玉米醇溶蛋白亲水修饰及载体应用的研究进展
利用醇溶蛋白电泳图谱分析不同玉米品种的遗传多样性
利用醇溶蛋白电泳图谱分析不同玉米品种的遗传多样性康美玲;田忠景;张倩倩【摘要】采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术（ SDS-PAGE）对10个玉米品种进行醇溶蛋白遗传多样性分析。
10个玉米品种共分离出12条谱带，每种玉米品种分离出了5～8条谱带，平均6．9条，其中具多态性的谱带共有7条，多态性比率达58．33％。
按照迁移率由大到小可分为α、β、γ、ω4个区，其中α区存在1条谱带，β区存在1条谱带，γ区存在3条谱带，ω区存在7条谱带。
10个玉米品种间的遗传距离变化范围为0．000～0．538，平均为0．195。
对供试品种进行系统聚类，有10种玉米品种在8．96水平上全部聚为一类，其中有7份材料在8．10水平上聚为一类，3份材料在4．20水平上聚为一类。
由此可见，供试材料之间具有一定的醇溶蛋白遗传多样性，但遗传多样性不高。
【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】3页(P70-72)【关键词】玉米;醇溶蛋白;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术;遗传多样性;聚类分析【作者】康美玲;田忠景;张倩倩【作者单位】枣庄学院生命科学学院，山东枣庄277160;枣庄学院生命科学学院，山东枣庄 277160;枣庄学院生命科学学院，山东枣庄 277160【正文语种】中文【中图分类】S513.01玉米既是我国重要的粮食作物，也是保健佳品。
我国玉米种植面积很大，玉米杂交种由于具有杂种优势被广泛采用［1］。
玉米醇溶蛋白具有很强的疏水性、韧性、抗菌性等特点，是玉米籽粒的主要贮藏蛋白之一［2］。
玉米醇溶蛋白为单亚基结构，其谱带组成具有很强的异质性和复杂性，不同玉米品种之间差异明显。
玉米醇溶蛋白变异由遗传因素决定，几乎不受环境影响，能稳定地反映不同品种编码位点的差异［3］。
目前，醇溶蛋白 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(SDS-PAGE)图谱分析已被广泛应用于品种鉴定、种子纯度检验、亲缘关系比较、遗传多样性等研究［4-7］。
高粱醇溶蛋白结构与功能活性的研究进展
的蛋白质 受人体的
，进而 了醇溶蛋
白在人体内的
收。
链 硫键的稳定性
较强，Y -醇溶蛋白以单体形式存在并易溶于水[0],
0-醇溶蛋白富含
，导致0- Y-醇溶蛋
白通过二硫键的作
联 一起，造成高粱醇
蛋白的
低，是高粱食品难以被
主要原因[1]°
食用的
2
蛋白的结
高粱醇溶蛋白与玉米醇溶蛋白
特性
。玉米
醇溶蛋白
醇
的加强，从a -螺
醇溶蛋白
有独特的
被「
的特点，使其
定的
，在食品工业应用
中 较好的
景。疏水性活性物质由于低水
泼尼松龙
骨形成蛋白-2、
大豆油脂
单宁 姜黄素 白藜芦醇
激素类、蛋 白类、油脂类
运输生物活性成分
改性处理 增塑剂互作\制膜
活性成分结合
梨 果蔬
猪肉 鸡肉\肉类
包装
制备包装薄膜
高粱醇溶蛋白
ACE抑性肽
制备活性肽匕抗氧化肽
，观察了高粱醇溶蛋白
的构象
行为。
的蛋白质量：下,
高粱醇溶蛋白先是以椭 或 状颗粒的形式均
散存在副
的增加，除个别的 颗粒存
，大的盘状 状颗
始出现。
空间
中，测得典型的盘状颗
的长 别为115 nm
（（轴）、106 nm（轴）和13 nm（轴），典型的棒状颗
粒三轴的长度分别为246 nm（（轴）、86 nm（y轴）和
美国和澳大利亚等地区，高粱一般作为猪和家禽的 饲料;高粱在中国主要以酿造白酒和生产工业乙醇 最为常见。在食品加工过程中，由于高粱富含的醇 溶蛋白消化性较差，限制了高粱食品的开发和应用。
负载花椒精油的玉米醇溶蛋白-柑橘果胶乳液性能评价
第45卷 第7期 包 装 工 程2024年4月PACKAGING ENGINEERING ·53·收稿日期：2024-01-22基金项目：新疆维吾尔自治区重大科技专项项目（2022A02005-5） 负载花椒精油的玉米醇溶蛋白-柑橘果胶乳液性能评价王鑫洋1，崔媛1，韩相禹1，闫圣坤2，徐怀德1，李梅1*（1.西北农林科技大学 食品科学与工程学院，陕西 咸阳 712100；2.新疆农业科学院农业机械化研究所，乌鲁木齐 830000）摘要：目的 研发出一款新型的花椒精油Pickering 乳液，为花椒精油Pickering 乳液的制备和花椒精油应用场景的拓宽提供参考。
方法 以花椒精油为油相，玉米醇溶蛋白-柑橘果胶复合纳米粒子为固体颗粒，制备花椒精油Pickering 乳液。
研究复合纳米粒子质量浓度（20、25、30、35、40 g/L ）对Pickering 乳液粒径、电位、微观结构、稳定性、流变特性等理化性能和抗氧化性能、抑菌性能等功能活性的影响。
结果 随着复合纳米粒子浓度的提高，乳液的粒径呈先降后增趋势，ζ-电位绝对值、包埋率则呈先增后降趋势，当质量浓度为35 g/L 的时候，乳液粒径最小为1 900.3 nm 、ζ-电位和包埋率最大分别为32.7 mV 、95%；此浓度下乳液贮藏稳定性最好，且具有优异的温度稳定性，在酸性（pH=2、3、4）和碱性环境（pH=8、9）下稳定性表现良好；所有乳液均显现出明显的剪切变稀行为，属于假塑性流体；在低频下乳液损耗模量大于储能模量，呈流体状态；相较于花椒精油，负载花椒精油的Pickering 乳液的抗氧化性能和抑菌性能得到了显著提高。
结论 复合纳米粒子质量浓度为35 g/L 时制备的负载花椒精油Pickering 乳液具有较好的稳定性、抗氧化和抑菌性能。
关键词：花椒精油；Pickering 乳液；玉米醇溶蛋白；柑橘果胶；稳定性；抑菌性能 中图分类号：TB34 文献标志码：A 文章编号：1001-3563(2024)07-0053-10 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2024.07.008Performance Evaluation of Zein-citrus Pectin Emulsion Loaded with ZanthoxylumBungeanum Essential OilWANG Xinyang 1, CUI Yuan 1, HAN Xiangyu 1, YAN Shengkun 2, XU Huaide 1, LI Mei 1*(1. College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Shaanxi Xianyang 712100, China; 2. Institute of Agricultural Mechanization, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830000, China) ABSTRACT: The work aims to develop a new type of Pickering emulsion loaded with Zanthoxylum bungeanum essential oil, and provide a reference for the preparation of Zanthoxylum bungeanum essential oil Pickering emulsion and the expansion of the application scenarios of Zanthoxylum bungeanum essential oil. The Pickering emulsion loaded with Zanthoxylum bungeanum essential oil was prepared with Zanthoxylum bungeanum essential oil as oil phase and zein-citrus pectin composite nanoparticles as solid particles. The effects of the concentration of composite nanoparticles (20, 25, 30, 35, 40 g/L) on the physical and chemical properties (particle size, potential, microstructure, stability, rheological properties), as well as functional activities (antioxidant and antibacterial capacities) of Pickering emulsion were investigated. The results showed that with the increase of the concentration of composite nanoparticles, the particle size of the emulsion firstly reduced and then raised, the absolute value of ζ-potential and the embedding rateinitially·54·包装工程2024年4月increased and then decreased. When the concentration of composite nanoparticles was 35 g/L, the minimum particle size of the emulsion was 1 900.3 nm, the maximum ζ-potential and entrapment rate were 32.7 mV and 95%, respectively. At this concentration, the storage stability of the emulsion was the best. The emulsion had excellent temperature stability, good stability in acidic (pH=2, 3, 4) and alkaline (pH=8, 9) environments. All emulsion presented obvious shear thinning behavior and belonged to pseudoplastic fluid; At low frequency, the loss modulus of the emulsion was greater than the storage modulus, showing a fluid state. Compared with Zanthoxylum bungeanum essential oil, the antioxidant and antibacterial properties of Zein-Citrus pectin Pickering emulsion loaded with Zanthoxylum bungeanum essential oil were significantly improved. In conclusion, when the concentration of composite nanoparticles is 35 g/L, Zein-Citrus pectin Pickering emulsion loaded with Zanthoxylum bungeanum essential oil possess good stability, antioxidant and antibacterial properties.KEY WORDS: Zanthoxylum bungeanum essential oil; Pickering emulsion; Zein; Citrus pectin; stability; antibacterial花椒（Zanthoxylum Bungeanum）属于芸香科（Rutaceae）花椒属（Zanthoxylum），主要分布在中国和部分东南亚国家。
《OSA淀粉调节玉米醇溶蛋白颗粒及其Pickering乳液的性质和应用》范文
《OSA淀粉调节玉米醇溶蛋白颗粒及其Pickering乳液的性质和应用》篇一一、引言近年来，随着食品工业的快速发展，天然、健康、环保的食品添加剂逐渐受到广泛关注。
淀粉作为一种重要的天然高分子化合物，具有优良的成膜性、乳化性及稳定性能，广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
其中，OSA淀粉（辛烯基琥珀酸淀粉）以其优异的乳化性能和稳定性在食品工业中得到了广泛的应用。
玉米醇溶蛋白作为一种天然的生物高分子材料，具有良好的生物相容性和生物降解性。
本文旨在研究OSA淀粉调节玉米醇溶蛋白颗粒及其形成的Pickering乳液的性质和应用。
二、OSA淀粉调节玉米醇溶蛋白颗粒的研究2.1 玉米醇溶蛋白的提取与性质玉米醇溶蛋白是一种从玉米中提取的天然高分子蛋白质，具有良好的成膜性、乳化性和溶解性。
其分子结构中含有大量的亲水基团和疏水基团，使得它能够在水性体系中形成稳定的颗粒结构。
2.2 OSA淀粉对玉米醇溶蛋白颗粒的调节作用OSA淀粉通过其亲水性和疏水性基团与玉米醇溶蛋白相互作用，调节其颗粒大小、形状和稳定性。
通过实验研究发现，适量的OSA淀粉能够显著提高玉米醇溶蛋白颗粒的稳定性，减少颗粒间的聚集，提高其在水性体系中的分散性。
三、OSA淀粉调节的玉米醇溶蛋白颗粒在Pickering乳液中的应用3.1 Pickering乳液的制备及性质Pickering乳液是一种以固体颗粒稳定的水包油或油包水型乳液。
OSA淀粉调节的玉米醇溶蛋白颗粒可以作为稳定的固体颗粒，用于制备Pickering乳液。
实验表明，这些颗粒能够在油水界面上形成一层稳定的膜，防止液滴聚集，从而形成稳定的乳液。
3.2 Pickering乳液的性质与应用OSA淀粉调节的玉米醇溶蛋白颗粒制备的Pickering乳液具有优良的稳定性、耐高温、耐剪切等特性。
这些乳液在食品、医药、化妆品等领域具有广泛的应用。
例如，在食品工业中，可以用于制作乳制品、饮料、调味品等；在医药工业中，可以用于制备药物缓释体系、控释制剂等；在化妆品工业中，可以用于制备润肤霜、乳状化妆品等。
基于玉米醇溶蛋白-透明质酸载体的结肠靶向口服纳米药物研究
第23卷第2期2024年3月杭州师范大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f H a n g z h o uN o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n )V o l .23N o .2M a r .2024收稿日期:2023-05-25 修回日期:2023-06-07基金项目:浙江省自然科学基金项目(L Q 20B 060003);杭州师范大学科研启动经费项目(2018Q D L 040).通信作者:汪红娣(1989 ),女,讲师,博士,主要从事靶向纳米药物的设计和控缓释研究.E -m a i l :w a n g .h o n gd i @h z n u .e d u .c n D O I :10.19926/j.c n k i .i s s n .1674-232X.2023.05.251文献引用:朱曙霞,王美玲,许紫宁,等.基于玉米醇溶蛋白-透明质酸载体的结肠靶向口服纳米药物研究[J ].杭州师范大学学报(自然科学版),2024,23(2):113-123.Z HU S h u x i a ,WA N G M e i l i n g ,X UZ i n i n g ,e t a l .S t u d y o n c o l o n -t a r ge t e d o r a l n a n o m e d i c i n e b a s e d o nZ e i n -H Ac a r r i e r [J ].J o u r n a l o fH a n g z h o uN o r m a lU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n ),2024,23(2):113-123.基于玉米醇溶蛋白-透明质酸载体的结肠靶向口服纳米药物研究朱曙霞,王美玲,许紫宁,庾远龙,潘建林,汪红娣(杭州师范大学材料与化学化工学院,浙江杭州311121)摘 要:设计基于玉米醇溶蛋白(Z e i n )-透明质酸(HA )的口服纳米载体用于结肠靶向的药物递送.使用超声透析法制备玉米醇溶蛋白-透明质酸-羟基喜树碱(H C P T )纳米药物(Z e i n -HA@H C P T ),利用渴望函数分析法优化纳米药物制备条件,考察纳米药物的微结构㊁药物释放行为㊁细胞毒性和靶向摄取能力.Z e i n -HA@H C P T具有95%以上的药物包封率,有优异的生物学稳定性㊁生物相容性和独特的抗胃酸分解特性,结肠环境下的药物累积释放显著提升.Z e i n -HA@H C P T 通过C D 44受体介导的内吞作用被结肠癌细胞靶向摄取,可提高药物抗肿瘤疗效.关键词:玉米醇溶蛋白;透明质酸;羟基喜树碱;结肠靶向中图分类号:T Q 46 文献标志码:A 文章编号:1674-232X (2024)02-0113-11结直肠癌是常见的消化道恶性肿瘤,具有早期症状不明显㊁死亡率高㊁易复发等特点[1-2].抗癌口服药物制剂由于不受时空限制,易被患者接受和使用,具有极大的市场潜力[3].目前,因溶解度低㊁渗透性差或口服生物利用度低等原因,上市的化疗药物的相关产品多为静脉注射给药药物,如羟基喜树碱[4]㊁盐酸阿霉素[5]㊁紫杉醇[6]㊁吉西他滨[7]等.相较于注射给药,口服给药需考虑避免胃肠道p H ㊁消化酶和黏膜等多重生理屏障对药物活性和吸收率的影响[8],这就要求口服药物应具有良好的稳定性.此外,难溶或低渗类药物的溶解度低且不易跨过小肠上皮细胞膜,其口服制剂的开发最具挑战[9].将药物活性成分与合适载体材料结合,制备药物递送系统(d r u g d e l i v e r y s y s t e m ,D D S )是解决口服给药难题的重要技术手段.D D S 中的药物通常以分子态或无定形态存在,使药物溶解度显著提高.同时,D D S 中载体材料的合理选用可实现药物的跨膜递送㊁主动靶向和控缓释,从而提高治疗效果和安全性.玉米醇溶蛋白(Z e i n)具有独特的自组装特性㊁良好的抗胃酸分解特性和生物相容性,被广泛用作药物载体材料.但由于较强的疏水特性和缺乏靶向性,限制了玉米醇溶蛋白在纳米药物精准递送领域的应用[10].透明质酸(h ya l u r o n i ca c i d ,H A )是一种天然多糖,具有良好的亲水性,可被肿瘤细胞中过表达的411杭州师范大学学报(自然科学版)2024年C D44受体特异性识别[11].本研究利用超声透析法制备了具有独特抗胃酸分解特性和主动靶向能力的Z e i n-H A基纳米载体.结合超声乳化和透析技术的超声透析法(图1A),可有效避免Z e i n-H A纳米颗粒的聚集,提高产品分散性,同时可有效控制过程参数(如温度㊁溶剂㊁载材浓度㊁超声条件),调控玉米醇溶蛋白的自组装,获得高产品收率的纳米颗粒.在此基础上,利用纳米载体与羟基喜树碱(H C P T)之间的亲疏水作用,采用一步法获得高效封装的玉米醇溶蛋白-透明质酸基纳米药物,探究Z e i n-H A@H C P T的理化性质(形貌㊁化学结构㊁载药能力)㊁模拟胃肠道环境药物释放能力(图1B)和生化性质(生物稳定性㊁细胞毒性㊁靶向摄取能力等).A:超声透析法制备Z e i n-HA基纳米颗粒;B:口服纳米颗粒的胃肠道环境,依次经过胃酸环境(p H=1.2)㊁小肠流体(p H=7.4)和结肠流体(p H=6.0).图1玉米醇溶蛋白-透明质酸基纳米药物制备及递送F i g.1P r e p a r a t i o na n dd e l i v e r y r o u t e o fZ e i n-H Ab a s e dn a n o m e d i c i n e1材料与方法1.1主要试剂和仪器玉米醇溶蛋白购自美国S i g m a-A l d r i c h公司,透明质酸购自西安百川生物科技有限公司,D M E M细胞培养基㊁青霉素-链霉素购自赛澳美细胞技术(北京)有限公司,胰蛋白酶购自浙江吉诺生物医药技术有限公司,胎牛血清购自依科赛生物科技(太仓)有限公司,其余试剂(分析纯)均购自国药集团化学试剂有限公司.S U P R A T M55扫描电子显微镜㊁L S M710激光共聚焦显微镜㊁37081正置荧光显微镜均购自德国Z e i s s公司,H i t a c h iH T-7700透射电子显微镜购自日本日立公司,Z e t a s i z e rN a n oS90马尔文粒度仪购自德国M a l v e r n公司,D8A D V A N C EX射线衍射仪购自德国B r u h k e r公司,N i c o l e t i S50傅里叶变换红外光谱仪购自美国T h e r m oF i s h e r S c i e n t i f i c公司,S C I E N T Z-ⅡD超声波细胞粉碎机购自宁波新芝生物科技股份有限公司,L a m b d a750紫外分光光度计购自美国P e r k i n E l m e r公司,i M a r k1681130酶标仪购自美国B i o-R a d公司.1.2玉米醇溶蛋白-透明质酸纳米颗粒的合成玉米醇溶蛋白-透明质酸纳米颗粒(Z e i n-H A)使用超声透析的方法进行制备.超声透析技术装置主要包括超声细胞粉碎机㊁透析袋㊁夹套烧杯㊁恒温槽和隔音箱,如图1A所示.将2m g的H A溶于3m L的超纯水中,超声使H A充分溶解.随后,在此溶液中加入7m L无水乙醇和10m g玉米醇溶蛋白,充分混合溶解.将上述溶液置于透析袋中,悬挂于超声波细胞粉碎机中,设定超声功率为150W,o n/o f f=2s/2s, 20ħ反应20m i n.通过梯度离心(3000r/m i n5m i n,8000r/m i n10m i n,3次)收集Z e i n-H A.将收集得到的Z e i n -H A 进行冷冻干燥,获得淡黄色样品.1.3 羟基喜树碱的包载利用羟基喜树碱(H C P T )与Z e i n -HA 之间的亲疏水作用,制备Z e i n -H A@H C P T.将2m g 的H A 溶于3m L 的超纯水中,加入7m L 无水乙醇㊁10m g 玉米醇溶蛋白和3m g H C P T.将上述溶液置于透析袋中,悬挂于超声波细胞粉碎机中,以150W 的功率,o n /o f f =2s /2s ,20ħ反应20m i n ,制备得到Z e i n -H A@H C P T.1.4 载药前后纳米颗粒的储存稳定性测试将新鲜制备的Z e i n -H A 和Z e i n -H A@H C P T 纳米颗粒分别置于p H7.4的磷酸盐缓冲溶液(P B S )中重悬,分别在第1天㊁第3天㊁第7天㊁第14天时取出部分样品,使用动态光散射仪(D L S )测定粒径㊁粒度分布指数(p o l y d i s p e r s i t yi n d e x ,P D I )和Z e t a 电位.1.5 纳米颗粒的形貌表征使用扫描电子显微镜(S E M )在15k V 的加速电压下,观察纳米颗粒的表面形貌结构和粒径大小.使用透射电子显微镜(T E M )在亮场模式㊁100k V 的加速电压下,观察纳米颗粒的内部形貌特征.1.6 载药前后纳米颗粒的粒径和Z e t a 电位表征将Z e i n -HA 和Z e i n -H A@H C P T 离心重悬后分散于超纯水中,使用D L S 测定载药前后纳米颗粒的粒径㊁P D I 和Z e t a 电位.1.7 纳米颗粒的化学结构与晶型结构分析使用傅里叶红外光谱仪(F T I R )分析不同纳米颗粒的化学结构,设置扫描范围为4000c m -1~500c m -1.使用X 射线衍射仪(X R D )分析不同样品的晶型结构,设定仪器参数:在40m A 和40k V 下产生C u -K α辐射,扫描速度为10ʎ/m i n ,扫描范围为5ʎ~80ʎ.1.8 Z e i n -H A @H C P T 的载药量和包封率表征图2 H C P T 的标准曲线F i g.2 S t a n d a r d c u r v e o fH C P T 在Z e i n -HA@H C P T 中加入二甲基亚砜(D M S O ),超声使药物溶出,离心后取上清液.使用紫外分光光度计测定384n m 处H C P T 的吸光度,根据图2的标准曲线计算上清液中H C P T 的质量浓度.分别计算纳米颗粒的包封率E 和载药量L ,计算公式为E =m (被封装的H C P T )m (总H C P T )ˑ100%,(1)L =m (被封装的H C P T )m (总纳米颗粒)ˑ100%.(2)1.9 Z e i n -H A @H C P T 的体外释放药物实验准确称取5m g Ze i n -HA@H C P T 分散于透析袋中,置于透析液为模拟胃液的烧杯中,透析2h .2h 后将透析袋取出,置于透析液为模拟小肠液的烧杯中,继续透析4h .最后置于透析液为模拟结肠液的烧杯中,透析18h .每隔一段时间,在透析液中取出2m L 液体,采用紫外分光光度计测定吸光度,同时补充2m L 相应的透析液.根据图2标准曲线,确定Z e i n -H A@H C P T 的体外累积药物释放百分比.1.10 细胞培养在37ħ㊁含5%C O 2的湿润条件培养基中培养小鼠结直肠癌细胞(C T 26,C D 44受体高度表达).条件培养基为含有10%胎牛血清和1%抗生素(100U /m L 青霉素和100μg/m L 链霉素)的D M E M 培养基.1.11 纳米颗粒的细胞毒性实验通过C C K -8比色法确定H C P T ㊁Z e i n -H A 和Z e i n -H A@H C P T 对C T 26细胞生长的影响.将C T 26细胞接种在96孔板中(每孔5ˑ103个细胞),给予条件培养基贴壁培养24h .用不同质量浓度(H C P T 等511 第2期朱曙霞,等:基于玉米醇溶蛋白-透明质酸载体的结肠靶向口服纳米药物研究同质量浓度0㊁0.001㊁0.01㊁0.125㊁0.25㊁0.50㊁1㊁2.5㊁5㊁10μg/m L )的上述纳米颗粒分别处理细胞.培养24h 后,加入10μLC C K -8,继续在37ħ㊁5%C O 2的潮湿环境中孵育1h .用酶标仪读取450n m 下的吸光度值.1.12 纳米颗粒的细胞摄取实验和H A 竞争实验将C T 26细胞接种在6孔板中(每孔1.5ˑ106个细胞),孵育24h .分别给予0.5μg /m L H C P T 或Z e i n -H A@H C P T (H C P T 等同质量浓度为0.5μg/m L )孵育4h .随后,用细胞核染料D A P I 染色,P B S 清洗后封片.使用正置荧光显微镜观察细胞摄取情况.将C T 26细胞与游离0.50m g /m L HA 预处理1h 后,更换新鲜培养基.加入0.5μg/m L H C P T 或Z e i n -H A@H C P T (H C P T 等同质量浓度为0.5μg/m L ),与细胞共同孵育4h .去除培养基后,用D A P I 染色,使用正置荧光显微镜观察竞争实验结果.2 结果与讨论2.1 不同因素对Z e i n -H A 粒径㊁P D I 和Z e t a 电位的影响使用正交试验设计O A 16(44)探索不同实验条件对Z e i n -H A 尺寸的影响,并优化超声透析制备Z e i n -H A 纳米颗粒的操作参数.如表1所示,实验设置了4个因素,即玉米醇溶蛋白质量浓度㊁H A 分子量㊁反应温度和超声功率.每个因素的水平范围基于预实验结果确定,通过超声透析制备的Z e i n -H A 的粒径范围为201.5~2299.3n m.表1 O A 16(44)的正交实验结果T a b .1 R e s u l t s o f t h eO A 16(44)m a t r i x o f o p e r a t i n g co n d i t i o n s 实验序号Z e i n质量浓度/(m g /m L )HA分子量/k D a 反应温度/ħ超声功率/WZ e t a 电位/m V粒径/n m 粒度分布指数渴望函数指数S E M 对应图序号11.010020100-21.0ʃ0.8201.5ʃ0.20.2040.903图3a 21.040030125-8.7ʃ1.2265.5ʃ0.10.1180.99631.010*******-24.8ʃ2.0243.8ʃ0.30.2340.862图3b 41.0150050175-14.2ʃ0.6373.6ʃ0.20.1770.926图3c52.510030150-55.4ʃ0.7405.5ʃ0.30.1460.61162.540020175-46.7ʃ1.3432.9ʃ0.30.2740.663图3d 72.5100050100-57.3ʃ0.8430.7ʃ0.20.2240.56582.5150040125-58.8ʃ0.1573.2ʃ0.10.2380.526图3e 95.010040175-49.5ʃ0.31120.3ʃ0.60.1980.566105.040050150-44.1ʃ0.7844.2ʃ0.40.1800.659图3f115.010*******-43.0ʃ0.61190.7ʃ0.30.4560.526图3g125.0150030100-46.7ʃ1.1573.5ʃ0.40.4380.589137.510050125-71.5ʃ1.41216.4ʃ0.40.9460147.540040100-49.7ʃ0.3734.2ʃ0.70.4490.542157.5100030175-39.5ʃ0.72299.3ʃ0.50.1850图3h 167.5150020150-41.5ʃ0.21219.0ʃ0.60.3150.576图3i最优条件1.040020150-36.4ʃ0.6344.9ʃ0.30.248不同实验组制备得到的典型Z e i n -H A 的扫描电子显微镜图见图3.当Z e i n 质量浓度为1.0m g/m L 时,能得到粒径较小但团聚交联明显的胶束状颗粒;当Z e i n 质量浓度为2.5m g /m L 时,Z e i n -HA 的交联情况得到一定改善;随着Z e i n 质量浓度进一步提高至5.0m g /m L 时,Z e i n -H A 表现为均一且分散性较好的球形形态;当Z e i n 质量浓度为7.5m g/m L 时,Z e i n -H A 的形貌虽呈球形形态,但粒径较大(2μm ).因此,通过调节操作参数,可获得均匀粒度和良好球形形貌的Z e i n -H A.611杭州师范大学学报(自然科学版)2024年a i 分别对应实验序号1,3,4,6,8,10,11,15和16.图3 Z e i n -H A 纳米颗粒的扫描电子显微镜图F i g .3 S E Mi m a g e s o fZ e i n -H An a n o pa r t i c l e s 采用单因素分析法和渴望函数分析法对正交实验结果进行分析,综合考虑对产品性能影响较大的各评价指标,获取最佳操作条件,如表2所示.根据渴望函数分析法结果,得到不同因素对纳米颗粒表型的重要性顺序为Z e i n 质量浓度>H A 分子量>超声功率>反应温度.根据k i 值,确定使用超声透析法制备Z e i n -H A 纳米颗粒的最佳参数水平:Z e i n 质量浓度为1.0m g/m L ㊁H A 分子量为400k D a ㊁反应温度为20ħ㊁超声功率为150W.使用最优参数条件制备的Z e i n -H A 纳米颗粒的粒径为344.9n m ,在正交表的粒径数据范围内.表2 不同评价指标的极差分析结果T a b .2 R a n g e a n a l ys i s r e s u l t s f o r e v a l u a t i o n i n d i c a t o r s 影响因素Z e i n 质量浓度HA 分子量反应温度超声功率 粒径 k 1271.1735.9761.0485.0 k 2460.6569.2886.0811.4 k 3932.21041.1667.9678.1k 41367.2684.8716.21056.5 R 4384.51887.7872.22286.2 Z e t a 电位 k 1-17.2-49.4-38.0-43.7 k 2-54.5-37.3-37.6-45.5 k 3-45.8-41.1-45.7-41.5 k 4-50.6-40.3-46.8-37.5 R149.448.436.732.1 粒度分布指数 k 10.1830.3740.3120.329 k 20.2210.2550.2210.440 k 30.3180.2750.2800.219711 第2期朱曙霞,等:基于玉米醇溶蛋白-透明质酸载体的结肠靶向口服纳米药物研究811杭州师范大学学报(自然科学版)2024年表2(续)影响因素Z e i n质量浓度HA分子量反应温度超声功率k40.4740.2920.3820.209R1.1630.4730.6420.924渴望函数指数k10.9220.5200.6670.650k20.5910.7150.5490.512k30.5850.4880.6240.677k40.2800.6540.5370.539R2.5690.9090.5180.660在最优条件下制备得到的Z e i n-H A的扫描电子显微镜图和动态光散射仪图如图4所示,结果表明通过超声透析法获得的Z e i n-H A纳米颗粒尺寸较小且分布较窄.a:扫描电子显微镜图;b:动态光散射仪图;D p50:中值粒径;P D I:粒径分布指数.图4使用最优条件制备的Z e i n-H A的扫描电子显微镜和动态光散射仪图F i g.4S E Mi m a g e a n dD L S r e s u l t s o fZ e i n-H A p r e p a r e du n d e r t h e o p t i m a l c o n d i t i o n2.2Z e i n-H A的药物负载与理化性质2.2.1Z e i n-H A@H C P T的形貌与化学结构使用超声透析法一步制备得到Z e i n-H A@H C P T.如图5所示,制备得到的Z e i n-H A@H C P T纳米药物为表面光滑的球形颗粒,粒径比Z e i n-H A增加了约30n m,平均粒径为383.5n m.a:扫描电子显微镜图;b:动态光散射仪图;D p50:中值粒径;P D I:粒径分布指数.图5Z e i n-H A@H C P T的扫描电子显微镜和动态光散射仪图F i g.5S E Mi m a g e a n dD L S r e s u l t s o fZ e i n-H A@H C P T使用傅里叶红外光谱仪研究了不同纳米颗粒的化学结构成分.如图6所示,H C P T在1740c m-1处表现出内酯环结构中酯键的红外特征峰[12].与Z e i n-HA的红外光谱相比,Z e i n-H A@H C P T具有1740c m-1处的H C P T特征峰,表明H C P T被成功包封在Z e i n-H A中.图6 H C P T ㊁Z e i n -H A @H C P T ㊁Z e i n -H A 和Z e i n 的傅里叶红外光谱仪图F i g .6 F T I Rs pe c t r a o fH C P T ,Z e i n -H A @H C P T ,Z e i n -H Aa n dZ e i n图7 H C P T ㊁Z e i n -H A @H C P T 和Z e i n -H A 的紫外分光光度计图F i g .7 U V -v i s s p e c t r a o fH C P T ,Z e i n -H A @H C P Ta n dZ e i n -H A 为进一步确保药物被封装在Z e i n -HA 中,对载药前后的纳米颗粒进行紫外分光光度计分析.如图7所示,游离H C P T 的紫外吸收峰为384n m ,Z e i n -H A@H C P T 中可以清晰地观察到该特征峰,而Z e i n -H A 中没有紫外特征吸收峰.实验结果表明,H C P T 被有效地包封在Z e i n -HA 中.2.2.2 Z e i n -H A@H C P T 的载药量和包封率H C P T 通过疏水作用被装载到Z e i n -HA 纳米颗粒中.使用D M S O 使纳米颗粒溶出并释放包封药物,测定溶出上清液中的H C P T 质量浓度,计算得到Z e i n -H A@H C P T 的包封率为95.85%,载药量为7.98%.结果表明,Z e i n -H A@H C P T 具有较高的包封率,可能是由于HA 的交联网状结构在一定程度上提高了纳米颗粒的包封率,或者H A 分子可以通过氢键作用将生物活性分子包封[13].图8 H C P T ㊁Z e i n -H A @H C P T ㊁Z e i n -H A 和Z e i n 的X 射线衍射图F i g.8 X R Dc u r v e s o fH C P T ,Z e i n -H A @H C P T ,Z e i n -H Aa n dZ e i n 2.3 不同纳米颗粒的晶型分析通过X 射线衍射仪表征,发现H C P T 原料药具有尖锐的晶型峰.当H C P T 原料药被封装在Z e i n -H A 中时,尖锐的晶型峰消失了,如图8所示,表明当封装在Z e i n -H A 中时,H C P T 以无定形的形式存在,这有助于提高H C P T 的溶解度和生物利用度[14].2.4 模拟胃肠道液的体外释药研究口服药物在胃肠道中的累积释放情况是评估药物疗效的重要指标.本研究根据药物口服后在各消化部位的停留时间,模拟观察了纳米药物在胃肠道消化液中911 第2期朱曙霞,等:基于玉米醇溶蛋白-透明质酸载体的结肠靶向口服纳米药物研究021杭州师范大学学报(自然科学版)2024年H C P T的释放情况.如图9所示,游离H C P T在前30分钟表现出明显的药物突释现象,随着时间的增加, H C P T的释放速率显著降低,这主要由于晶型态的H C P T原药在水溶液中的溶解度很低,H C P T原药快速达到了溶解平衡.Z e i n-H A@H C P T在胃液(S G F)中的释放量(小于10%)显著低于H C P T原药(约30%),这得益于Z e i n载体优异的抗胃酸分解特性.Z e i n-H A@H C P T在结肠液(S C F)环境下,表现出显著的药物释放(约60%),表明Z e i n-H A@H C P T具备优异的结肠靶向性,主要原因可能是Z e i n载体的控缓释作用和p H响应的Z e i n载体的溶胀行为.据文献[15-16]报道,结肠中的肠道微生物能有效降解Z e i n基载体,有助于目标药物在结肠病灶部位的靶向释放.图9H C P T和Z e i n-H A@H C P T在模拟胃肠道消化液中的体外释药曲线F i g.9I nv i t r od r u g r e l e a s e c u r v e o fH C P Ta n dZ e i n-H A@H C P T i n s i m u l a t e d g a s t r o i n t e s t i n a l f l u i d s分别取出部分在胃液(S G F)消化后㊁小肠液(S I F)消化后和结肠液(S C F)消化后的Z e i n-H A@ H C P T,使用扫描电子显微镜观察其表面形貌的变化.如图10所示,未经消化的Z e i n-H A@H C P T呈光滑的球形且粒径均一;经S G F消化后,其形貌和粒径未发生明显变化;经S I F消化后,Z e i n-H A@H C P T的表面形貌发生了轻微变化,其表面出现部分溶胀粘连,由立体球形转变为扁平球形;经S C F消化后,Z e i n-H A@H C P T失去完整的球形,呈现大片黏连,这可能是由于S C F使Z e i n-H A载体发生明显溶胀,从而释放H C P T,造成了Z e i n-H A@H C P T形态的改变.R a w:原始样品;S G F:模拟胃液流体;S I F:模拟小肠流体;S C F:模拟结肠流体.图10不同胃肠道液环境下Z e i n-H A@H C P T的扫描电子显微镜图F i g.10S E Mi m a g e s o fZ e i n-H A@H C P Ta f t e r t r e a t m e n tw i t hSG F,S I Fa n dS C F2.5 Z e i n -H A @H C P T 的生物稳定性生物稳定性是评估纳米颗粒在生物体内利用效率的关键因素.本研究对制备得到的Z e i n -H A@H C P T 进行了储存稳定性测试.将制备得到的Z e i n -H A@H C P T 置于p H 7.4的P B S 中,使用动态光散射仪测定粒径㊁粒度分布指数和Z e t a 电位在14d 内的变化.如表3所示,2周内,Z e i n -H A@H C P T 的粒径㊁粒度分布指数和Z e t a 电位均无显著变化,表明Z e i n -H A@H C P T 具有良好的生物稳定性.表3 P B S 缓冲液(pH 7.4)中Z e i n -H A @H C P T 的颗粒性能T a b .3 P a r t i c l e p r o p e r t i e s o fZ e i n -H A @H C P Ta f t e r d i f f e r e n t s t o r a g e t i m e s i nP B Sb u f f e r (p H 7.4)存储时间平均粒径/n m 粒度分布指数Z e t a 电位/m V 新鲜制备383.5ʃ1.40.274-36.9ʃ1.91d 390.1ʃ2.60.226-42.5ʃ2.73d 396.8ʃ2.90.248-36.0ʃ0.87d 400.4ʃ2.50.232-31.9ʃ1.514d395.3ʃ3.20.333-30.4ʃ0.32.6 纳米颗粒的体外细胞毒性实验选用小鼠结肠癌细胞(C T 26细胞,C D 44高表达)探究Z e i n -H A@H C P T 对结肠癌细胞生长的影响.如图11所示,Z e i n -H A 空白载体对C T 26细胞几乎没有细胞毒性;随着载体浓度的增加,细胞活性呈现一定程度的增加,这可能是由于Z e i n -H A 的降解产物有助于C T 26的增殖.Z e i n -H A@H C P T 显示出比游离H C P T 更低的I C 50值,说明Z e i n -H A@H C P T 的细胞毒性更强,这可能是由于肿瘤细胞对纳米颗粒的摄取能力高于游离药物,且包封在Z e i n -H A@H C P T 中的H C P T 呈无定形形态,溶解度相较于游离H C P T 有所提高,进而使H C P T 的生物利用度提高;同时Z e i n -H A@H C P T 优异的C D 44靶向能力使C D 44受体高表达的C T 26肿瘤细胞对Z e i n -H A@H C P T 的摄取增加,从而表现出更强的细胞毒性.图11 C T 26细胞毒性实验结果F i g .11 I nv i t r o c y t o t o x i c i t y ofH C P T ,Z e i n -H A @H C P Ta n dZ e i n -H At oC T 26c e l l s 2.7 纳米颗粒对肿瘤细胞的靶向摄取能力为探究C T 26细胞对Z e i n -H A@H C P T 的摄取能力,本研究使用正置荧光显微镜观察Z e i n -H A@H C P T 的细胞摄取情况.如图12所示,随着H C P T 和Z e i n -H A@H C P T 与细胞的孵育时间从1h 延长至4h ,细胞内的荧光强度也逐渐增强,这表明H C P T 和Z e i n -H A@H C P T 被细胞内化的过程是时间依赖性的摄取过程.4h 时,H C P T 与Z e i n -H A@H C P T 的摄取能力差异与细胞毒性的结果吻合.为探究Z e i n -H A@H C P T 的C D 44靶向能力,通过设置H A 竞争实验,对贴壁生长24h 的C T 26细胞使用游离H A (0.5m g /m L )预处理1h 后,再给予不同的药物共同孵育4h ,观察肿瘤细胞对药物摄取能力的变化.如图12所示,C T 26细胞与Z e i n -H A@H C P T 共孵育的实验组中,细胞内几乎没有绿色荧121 第2期朱曙霞,等:基于玉米醇溶蛋白-透明质酸载体的结肠靶向口服纳米药物研究221杭州师范大学学报(自然科学版)2024年光;缺少C D44靶向配体的游离药物H C P T,即使在H A预处理后,细胞内仍显示出强烈的绿色荧光,具有较高的摄取能力.实验结果表明,Z e i n-H A@H C P T纳米颗粒是通过C D44受体介导的通路进行细胞摄取的.A:H C P T处理组;B:Z e i n-HA@H C P T处理组;标尺:40μm.图12C T26细胞中纳米颗粒的摄取能力F i g.12U p t a k e a b i l i t y o f n a n o p a r t i c l e s i nC T26c e l l s3结论抗结肠癌口服药物克服肠胃道p H㊁消化酶和黏膜等多重生理屏障,实现结肠病灶部位的靶向蓄积是当前面临的重要挑战.本研究使用超声透析法构建基于玉米醇溶蛋白-透明质酸的纳米复合载体,利用四因素四水平的正交实验优化实验参数,使用渴望函数法评价操作参数对多指标的影响.获取制备纳米颗粒的最优条件:Z e i n质量浓度为1.0m g/m L,HA分子质量为400k D a,反应温度为20ħ,超声功率为150W.使用一步法制备Z e i n-H A@H C P T纳米药物(包封率达95.85%),具备优异的抗胃酸分解特性,利用时间依赖性药物控制释放机制实现结肠靶向递送.通过考察Z e i n-H A@H C P T的生物稳定性㊁细胞毒性㊁细胞摄取等生物学性能,表明Z e i n-H A@H C P T纳米药物具有良好的生物稳定性㊁高效的细胞毒性和C D44受体靶向能力,可实现对结肠癌的靶向治疗.参考文献:[1]R E A C T TC O L L A B O R A T I V E ,Z A B O R OW S K IA M ,A B D I L EA ,e t a l .C h a r a c t e r i s t i c s o f e a r 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nC o l o n -t a r ge t e dO r a lN a n o m e d i c i n eB a s e do nZ e i n -H AC a r r i e r Z HUS h u x i a ,WA N G M e i l i n g ,X UZ i n i n g ,Y U Y u a n l o n g ,P A NJ i a n l i n ,WA N G H o n gd i (C o l le g e o fM a t e r i a l ,C h e m i s t r y a n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,H a n g z h o uN o r m a lU n i v e r s i t y ,H a n gz h o u311121,C h i n a )A b s t r a c t :O r a l n a n o c a r r i e r s f o r c o l o n -t a r g e t e dm e d i c i n ed e l i v e r y b a s e do nZ e i n -h y a l u r o n i ca c i d (HA )w e r ed e s i gn e d i n t h i s s t u d y .T h e n a n o m e d i c i n e o f Z e i n -HA -h y d r o x y c a m p t o t h e c i n (Z e i n -HA@H C P T )w a s p r e p a r e db y t h e u l t r a s o u n d d i a l y s i s m e t h o d .T h e p r e p a r a t i o n c o n d i t i o n s o f t h en a n o m e d i c i n ew e r eo p t i m i z e db y d e s i r a b i l i t y f u n c t i o n .T h em i c r o s t r u c t u r e ,d r u gr e l e a s e b e h a v i o r ,c y t o t o x i c i t y a n d t a r g e t e d c e l l u l a r u p t a k e a b i l i t y o f t h e n a n o m e d i c i n ew e r e i n v e s t i g a t e d .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t Z e i n -HA@H C P T p o s s e s s e dah i g hd r u g e n c a p s u l a t i o ne f f i c i e n c y o v e r 95%.M e a n t i m e ,i t e x h i b i t e d e x c e l l e n t b i o l o g i c a l s t a b i l i t y ,b i o c o m p a t i b i l i t y ,a n du n i q u e g a s t r i ca c i dr e s i s t a n c e .T h ec u m u l a t i v er e l e a s eo fd r u g s i nt h ec o l o n i ce n v i r o n m e n t w a s s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e d .F u r t h e r m o r e ,Z e i n -HA@H C P T w a s t a r g e t e da n d t a k e nu p b y c o l o nc a n c e r c e l l s t h r o u ghC D 44r e c e p t o rm e d i a t e de n d o c y t o s i s ,w h i c hc a n i m p r o v e t h e a n t i -t u m o r e f f i c a c y o f d r u gs .K e y wo r d s :Z e i n ;h y a l u r o n i c a c i d ;h y d r o x y c a m p t o t h e c i n ;c o l o n -t a r g e t e d 321 第2期朱曙霞,等:基于玉米醇溶蛋白-透明质酸载体的结肠靶向口服纳米药物研究。
玉米醇溶蛋白提取的研究（食品科学毕业论文）
玉米醇溶蛋白提取的研究（食品科学毕业论文）单位代码：XXXXXX大学XX学院毕业论文学生姓名：XX玉米醇溶蛋白提取工艺研究Zein extraction process selection 学生姓名：XXX指导教师：XXX教授专业名称：XXXXXXXXX答辩时间：XXXX年X月XX大学学术委员会XXXX年X月摘要用玉米生产淀粉，副产物主要是玉米醇溶蛋白。
玉米醇溶蛋白具有独特的氨基酸组成，其分子中存在大量的疏水氨基酸，同时含有较多的含硫氨基酸，其溶液具有溶解性和成膜性。
我国是玉米生产大国, 原料丰富，但是我国玉米深加工程度与发达国家相比存在很大差距, 还没有形成玉米醇溶蛋白的规模化生产，主要原因是玉米醇溶蛋白的生产成本过高。
本课题主要研究如何优化玉米醇溶蛋白的提取过程，选择合适的提取剂，降低玉米醇溶蛋白的提取成本，以加快玉米醇溶蛋白的规模化生产。
通过乙醇浸提法和碱提酸沉法，从蛋白粉中提取玉米醇溶蛋白，并从温度、料液比、浸提时间、pH等几个方面考虑其对提取率的影响，根据正交试验结果，确定玉米醇溶蛋白的最佳提取条件。
结果表明，乙醇浸提法提取率较高，变性程度较小。
乙醇浸提法的最佳工艺条件为：提取温度60 ℃，料液比1g /8 mL，浸提时间5 h，乙醇浓度80%，此时提取率可达82.21%。
关键词：玉米醇溶蛋白；乙醇浸提法；碱提酸沉法Zein extraction process selectionUsing corn starch production, is mainly zein by-products. Zein has a unique amino acid composition, there are a large number of hydrophobic amino acids in the molecule, and containing more sulfur amino acids, its have the solubility and film-forming solution. Is corn production in China power, abundant raw materials, but the degree of corn deep processing in China there is a big gap compared with developed countries, also did not form large-scale production of zein, the main reason is that the production cost of zein are too highThis topic mainly studies how to optimize the extraction process of zein, choosing the appropriate extraction agent, the zein extraction to reduce costs, to accelerate the large-scale production of zein. By ethanol extraction and alkali, acid sinking method extract zein from protein, and from the temperature, liquid ratio, extraction time, pH and so on several aspects to consider its effect on the extraction yield, so as to determine the optimum extraction conditions of zein and extraction agent.Results showed that the ethanol extraction, extraction rate is high, the degree of degeneration is minimal. Optimum process conditions of ethanol extraction as follows: extraction temperature 60 ℃, 1 g of material liquid / 8 mL, leaching time of 5 h, ethanol concentration of 80%, the extraction rate can reach 82.21%, corn alcohol soluble protein degeneration rate was 10.23%. Key words :Zein;The ethanol extraction;Alkali mention acid sinking method目录中文摘要(Ⅰ)英文摘要(Ⅱ)目录(Ⅲ)第一章前言 (1)1.1组成 (1)1.2构型 (1)1.3特性 (2)1.3.1成膜性 (2)1.3.2溶解性 (2)1.3.3其他性质 (3)1.4本课题研究背景意义及内容 (3)第二章实验材料与方法 (5)2.1材料与仪器 (5)2.1.1材料 (5)2.1.2仪器 (5)2.2操作方法 (5)2.2.1乙醇浸提法提取工艺 (5)2.2.2碱提酸沉法提取工艺 (5)2.2.3玉米醇溶蛋白的沉淀 (6)2.3测定方法 (6)第三章实验结果与讨论 (8)3.1乙醇浸提法最佳提取条件的确定 (8)3.1.1温度对玉米醇溶蛋白提取率的影响 (8)3.1.2料液比对玉米醇溶蛋白提取率的影响 (8)3.1.3浸提时间对玉米醇溶蛋白提取率的影响 (9) 3.1.4乙醇浓度对玉米醇溶蛋白提取率的影响 (9) 3.1.5乙醇浸提法提取玉米醇溶蛋白的正交试验 (10) 3.2碱提酸沉法最佳提取条件的确定 (12)3.2.1温度对玉米醇溶蛋白提取率的影响 (12)3.2.2液料比对玉米醇溶蛋白提取率的影响 (12) 3.2.3pH对玉米醇溶蛋白提取率的影响 (13)3.2.4碱提酸沉法提取玉米醇溶蛋白的正交试验 (13) 第四章结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)外文文献 (19)外文译文 (23)第一章前言玉米是全世界产量最高的粮食作物之一，在农业和工业上都有着重要作用，玉米可以用来生产淀粉，副产物主要为玉米醇溶蛋白（Zain），玉米醇溶蛋白占总蛋白量的50%~60%之间，玉米醇溶蛋白是由蛋白质组成的混合物，组成玉米醇溶蛋白的蛋白质平均分子量在25000到45000之间，是一种天然高分子材料。
玉米醇溶蛋白膜研究进展
玉米醇溶蛋白膜研究进展魏东伟;刘贵金;江燕斌【摘要】介绍了玉米醇溶蛋白(Zein)的组成及结构,总结了Zein膜的制备方法、性能及用途,详述了为满足Zein膜在各种用途中的性能而进行的各种修饰改性,如提高机械性能、增强亲/疏水性、增强隔氧阻水性、增大载药量和载药效率及增强药物控缓释等.今后的工作,将围绕新的制备和复合改性方法、拓展Zein膜的应用领域、复合改性机理的研究及改善Zein膜用于药物控缓释时初期的爆发性释放等方面展开.【期刊名称】《化学反应工程与工艺》【年(卷),期】2015(031)006【总页数】10页(P538-547)【关键词】玉米醇溶蛋白膜;性能;用途;修饰改性;载药效率;药物控缓释【作者】魏东伟;刘贵金;江燕斌【作者单位】华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TS201.2;TS206.4近年来，石油衍生品塑料包装膜的环境污染问题引起越来越多的关注，研究者开始重视研究由可再生的、生物可降解的和来自农业的天然植物大分子制备的功能膜，主要包括多糖、脂类和蛋白质或多肽功能膜[1,2]。
玉米醇溶蛋白（Zein）是湿式玉米淀粉加工的副产物，是主要的谷物储存蛋白，1897年首次被人们所认识[3]，并被美国食品及药物管理局定义为无过敏性及安全食品。
Zein分子富含硫氨基酸，这些氨基酸可以形成很强的分子二硫键，并和分子之间的疏水键一起构成 Zein成膜特性的分子基础[4]。
Zein以其优良的成膜特性，生物可降解性，高温、高湿条件下的良好稳定性及安全性而引起人们的重视[5]。
在众多的可食性薄膜中，唯有Zein可在无需添加剂和鞣制剂的条件下制成薄膜，并且具有良好抗菌性[6]、抗氧气和水蒸气透过[7,8]、良好的生物相容性[9]及显著的药物控缓释[10]等特性，因此可用于食品保鲜[11]、包装[12]、制药[13]及组织工程[6]等行业。
玉米醇溶蛋白改性及食品中的应用研究进展
70·FOOD INDUSTRY调查 研究 张京京 任重远 吉林化工学院生物与食品工程学院玉米醇溶蛋白改性及食品中的应用研究进展辅助法、超声波辅助法以及酶法辅助糖基化的方法对蛋白进行改性。
玉米醇溶蛋白的应用可食性包装、保鲜膜。
玉米醇溶蛋白具有良好的成膜性和黏接性，因此玉米醇溶蛋白成膜性能在食品工业中研究较多也较为详细。
将玉米醇溶蛋作为包衣剂保鲜猕猴桃，有可以效延长其保存期； Ｇｈａｎｂａｒｚａｄｅｈ等分别以果糖，半乳糖和葡萄糖作为增塑剂玉米醇溶蛋白溶液进行增塑改性，获得了（ｚｅｉｎ－ｒｅｓｉｎ）增塑改性膜。
由于玉米醇溶蛋白来源于食品原料，具有安全、环保等优势，其成膜性能在食品工业中的应用具有广阔的前景。
制备小分子功能肽。
以玉米醇溶蛋白为原料制备小分子功能肽也成为近年来的研究热点。
玉米醇溶蛋白活性多肽具有改善乙醇代谢、降低胆固醇、抗肿瘤等功能性质。
李鸿梅等等利用ＡＵ蛋白酶制备玉米醇溶蛋白肽，并获得了抗氧化活性较强的组分。
李升福等将玉米蛋白水解，并制备了玉米肽酸奶和玉米肽灌肠等食品，具有独特的风味和口感。
无麸质食品。
目前无麸质食品成为当下的研究热点。
玉米醇溶蛋白可替代面粉中的面筋蛋白，与淀粉混合制作面包、披萨等无麸质食品。
国外对此的研究报道较多。
但玉米醇溶蛋白制作无麸质面包的缺点是其烘焙性能较差，因此许多学者致力于通过改性以及复合其它物质的方法提升其烘焙性能。
其他。
玉米醇溶蛋白可替代口香糖胶基，具有可降解、无污染营养安全等优点玉米醇溶蛋白是良好的缓释材料，玉米醇溶蛋白膜作为药物成膜剂已被制成微球结构用来运输胰岛素、乳酸菌素等。
展望玉米醇溶蛋白作为玉米深加工产业的副产品，具有性质独特、来源丰富、无毒副作用等优势，在工业上有很好的应用前景，特别是在食品加工领域。
但由于玉米醇溶蛋白提取和纯化的成本过高，且提取过程中容易引入有毒的有机物，因此又限制了其在食品加工领域的应用。
目前迫切需要解决的问题就是改进玉米醇溶蛋白的纯化方法，并通过改性优化其生理性能，这对进一步开发和利用玉米醇溶蛋白具有重要意义，同时也将带来巨大的社会和经济效益。
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玉米醇溶蛋白亲水修饰及载体应用的研究进展王典【摘要】玉米醇溶蛋白具有广泛的研究、应用价值,为进一步扩大其应用,亲水性修饰就是一种重要手段.对国内外的亲水性修饰研究和应用进行了综述,以期给玉米醇溶蛋白的亲水性修饰研究及作为药物载体的应用研究提供参考.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2018(044)006【总页数】3页(P14-15,19)【关键词】玉米醇溶蛋白;亲水性;修饰;药物载体【作者】王典【作者单位】平煤神马医疗集团总医院药品调剂科,河南平顶山467000【正文语种】中文【中图分类】R781.4玉米醇溶蛋白（Zein）是一种天然生物大分子，具有良好的成膜性和生物学性质，在医药、食品等领域均有着广泛的研究和应用[1-3]。
玉米醇溶蛋白具有良好的细胞相容性、骨诱导性以及生物可降解性[4-6]。
玉米醇溶蛋白良好的成膜性是由于其具有独特的溶解性，特有的溶解性是因为其分子中非极性氨基酸的存在比例较高，缺乏极性氨基酸以及带电的酸、碱性氨基酸。
玉米醇溶蛋白能够溶解于一定比例的乙醇水溶液，还可溶解于高浓度尿素、强碱溶液、十二烷基硫酸钠溶液以及丙二醇等有机溶剂[7-9]。
由于其特殊的性质，玉米醇溶蛋白在药物的载体方面得到了深入的研究，现在研究较多的药物载体有玉米醇溶蛋白微球、纳米粒、凝胶以及膜[10-13]，但是由于强烈的疏水性，限制了其在药物传输系统方面的进一步开发研究。
如果利用小分子或者亲水性强的大分子对其分子结构中的残基进行修饰，引入亲水性更强的基团，从而使其亲水性增加或者成为两亲性的高分子。
两亲性高分子可以组装成聚合物胶束，是药物传输系统热门的研究课题，它可以增加难溶药物的溶解度，让更多的难溶性药物走向临床成为可能[14-16]。
此外，还能够增加药物的生物利用度，减少毒副作用以及使药物具有缓释和靶向效果。
基于玉米醇溶蛋白的良好性质，同时考虑到它在实际应用中的局限性，对其进行亲水性修饰就显得尤为必要。
1 小分子修饰采用小分子对玉米醇溶蛋白进行亲水性化学修饰，目的是增加分子上的亲水性基团，进而增加其水溶性。
小分子修饰后的产物亲水性能增加，作为药物载体的研究较少。
周利敏等[17]利用转谷氨酰胺酶（TGase）催化玉米醇溶蛋白与氨基葡萄糖盐酸盐（GAH）发生交联反应，测定结果表明，交联反应产物的溶解性比玉米醇溶蛋白要高。
张钟等[18]通过超声波预处理玉米醇溶蛋白，再利用酸和热的复合处理对玉米醇溶蛋白进行改性，结果表明，改性后玉米醇溶蛋白的溶解度显著增加，表面疏水性明显降低。
洪宇[19]分别采用不同方法对玉米醇溶蛋白进行亲水性改性，以酒石酸、柠檬酸和苹果酸进行去酰胺基改性，得到产物的水溶性均有不同程度的改善；以木瓜酶进行去酰胺改性，产物的水溶解性也明显提高；改性中利用微波技术将使产物的水溶性明显增加。
康雪帆等[20-21]对玉米醇溶蛋白进行糖接枝改性，采用的修饰物为葡萄糖和木糖，结果表明，糖接枝产物的亲水性显著提高，糖接枝产物复合微粒提高了对虾青素的包埋率以及虾青素热稳定性，同时缓释效应更显著。
Yin等[22]在弱碱性条件下，用氯乙酸钠对玉米醇溶蛋白进行改性，得到羧甲基玉米醇溶蛋白（CM-zein）。
产物的红外光谱和核磁共振氢谱表明玉米醇溶蛋白发生了羧甲基化。
羧甲基玉米醇溶蛋白的溶解性发生了改变，亲水性增加。
通过5-FU载药大鼠体内实验表明，5-FU在肠内释放而在胃内不释放，该材料有潜力被开发为pH敏感性的载药肠内制剂。
李鸿梅等[23]采用磷酸化修饰蛋白的方法，以三聚磷酸钠为磷酸化试剂，制备了磷酸化玉米醇溶蛋白，并且以溶解度为考查指标，优化了制备工艺，在最佳工艺条件下，磷酸化玉米醇溶蛋白的溶解度为15.4%，大大提高了玉米醇溶蛋白的水溶性。
2 大分子修饰利用亲水性大分子上的活性基团，对玉米醇溶蛋白上的活性基团进行修饰，增加了玉米醇溶蛋白分子上的亲水链段，使其亲水性增加，能够形成两亲性的高分子，这种两亲性的产物多应用于药物载体的研究，具有良好的释药性能。
目前修饰片段多采用单甲氧基聚乙二醇。
刘力等 [24]用末端羟基活化的单甲氧基聚乙二醇（mPEG）与玉米醇溶蛋白反应得到亲水性改性的玉米醇溶蛋白（mPEG-g-Zein）。
该接枝产物具有较高的水溶性，能够有效改善难溶药物的水溶性。
以硝苯地平为模型药物，制备成硝苯地平缓释片，体内和体外的释药结果表明，该材料能够延缓药物释放，提高了药物的生物利用度。
Podaralla等[25]用单甲氧基聚乙二醇的琥珀酰亚胺衍生物对玉米醇溶蛋白上的游离氨基进行化学修饰，得到产物mPEG-Zein，采用透析的方法制备了mPEG-Zein胶束。
该胶束具有核壳结构，平均粒径大小为95±10 nm。
制备的姜黄素载药胶束在pH为7.4的情况下姜黄素能够持续24 h释放。
耐药NCI/ADR-RES肿瘤细胞的体外实验表明，与游离的姜黄素相比，姜黄素纳米胶束的细胞摄取效率更高，效果更好。
刘子荣等[26]使用末端羟基活化的单甲氧基聚乙二醇（mPEG）衍生物对玉米醇溶蛋白进行化学修饰，制备了两亲性的mPEG-g-Zein。
采用悬浮界面交联法制备了纳米胶束硝苯地平-单甲氧基聚乙二醇接枝玉米醇溶蛋白-微球，微球的平均粒径为22 μm，微球内部纳米胶束的平均粒径为200 nm。
体外试验表明其释放药物缓慢；体内试验结果表明药物的相对生物利用度较高。
宋镕光[27]利用甲氧基聚乙二醇（mPEG）和α-Zein，通过玉米醇溶蛋白接枝反应得到两亲性聚合物（mPEG-g-α-Zein），产物显示胶束粒径大小约为90 nm且分布均匀。
聚合物的细胞毒性较低，具有良好的生物相容性，包裹姜黄素的胶束具有体外缓释效果；采用聚2-（二甲氨基）甲基丙烯酸乙酯（PDMAEMA）和α-Zein （PDMA-g-α-Zein）进行接枝反应，得到具有pH响应性的接枝共聚物。
作为药物载体时，姜黄素能够实现零级释放，并且能够维持长时间的稳定循环。
聚合物具有较高的内化效率及良好的血清稳定性，制备的PDMA-g-α-Zein/m PEG-gα-Zein混合胶束具有更好的生物相容性，毒性较低，转染效率得到提高，因此，该阳离子蛋白转基因载体具有良好发展前景。
3 结束语作为具有良好生物学性质的天然生物大分子，玉米醇溶蛋白自身的疏水性质就具有广阔的应用和研究价值。
通过亲水性修饰后，得到亲水性增加或者具有两亲性质的玉米醇溶蛋白修饰产物，更进一步地扩大了它的应用范围，为药物传输系统的开发提供了良好的载体。
但是，不论是玉米醇溶蛋白本身还是经过亲水性修饰后的改性玉米醇溶蛋白，在药物传输系统应用中的稳定性以及在体内的降解代谢研究还比较少[28-29]。
此外，这些药物载体的代谢产物是否会对机体带来不良反应，还有待进一步的研究。
总之，随着研究开发的不断深入，玉米醇溶蛋白以及其亲水性修饰产物在药物的传输系统中都具有良好的应用前景。
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