王 攀，樊金玲*，楊亞培，張 月

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023）

姜黃素（curcumin，CCM）是從姜黃、莪術(shù)、郁金等姜黃屬植物中提取的一種多酚類(lèi)化合物[1]，是國(guó)內(nèi)外允許使用的天然食用黃色素。同時(shí)，CCM具有多種生理和藥理活性，如抑菌、抗腫瘤、抗人類(lèi)免疫缺陷病毒作用、抗纖維化作用等[1-2]，耐熱性好、安全性高（12 g/d的劑量下對(duì)人體無(wú)明顯毒副作用）[3]。但CCM的水溶性很低（11 ng/mL、25 ℃）[4]，導(dǎo)致其在體內(nèi)的吸收率差、生物利用率低[5]，在水溶性基質(zhì)的食品和藥品等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用也因此受到極大限制。因此，提高CCM的水溶性是開(kāi)發(fā)其潛在應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵所在。

目前，提高CCM溶解度的方法包括基于脂質(zhì)體、膠束、納米乳液、無(wú)定形固體分散體、對(duì)CCM進(jìn)行化學(xué)修飾、形成復(fù)合物等多種技術(shù)或體系，載體材料包括天然聚合物（碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪）以及人工合成的聚合物[6-9]。但是，上述方法多數(shù)不易適用于食品，例如：脂質(zhì)體制備需要大量的表面活性劑；大多數(shù)天然高分子需要修飾，合成的聚合物通常生物相容性低。另外還存在制備過(guò)程復(fù)雜、成本較高等問(wèn)題[7]。

植物糖原（phytoglycogen，PG）是由α-1,4和α-1,6糖苷鍵連接的、高度支化的可溶性α-D-葡聚糖[10]，由于平均鏈長(zhǎng)短、分支度高，同時(shí)具有外緊內(nèi)松的樹(shù)枝狀分支模式以及粒徑小等結(jié)構(gòu)特征[11]，使其分子表面存在大量的葡萄糖殘基，可與水分子形成氫鍵，易溶于冷水[12]。研究表明，PG不含有簇狀結(jié)構(gòu)，而是形成比支鏈淀粉分支更多、更短、結(jié)構(gòu)更加緊密的球形結(jié)構(gòu)，是一種天然的納米粒[13]。研究人員以PG負(fù)載葉黃素和槲皮素，顯著提高了葉黃素的表觀(guān)溶解度（0.56 μg/mL提高至130.65 μg/mL）和槲皮素溶解度（4.32 μg/mL提高至241.76 μg/mL）[11,14]。

PG具有良好的分散穩(wěn)定性。以PG為載體，將一定量高濃度的CCM乙醇溶液加入一定濃度的PG溶液中，使得體系中CCM為過(guò)飽和狀態(tài)。部分游離的CCM分子與PG相互作用，形成PG-CCM復(fù)合物，提高CCM的表觀(guān)溶解度。此方法具有制備簡(jiǎn)單、不添加任何表面活性劑、體系安全無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)著重研究PG、CCM、體系pH值和離子質(zhì)量濃度對(duì)CCM表觀(guān)溶解度、負(fù)載能力、負(fù)載效率的影響；并采用動(dòng)態(tài)激光光散射法研究復(fù)合物的粒徑分布，通過(guò)透射電鏡進(jìn)行形貌觀(guān)察，并通過(guò)傅里葉變換紅外光譜、熒光光譜、差示掃描量熱分析對(duì)PG與CCM的相互作用、負(fù)載前后CCM存在微環(huán)境及存在狀態(tài)的變化進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

加強(qiáng)型甜玉米“中甜8號(hào)” 北京金農(nóng)科種子科技有限公司；姜黃素C1386 美國(guó)Sigma公司；磷鎢酸（分析純） 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；普通碳支持膜 中鏡科儀（北京）膜科技有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

L5S紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海儀電分析儀器有限公司；H2050高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司；Nano-ZS90激光粒度儀 馬爾文儀器有限公司；TENSPOR27傅里葉變換紅外光譜儀 德國(guó)Bruker儀器公司；DSC1型差示掃描量熱儀 瑞士Mettler-Toledo公司；JEM-2100透射電子顯微鏡 日本電子公司；G9800A熒光光譜儀 美國(guó)Aglient Cary Eclipse公司；JYL-0020鋁坩堝 上海菁儀化工材料有限公司。

1.3 方法

1.3.1 PG提取

參照文獻(xiàn)[15-16]的提取方法作適當(dāng)修改。取“中甜8號(hào)”玉米樣品（100 g），于高速粉碎機(jī)中粉碎20 s，至樣品呈粗燕麥粉大??；加入去離子水（400 g），攪拌均勻后，于4 ℃冰箱中浸提4 h；浸提物用270 目孔篩過(guò)濾，收集濾液；濾渣加入去離子水（400 g）浸提并過(guò)濾，此過(guò)程重復(fù)2 次，合并濾液（約1 200 mL）。用1 mol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值至4.8，于4 ℃冰箱中靜置2 h；5 000×g離心30 min，以除去沉淀的蛋白。收集上清液，于4 ℃冰箱中靜置24 h，5 000×g離心30 min，以除去沉淀的淀粉。收集上清液，用1 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至7；121 ℃高溫處理20 min（有絮狀物生成），冷卻至室溫，10 000×g離心20 min，去除變性沉淀的蛋白。取上清液，加3 倍體積的乙醇沉淀PG；布氏漏斗抽濾，收集濾紙上的PG。將其懸浮于一定體積的乙醇中，抽濾，去除溶解于乙醇的小分子糖和呈色物質(zhì)，重復(fù)3 次。將純化后的PG放置在通風(fēng)櫥中以除去殘余的乙醇，得到PG固體粉末，平均提取率為10.4%，采用3,5-二硝基水楊酸法[17]測(cè)定PG中還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.71%，采用考馬斯亮藍(lán)法[18]測(cè)定PG中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%。

1.3.2 PG負(fù)載CCM

精確稱(chēng)取一定量的PG，將其溶于去離子水，配制出指定質(zhì)量濃度的PG溶液；精確稱(chēng)取一定量的CCM，將其溶于無(wú)水乙醇中，配制出指定質(zhì)量濃度的CCM乙醇溶液。取4.95 mL的PG溶液，加入0.05 mL的CCM溶液，于搖床中振蕩平衡（200 r/min，30 min）；10 000×g離心15 min，棄去不溶性的CCM沉淀，清液即為PG-CCM復(fù)合物負(fù)載溶液。將上述負(fù)載溶液凍干成粉，置于干燥器中，于4 ℃冰箱中保存，備用。

1.3.3 影響CCM表觀(guān)溶解度的因素

1.3.3.1 PG質(zhì)量濃度對(duì)CCM表觀(guān)溶解度的影響

分別配制質(zhì)量濃度為1、2、4、6、8、10、20、30、40、50 mg/mL的PG溶液，按1.3.2節(jié)方法負(fù)載CCM。其中，CCM乙醇溶液質(zhì)量濃度為4 mg/mL，PG溶液pH值為7，硫酸銨質(zhì)量濃度為0 mg/mL。

1.3.3.2 CCM質(zhì)量濃度對(duì)CCM表觀(guān)溶解度的影響

分別配制質(zhì)量濃度為0.5、1、2、3、4、5 mg/mL的CCM乙醇溶液，按1.3.2節(jié)方法負(fù)載CCM。其中，PG溶液質(zhì)量濃度為50 mg/mL，PG溶液pH值為7，硫酸銨質(zhì)量濃度為0 mg/mL。

1.3.3.3 pH值對(duì)CCM表觀(guān)溶解度的影響

分別配制pH 2、3、4、5、6、7的溶液（用0.01、1 mol/L的NaOH和HCl調(diào)節(jié)pH值）；用上述溶液配制質(zhì)量濃度為50 mg/mL的PG溶液，再使用HCl溶液對(duì)不同pH值的PG溶液進(jìn)行微量緩慢調(diào)節(jié)，至溶液pH值分別為2、3、4、5、6、7；按1.3.2節(jié)方法負(fù)載CCM。其中，CCM乙醇溶液質(zhì)量濃度為4 mg/mL，PG質(zhì)量濃度為50 mg/mL，硫酸銨質(zhì)量濃度為0 mg/mL。

1.3.3.4 鹽離子質(zhì)量濃度對(duì)CCM表觀(guān)溶解度的影響

配制質(zhì)量濃度為0、100、200、300、400、500 mg/mL的硫酸銨溶液。用上述溶液配制質(zhì)量濃度為50 mg/mL的PG溶液，按1.3.2節(jié)方法負(fù)載CCM。其中，CCM乙醇溶液質(zhì)量濃度為4 mg/mL，PG質(zhì)量濃度為50 mg/mL，PG溶液pH值為7。

1.3.4 CCM的測(cè)定

1.3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

用80%的乙醇溶液分別配制0.5、1、1.7、2.5、4、5.5、7 μg/mL的CCM標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別測(cè)出各溶液在425 nm波長(zhǎng)處的吸光度，以CCM質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。CCM質(zhì)量濃度在0～7 μg/mL的范圍內(nèi)，CCM質(zhì)量濃度與吸光度呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，線(xiàn)性回歸方程為y=0.172 1x＋0.013 7（R2=0.999 7），即適用于PG負(fù)載中關(guān)于CCM含量的計(jì)算。

1.3.4.2 樣品的測(cè)定

取PG-CCM復(fù)合物負(fù)載溶液1 mL，加入4 mL無(wú)水乙醇，離心（10 000×g，15 min）。收集上清液，以80%乙醇溶液為空白，于425 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

按公式（1）～（3）分別計(jì)算樣品對(duì)CCM的表觀(guān)溶解度、負(fù)載能力和負(fù)載效率[7]：

1.3.5 PG-CCM復(fù)合物納米粒的粒徑分布

取1.3.2節(jié)所得PG-CCM復(fù)合物負(fù)載溶液（其中PG的質(zhì)量濃度分別為10、20、30、40 mg/mL和50 mg/mL），分別用蒸餾水稀釋?zhuān)筆G終質(zhì)量濃度均為2 mg/mL；旋渦振蕩混勻，采用ZS90型動(dòng)態(tài)光散射激光粒度儀測(cè)定粒徑分布和電位[16]。

1.3.6 透射電鏡分析

將PG-CCM復(fù)合物溶解在0.02 mol/L NaAc緩沖液（pH 5.5）中，配制約為0.1 mg/mL PG-CCM復(fù)合物溶液；取1 滴配制好的復(fù)合物溶液滴在碳涂層上，待干燥后，重復(fù)2 次；將1 滴15 mg/mL磷鎢酸滴至制好的樣品的銅網(wǎng)上，2 min后，用剪成尖角的濾紙吸去染色液，所有樣品在室溫干燥過(guò)夜（12 h）進(jìn)行透射電鏡圖像處理[7,19]。

1.3.7 熒光光譜分析

采用穩(wěn)態(tài)熒光光譜儀分別檢測(cè)CCM溶液和PG-CCM復(fù)合物負(fù)載溶液的熒光光譜[20-21]。設(shè)定激發(fā)波長(zhǎng)為420 nm，狹縫寬度為10 nm，儀器采樣間隔為1 nm，掃描波長(zhǎng)范圍為450～650 nm。采用熒光光譜儀分別檢測(cè)CCM溶液和PG-CCM溶液的熒光光譜。配制質(zhì)量濃度分別為0、0.5、1、1.5、2 mg/mL PG溶液；取10 mL上述溶液，加2 mg/mL CCM乙醇溶液（體系中CCM終濃度為5 μmol/L）；混勻，作用2 min后進(jìn)行熒光光譜掃描。為消除植物糖原的拉曼峰以及其他散射現(xiàn)象對(duì)熒光造成的干擾，實(shí)驗(yàn)同時(shí)記錄了不同濃度PG溶液的熒光光譜（即10 mL不同濃度PG溶液加入無(wú)水乙醇的熒光光譜）；將其作為對(duì)照，從各樣品的光譜中減去，從而得到樣品的熒光光譜，以抵消拉曼峰和其他散射產(chǎn)物所造成的干擾。

1.3.8 衰減全反射傅里葉變換紅外光譜分析

精確稱(chēng)取CCM、PG、PG和CCM物理混合物、PG-CCM復(fù)合物負(fù)載物各1～2 mg，將樣品分別與KBr粉末（約100 mg）在瑪瑙研缽中充分研磨均勻，用壓片機(jī)進(jìn)行壓片處理，將不加樣的KBr壓片（約100 mg）為空白背景，掃描范圍500～4 000 cm－1，分辨率為2 cm－1，樣品光譜為掃描32 次所得[7]。

1.3.9 差示掃描量熱分析

采用差示掃描量熱儀研究CCM與PG反應(yīng)前后的晶體狀態(tài)是否發(fā)生改變。精確稱(chēng)取CCM、PG、PG和CCM物理混合物、PG-CCM復(fù)合物負(fù)載物各25.0 mg，密封于鋁制坩堝中；20 ℃等溫保持1 min后，以10 ℃/min的速率升溫至250 ℃，氮?dú)獯祾咚俾蕿?0 mL/min，空盤(pán)作為參比盤(pán)（空白），記錄差示掃描量熱曲線(xiàn)[7]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及圖像處理

所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值；用DPS分析各組結(jié)果間的差異顯著性（P＜0.05）；結(jié)果以 ±s表示；用Origin 8.5軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 PG負(fù)載提高CCM的表觀(guān)溶解度因素優(yōu)化

PG易于在冷水中分散、溶解，以PG為載體負(fù)載CCM形成PG-CCM復(fù)合物，可提高CCM的表觀(guān)溶解度，凍干后的PG-CCM復(fù)合物易復(fù)溶于冷水，如圖1所示。

圖1 PG-CCM溶液（A）以及PG-CCM復(fù)溶溶液（B）Fig. 1 PG-CCM solution (A) and reconstituted PG-CCM solution (B)

2.1.1 PG質(zhì)量濃度對(duì)負(fù)載的影響

圖2 PG質(zhì)量濃度對(duì)負(fù)載的影響Fig. 2 Effect of PG concentration on loading efficiency

如圖2所示，隨著PG質(zhì)量濃度增加，CCM的表觀(guān)溶解度顯著提高；PG對(duì)CCM的負(fù)載效率也隨PG濃度增大而顯著增加，而負(fù)載能力則隨PG質(zhì)量濃度的增大而顯著降低。當(dāng)PG質(zhì)量濃度從1 mg/mL提高至10 mg/mL時(shí)，CCM的表觀(guān)溶解度呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，從8.32 μg/mL提高到18.68 μg/mL；負(fù)載效率則從20.79%增至46.70%，負(fù)載能力從8.40 μg/mg快速降至1.89 μg/mg。繼續(xù)提高PG質(zhì)量濃度至50 mg/mL，CCM的表觀(guān)溶解度持續(xù)提高至29.49 μg/mL，負(fù)載效率持續(xù)提高至71.59%，負(fù)載能力不斷下降至0.58 μg/mg。

2.1.2 CCM質(zhì)量濃度對(duì)負(fù)載的影響

圖3 CCM質(zhì)量濃度對(duì)負(fù)載的影響Fig. 3 Effect of CCM concentration on loading efficiency

CCM在無(wú)水乙醇中的溶解度較低，大于5 mg/mL質(zhì)量濃度的溶液不易制備。如圖3所示，在0.5～4 mg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，隨著CCM質(zhì)量濃度增大，CCM的表觀(guān)溶解度和負(fù)載能力提高了約7 倍；而負(fù)載效率降低了12%。繼續(xù)提高CCM質(zhì)量濃度至5 mg/mL，CCM的表觀(guān)溶解度、負(fù)載能力無(wú)顯著變化。

2.1.3 pH值對(duì)負(fù)載的影響

圖4 pH值對(duì)負(fù)載的影響Fig. 4 Effect of pH on loading efficiency

如圖4所示，隨著pH值由2提高至5，CCM的表觀(guān)溶解度、負(fù)載能力、負(fù)載效率逐漸下降至最低點(diǎn)。當(dāng)pH值由5提高至7，CCM的表觀(guān)溶解度、負(fù)載能力、負(fù)載效率大幅提高達(dá)到最大值，分別為29.66 μg/mL、0.58 μg/mg和71.59%。據(jù)報(bào)道，姜黃素在酸性條件下穩(wěn)定，在中性至堿性pH值條件下易降解[22]。因此，pH 7有利于PG負(fù)載CCM。

2.1.4 硫酸銨質(zhì)量濃度對(duì)負(fù)載的影響

圖5 硫酸銨質(zhì)量濃度對(duì)負(fù)載的影響Fig. 5 Effect of ammonium sulfate concentration on loading efficiency

如圖5所示，質(zhì)量濃度0～200 mg/mL的硫酸銨對(duì)CCM表觀(guān)溶解度、負(fù)載能力、負(fù)載效率無(wú)顯著影響；當(dāng)硫酸銨質(zhì)量濃度大于200 mg/mL時(shí)，隨著質(zhì)量濃度增大，CCM表觀(guān)溶解度、負(fù)載能力、負(fù)載效率顯著下降；當(dāng)硫酸銨質(zhì)量濃度為500 mg/mL時(shí)，上述3 個(gè)參數(shù)分別為7.55 μg/mL、0.15 μg/mg、18.88%。前期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示：質(zhì)量濃度為10～500 mg/mL的硫酸銨對(duì)PG的溶解度無(wú)影響，與文獻(xiàn)[13]報(bào)道一致；對(duì)姜黃素本身的溶解度也無(wú)影響。推測(cè)硫酸銨質(zhì)量濃度影響PG與CCM間的互相作用力。

Kaminaga等[4]報(bào)道了CCM在水中的表觀(guān)溶解度為11 ng/mL（25 ℃）。Li Jinglei等[7]報(bào)道了10 mg/mL可溶性淀粉負(fù)載CCM，CCM的表觀(guān)溶解度提高至6.32 μg/mL。Yu Hailong[23]和Ye Fayin[24]等分別報(bào)道了10 mg/mL疏水改性淀粉和辛烯基琥珀酸玉米糊精膠束包封CCM，使其表觀(guān)溶解度分別提高到18.4 μg/mL和4.44 μg/mL。Tapal等[21]報(bào)道了10 mg/mL大豆蛋白分離物與CCM形成復(fù)合物，將CCM的表觀(guān)溶解度提高到8.9 μg/mL。本研究中，10 mg/mL PG溶液中CCM的表觀(guān)溶解度為18.68 μg/mL，CCM表觀(guān)溶解度提高了近1 700 倍。CCM的表觀(guān)溶解度除與載體濃度有關(guān)外，還取決于載體在水中的溶解度。PG極易溶于冷水，且溶液黏度很低。如將10 mg/mL PG-CCM復(fù)合物凍干粉復(fù)溶到PG質(zhì)量濃度200 mg/mL時(shí)，CCM的表觀(guān)溶解度可達(dá)到366 μg/mL，提高近33 000 倍。以上分析表明：與已有報(bào)道相比，PG是一種高效的載體，可顯著提高CCM表觀(guān)溶解度。

2.2 PG-CCM復(fù)合物的結(jié)構(gòu)表征

2.2.1 PG-CCM復(fù)合物的粒徑分布

如圖6和表1所示，PG的平均粒徑為70～75 nm；負(fù)載CCM后，粒徑無(wú)顯著變化；不同質(zhì)量濃度PG-CCM復(fù)合物的粒徑也無(wú)顯著不同。本研究在證實(shí)PG一種天然存在的納米粒[25]的同時(shí)，也表明了PG-CCM復(fù)合物的粒徑主要分布在70～75 nm。復(fù)合物粒徑的聚合物分散性指數(shù)（polymer dispersity index，PDI）值約為0.14左右（＜0.2），電位為0 mV左右，彼此無(wú)顯著性差異，表明PG-CCM復(fù)合物粒徑分布均勻、呈電中性。

圖6 PG、PG-CCM復(fù)合物（50 mg/mL）的粒徑分布Fig. 6 Particle size distribution of PG and PG-CCM complex(50 mg/mL) in aqueous solution

表1 PG-CCM復(fù)合物的粒徑分布和電位Table 1 Particle size, PDI and zeta potential of PG-CCM complex

2.2.2 透射電子顯微鏡分析

圖7 PG（A）、PG-CCM復(fù)合物（B）的透射電子顯微鏡圖Fig. 7 Transmission electron microcopy (TEM) images of PG (A) and PG-CCM complex (B)

如圖7所示，PG表現(xiàn)為分布均勻、表面光滑的球形結(jié)構(gòu)；直徑在20～40 nm范圍內(nèi)，小于采用動(dòng)態(tài)激光光散射法方法測(cè)定的平均粒徑（70～75 nm）。采用透射電子顯微鏡測(cè)定樣品時(shí)，樣品需做干燥處理，樣品分子會(huì)發(fā)生脫水，因此測(cè)得的粒徑通常小于采用激光粒度儀測(cè)定的溶液狀態(tài)下水化分子的粒徑[26]。PG粒徑的相關(guān)報(bào)道較多，但測(cè)定結(jié)果存在較大差異。如Huang Lei[12]和Bi Lin[15]等采用透射電子顯微鏡測(cè)定PG納米粒的粒徑結(jié)果與本研究相接近，遠(yuǎn)小于Bhunia[27]和Scheffler[19]等的測(cè)定結(jié)果。糖原提取方法不同可能是造成粒徑差異的主要原因。玉米籽粒中的糖原可能與蛋白相結(jié)合，表現(xiàn)為較大的粒徑；提取過(guò)程中除去蛋白后，則粒徑減小。本研究提取PG時(shí)采用了高溫處理使大量的蛋白性變性沉淀，后用離心的方法加以除去，糖原樣品的蛋白質(zhì)含量很低（0.12%）；Bi Lin等[15]也采用相類(lèi)似的方法除去蛋白，因此粒徑測(cè)定結(jié)果較小。相比較，Scheffler等[19]提取時(shí)無(wú)此過(guò)程，粒徑測(cè)定結(jié)果偏大。與PG光滑的球形相比，PG-CCM復(fù)合物表現(xiàn)為較大的、不規(guī)則的平面片狀結(jié)構(gòu)。PG與CCM形成復(fù)合物后，可能由于二者的相互作用，使之在銅網(wǎng)上不再收縮成球形，而是更傾向于鋪展開(kāi)來(lái)，從而形成較大的、片狀結(jié)構(gòu)。

2.2.3 熒光光譜分析

如圖8所示，在420 nm激發(fā)波長(zhǎng)條件下，CCM溶液在波長(zhǎng)575 nm處呈現(xiàn)一個(gè)低強(qiáng)度的寬峰；隨著體系中PG質(zhì)量濃度的提高，熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，并發(fā)生明顯藍(lán)移。文獻(xiàn)[21]報(bào)道了CCM在水溶液中的熒光強(qiáng)度很弱，且與所處體系環(huán)境有關(guān)。熒光物質(zhì)的熒光強(qiáng)度和光譜與其所處微環(huán)境有關(guān)，強(qiáng)度增大、光譜藍(lán)移通常表明分子由極性大向極性小的微環(huán)境轉(zhuǎn)移。如Sahu[20]、Tapal[21]等分別用酪蛋白和大豆分離蛋白與CCM作用，使得CCM的熒光強(qiáng)度顯著增加且光譜藍(lán)移，認(rèn)為CCM與從極性較大的水溶液環(huán)境向酪蛋白和大豆分離蛋白的疏水結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)移，并依賴(lài)于疏水相互作用最終定位于二者的疏水結(jié)構(gòu)域中。本實(shí)驗(yàn)中，PG使CCM的熒光強(qiáng)度增大、光譜藍(lán)移，表明PG與CCM的作用位點(diǎn)極性相對(duì)較小，CCM由極性較大的微環(huán)境向極性較小的糖原作用區(qū)域轉(zhuǎn)移，從而引起上述熒光光譜的變化。Scheffler等[19]的研究表明：PG呈現(xiàn)外緊內(nèi)松的球形結(jié)構(gòu)，即：由葡萄糖構(gòu)成較短的側(cè)鏈在球形結(jié)構(gòu)的外周分布密集，而在內(nèi)部分布相對(duì)較少。目前很難確定CCM在PG納米球的外周和內(nèi)部是否分布均一。

圖8 CCM在不同PG質(zhì)量濃度條件下的熒光發(fā)射光譜Fig. 8 Fluorescence emission spectra of CCM at different PG concentrations

2.2.4 衰減全反射傅里葉變換紅外光譜分析

圖9 CCM（a）、PG（b）、PG-CCM物理混合物（c）、10 mg/mL PG-CCM復(fù)合物（d）的紅外光譜分析Fig. 9 FTIR spectra of CCM (a), PG (b), physical mixture of PG and CCM (c) and 10 mg/mL PG-CCM complex (d)

如圖9所示，在PG的紅外光譜中，峰位3 360 cm－1出現(xiàn)一寬峰，為OH的伸縮振動(dòng)；在CCM的光譜中，3 501 cm－1為苯環(huán)OH的伸縮振動(dòng)，1 625 cm－1為重疊在一起的C＝O和C＝C的伸縮振動(dòng)，1 506 cm－1為C—O和C—C的伸縮振動(dòng)，1 275 cm－1為苯環(huán)上C—O的伸縮振動(dòng)，1 028 cm－1為C—O—C的伸縮振動(dòng)；在PG-CCM復(fù)合物的物理混合物中，除3 501 cm－1為苯環(huán)OH的伸縮振動(dòng)外，上述CCM的特征吸收峰均存在，且略微移向高頻。如1 636 cm－1為重疊在一起的C＝O和C＝C的伸縮振動(dòng)，1 508 cm－1為C—O和C—C的伸縮振動(dòng)，1 279 cm－1為苯環(huán)上C—O的伸縮振動(dòng)[13]，1 025 cm－1為C—O—C的伸縮振動(dòng)；在PG-CCM復(fù)合物的光譜中與PG-CCM復(fù)合物的物理混合物相比，1 508、1 279 cm－1吸收峰消失，即重疊的C—O和C—C的伸縮振動(dòng)以及苯環(huán)上C—O的伸縮振動(dòng)消失。以上結(jié)果表明PG與CCM發(fā)生了相互作用。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，氫鍵被認(rèn)為是酚類(lèi)化合物與聚合物發(fā)生相互作用的主要作用力[28]。本研究中，CCM的C—O及苯環(huán)上C—O伸縮振動(dòng)消失，說(shuō)明其有可能參與了氫鍵形成。

2.2.5 差示掃描量熱分析

圖10 CCM（a）、PG（b）、PG-CCM物理混合物（c）、10 mg/mL PG-CCM復(fù)合物（d）的差示掃描量熱分析Fig. 10 DSC curves of CCM (a), PG (b), physical mixture of PG and CCM (c) and 10 mg/mL PG-CCM complex (d)

對(duì)CCM、PG、CCM和PG物理混合物、PG-CCM復(fù)合物進(jìn)行差示掃描量熱分析，結(jié)果見(jiàn)圖10。PG沒(méi)有顯示特征吸熱峰，在75～150 ℃之間有一個(gè)寬峰，歸因于蒸發(fā)自由水和結(jié)合水[7]。CCM和PG-CCM復(fù)合物物理混合物，均大約在CCM晶體的熔點(diǎn)處（即180 ℃）呈現(xiàn)尖銳的吸熱峰（熔點(diǎn)峰）[7]，表明CCM以晶體狀態(tài)存在于PG-CCM復(fù)合物物理混合物中。在PG-CCM復(fù)合物納米負(fù)載物中，CCM晶體的熔點(diǎn)峰消失，表明：負(fù)載于PG中的CCM失去了其結(jié)晶結(jié)構(gòu)，以無(wú)定形非晶體結(jié)構(gòu)形式存在。

3 結(jié) 論

PG是一種新型的納米粒載體，以自組裝的方式負(fù)載CCM，形成PG-CCM復(fù)合物納米粒。負(fù)載方法簡(jiǎn)單易行、無(wú)任何添加劑，負(fù)載后CCM的表觀(guān)溶解度可提高約33 000 倍。PG與CCM可能通過(guò)分子間氫鍵發(fā)生相互作用，PG負(fù)載CCM后粒徑無(wú)顯著變化，平均粒徑為70～75 nm，其中PG-CCM復(fù)合物中CCM以無(wú)定形的非晶體狀態(tài)存在，氫鍵是CCM與載體PG發(fā)生作用的主要作用力，CCM由極性較大的微環(huán)境向極性較小的PG作用區(qū)域轉(zhuǎn)移。研究結(jié)果表明，PG是一種高效的載體，可顯著提高CCM的表觀(guān)溶解度，且PG-CCM復(fù)合物制備簡(jiǎn)單，有望被納入功能食品中以促進(jìn)CCM的藥理作用。