯示，在模擬胃液中時，蘿卜硫素、玉米醇溶蛋白質量比為1：25的納米水分散體在0～60 min內，蘿卜硫素的累計釋放率接近50%，0～120 min內累計釋放率接近80%，此釋放類型為快速釋放型；120～240 min，在模擬小腸液中，納米水分散體中蘿卜硫素的累計釋放率將近95%，釋放實驗結果表明，玉米醇溶蛋白納米顆粒中的蘿卜硫素為快速釋放型。Cheng等[64]制備了包埋葉黃素的玉米醇溶蛋白納米顆粒，并且對其進行體外胃腸模擬消化。結果表明，葉黃素包埋到玉米醇溶蛋白納米顆粒中后，消化穩定性提高。黃旭琳等[49]采用反溶劑法和靜電沉積法制備負載姜黃素的核/殼型復合納米顆粒，采用模擬體外消化實驗測定消化吸收率，結果顯示，納米顆粒包埋的姜黃素經消化后在消化液中的濃度是未進行包埋的同組分混合物消化后的4 倍，這充分說明經過納米顆粒包埋的姜黃素能更有效地釋放到消化液中從而被人體吸收。

5 結 語

醇溶蛋白在開發具有應用前景的食物載體、保護各種疏水性生物活性物質以及提高這些生物活性物質的穩定性和生物利用率方面具有巨大潛力。醇溶蛋白可以被廣泛用于制備多種微米或納米顆粒、纖維、薄膜、水凝膠等。隨著人們對功能性食品的廣泛關注，基于醇溶蛋白的先進傳遞系統的發展將擴大其應用范圍。然而，對于功能性成分復雜的食物系統中制備傳遞系統具有一定的挑戰性，因為這不僅需要考慮到功能性食品復雜基質的穩定性和生物利用度，還需保證食品的質地、味道、外觀和成分。此外，盡管用于制備傳遞系統的方法在實驗室規模上取得了成功，但在食品工業大規模生產中仍然存在局限性和困難；因此，大規模生產納米級輸送系統的新技術是未來研究的另一個問題。未來該領域的發展方向是設計多種穩定劑與醇溶蛋白制成復合顆粒，該顆粒可同時用于多種目的，如功能性成分傳遞和食品分散（如乳劑和泡沫）界面穩定。最后，醇溶蛋白載體材料在體內的毒性還不明確，需要對這些醇溶蛋白傳遞系統進行更多的體內評估，以了解它們在人類胃腸道中的生物學命運以及它們在生理條件下的有效性和安全性。