傅玉穎李澤亞 張 豪 陳國(guó)文 靳 冰 巴楚潔 張 超 李貞鵬

(浙江工商大學(xué)杭州商學(xué)院1，杭州 311508)(浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院2，杭州 310018)

玉米醇溶蛋白(Zein)，舊稱米朊，是一種安全無毒的植物蛋白，已被FDA批準(zhǔn)用于口服[1]。Zein分子中有3/4是親脂性氨基酸，決定了其固有的疏水性[2]。此外，食品質(zhì)構(gòu)感官和獨(dú)特的功能特性也取決于Zein的分子結(jié)構(gòu)變化。Zein的兩親性氨基酸決定了其溶解度和結(jié)構(gòu)的多變性，相分離(液-液分散、復(fù)凝聚、反溶劑沉淀)技術(shù)已被廣泛用于構(gòu)建Zein納/微米粒子，已有研究指出Zein納米粒子在一定的酸堿度、高鹽濃度和熱處理?xiàng)l件下是不穩(wěn)定的[3]，Patel等[4]使用Zein制備的膠體運(yùn)載體系非常易于聚集，特別是在其等電點(diǎn)附近。利用Zein構(gòu)建的復(fù)合納米粒子穩(wěn)定性差、包封率低、凍干后受損，存在應(yīng)用局限性。本文概述Zein的分子模型、自組裝機(jī)理以及近幾年Zein的各種改性技術(shù)(物理改性、化學(xué)改性、酶法改性和冷等離子體改性)等方面，為改善 Zein本身及造粒性質(zhì)提供參考，拓展Zein在食品、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)的應(yīng)用。

1 Zein基本性質(zhì)與結(jié)構(gòu)

1.1 Zein的理化性質(zhì)

Zein是一種混合蛋白，生物相容性強(qiáng)，可生物降解，能夠自組裝[5]，表1列舉了Zein的基本物理化學(xué)性質(zhì)。Zein屬于一類分子質(zhì)量不同的醇溶性多肽，根據(jù)溶解度和氨基酸序列的相似性，Zein被劃分為4個(gè)組成部分，即α-Zein (19 000和22 000)，β-Zein (14 000)，γ-Zein (16 000和27 000) 和δ-Zein (10 000)[8]，但這些蛋白分子質(zhì)量會(huì)因不同的提取方法有所不同。在結(jié)構(gòu)上，Zein主要由疏水和中性氨基酸組成僅含有少量的極性氨基酸殘基(如谷氨酰胺)[9]，Zein的氨基酸組成見表2，可以看出，疏水性氨基酸(如亮氨酸和丙氨酸)和酸性氨基酸(如谷酰胺)含量最高，因此Zein不溶于水(平均疏水力是白蛋白或纖維蛋白原的50倍)和稀鹽溶液，但溶于60%～95%乙醇，高濃度的尿素，堿性溶液(pH≥11)和陰離子表面活性劑溶液(如SDS溶液)[10]。

商品化的Zein有2種顏色，即黃玉米蛋白(亮黃色)和白玉米蛋白(白色)。黃玉米蛋白因?yàn)楹杏衩S素(8%～9%，由葉黃素，玉米黃質(zhì)素，β-隱黃素組成)而呈現(xiàn)淡黃色，此類蛋白的純度通常為88%～90%，氧化程度隨儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)而加深導(dǎo)致顏色變淡[11，12]。白色的Zein由黃玉米蛋白脫色得到，幾乎不含玉米黃素，純度一般在96%以上。研究表明，玉米黃素的存在與Zein的膠體性質(zhì)密切相關(guān)，含有玉米黃素的Zein具有更好的界面吸附活性，賦予其更好的兩親特性，通過pH誘導(dǎo)脫除玉米黃素，發(fā)現(xiàn)Zein荷載姜黃素的能力明顯下降[13]。

表1 玉米醇溶蛋白的基本物理化學(xué)性質(zhì)[6，7]

表2 玉米醇溶蛋白的氨基酸組成[6](g氨基酸/100 g玉米醇溶蛋白)

1.2 α-Zein的結(jié)構(gòu)模型

研究表明，α-Zein是Zein的主要形式，具有大量α-螺旋，隨溫度、pH和溶劑組成等因素而變化[14]。Lee等[14]通過十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)得到了Zein多肽2種主要的表觀分子質(zhì)量為19 000和22 000(分別稱為Z19和Z22)，有研究提出Zein結(jié)構(gòu)模型有阿螺旋輪模型[15]、長(zhǎng)帶狀模型[16]、發(fā)夾模型[17]和開放的超螺旋模型[18]。

α-Zein由均一的重復(fù)單元組成，圖1展示了4種可能的α-Zein的三維結(jié)構(gòu)模型。圖1 a是由Argos等[15]基于甲醇溶液中α-Zein的重復(fù)單元和α-螺旋含量分析提出的阿螺旋輪模型。在此模型中，9個(gè)相鄰的拓?fù)浞雌叫新菪纬闪擞晒劝滨０窔埢B接的圓柱形表面，此結(jié)構(gòu)由范德華力和分子間氫鍵穩(wěn)定，極性谷氨酰胺殘基通過側(cè)鏈間的相互作用促使分子間進(jìn)一步堆積成平面。此模型提出了Zein的一個(gè)軸率為2∶1的球型自組裝結(jié)構(gòu)，與Tatham等[19]提出的細(xì)長(zhǎng)不對(duì)稱結(jié)構(gòu)相反。Matsushima等[17]利用小角X射線散射(SAXS)研究了70%乙醇水溶液中Zein的構(gòu)象特征，提出了由9～10個(gè)相鄰?fù)負(fù)浞雌叫新菪M成的尺寸為13 nm×1.2 nm×3 nm，軸率為6∶1的長(zhǎng)帶狀模型(圖1b)。二維的分子間疏水聚集使螺旋中伸出的側(cè)鏈堆積成一個(gè)疏水的表面，形成了一個(gè)兩端親水(頂部與底部)而側(cè)面疏水的結(jié)構(gòu)，極大提高了α-Zein結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此帶狀模型常被用來解釋Zein在親水/疏水表面的取向行為與Zein自組裝成納米顆粒的行為過程[20-21]。但幾位研究者在這種混合物中進(jìn)行的構(gòu)象研究相互矛盾，可能是受到了遺傳或環(huán)境因素的影響。Forato等[18]通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)，核磁共振(NMR)和小角X射線散射(SAXS)分析了從BR451玉米品種中提取的Z19片段(無Z22蛋白)，發(fā)現(xiàn)Z19含有46%的α-螺旋和22%的β-折疊且不是緊湊結(jié)構(gòu)，并由此將Z19結(jié)構(gòu)建模為由螺旋形、片狀、轉(zhuǎn)彎形和二級(jí)結(jié)構(gòu)組成的發(fā)夾狀，即短螺旋結(jié)構(gòu)以延伸的方式排列，通過環(huán)、圈或片連接，符合13 nm × 1.2 nm × 3 nm的尺寸并且更穩(wěn)定，區(qū)別于Tatham等[19]提出的在2個(gè)長(zhǎng)螺旋節(jié)段的中間有1個(gè)轉(zhuǎn)彎或環(huán)(圖1c)，并解釋分子可以在水中形成纖維的原因。最近，有研究提出了3個(gè)超螺旋結(jié)構(gòu)的模型，每個(gè)超螺旋結(jié)構(gòu)由富含谷氨酰胺的轉(zhuǎn)角連接3個(gè)反平行螺旋區(qū)段組成(圖1d)[18]。

注：R代表重復(fù)單元[14]。圖1 α-Zein的四種三維結(jié)構(gòu)模型

2 Zein的自組裝

2.1 Zein在乙醇水溶液中的自組裝與流變特性

Zein的4個(gè)組分中α-Zein可溶于70%～95%乙醇，β-Zein可溶于60%乙醇，卻不溶于95%乙醇，γ-Zein可通過還原劑溶解在乙醇中。商業(yè)Zein僅在水中溶解性差，可溶于含水乙醇，丙酮水溶液和pH≥11.5的堿性水溶液中[4 , 22]。

乙醇水溶液是Zein的常用溶劑，探究Zein在乙醇水溶液中的自組裝行為及流變特性，對(duì)Zein的工業(yè)應(yīng)用與構(gòu)建Zein的新型膠體結(jié)構(gòu)有重要指導(dǎo)意義。Wang等[23]發(fā)現(xiàn)乙醇濃度影響著溶液粒子的粒徑和均一度，Zein溶液中粒子粒徑和PdI值隨著乙醇濃度的增加而降低。Kim等[24]也發(fā)現(xiàn)Zein在乙醇水溶液的聚集行為隨乙醇濃度變化而變化。如圖2所示，70%～93%乙醇濃度范圍內(nèi)，隨著乙醇濃度增加(溶液極性減小)，Zein的粒徑先減小后增加，在乙醇濃度為90%時(shí)，粒徑最小。

觀察不同濃度乙醇水溶液中的Zein黏度變化能更好理解Zein的構(gòu)象變化。Fu等[25]研究了Zein在乙醇水溶液中的流變行為，發(fā)現(xiàn)Zein表現(xiàn)出良好的牛頓流體行為，受Zein濃度、乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溫度影響：溫度對(duì)Zein的黏度的影響符合Arrhenius-type方程；Zein濃度增加，黏度以指數(shù)形式迅速增加；乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，Zein的黏度減小。

圖2 玉米醇溶蛋白聚集體在乙醇水溶液中的尺寸變化[24]

2.2 Zein在反溶劑過程中的組裝機(jī)理與相分離過程

已知Zein含有大量非極性和中性氨基酸[9]，當(dāng)Zein溶劑極性增加時(shí)，分子構(gòu)象發(fā)生改變，溶解度降低，分子之間相互聚集，這個(gè)過程稱為Zein的自組裝。如Matsushima提出的α-Zein帶狀模型，Zein的兩端親水而表面疏水，賦予Zein兩親特性，這是Zein自組裝的主要驅(qū)動(dòng)力。基于Matsushima的模型，Wang等[21]研究了乙醇揮發(fā)條件下Zein結(jié)構(gòu)的變化行為，根據(jù)高分辨率透射電鏡(HRTEM)和圓二色譜(CD)的結(jié)果表明，隨著乙醇的揮發(fā)溶液的極性逐漸增強(qiáng)，Zein分子中的α-螺旋減少而β-折疊增多，即α-螺旋向β-折疊轉(zhuǎn)變；接著在疏水相互作用力的驅(qū)動(dòng)下，β-折疊逐漸首尾相連，反向平行排列成條帶，最后條帶層層堆積、卷曲形成納米顆粒。

Zein、乙醇和水混合后的三元相圖如圖3a所示。在三相(Zein、乙醇與水)混合過程中，乙醇濃度減小，過飽和的Zein在溶液中發(fā)生聚集和成核。同時(shí)，由于乙醇的相對(duì)揮發(fā)度高，在攪拌的過程中，乙醇濃度進(jìn)一步減小，加劇了Zein的成核過程。產(chǎn)生的核心通過捕獲游離狀態(tài)的Zein分子或奧氏熟化不斷生長(zhǎng)，當(dāng)Zein的初始濃度過高或出現(xiàn)大量核心時(shí)，核心主要通過已有粒子的無規(guī)則碰撞生長(zhǎng)[26]。最后，粒子之間的聚集達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)。而當(dāng)溶液中Zein的濃度低于溶解度閾值時(shí)，粒子停止成長(zhǎng)。Zein的溶解、成核和晶核生長(zhǎng)等因素將會(huì)影響形成的粒子性質(zhì)，載藥量與釋放性能。如乙醇、甲醇和異丙醇都可以用來構(gòu)建Zein納米粒子，但得到的納米粒子大小不同，依次是乙醇 >異丙醇 >甲醇，這可能是Zein在溶劑中的溶解度不同和溶劑的揮發(fā)速率不同導(dǎo)致成核和晶核生長(zhǎng)的速率不同[27]。除了溶劑類型，提高攪拌速率、增加溶劑濃度或減小Zein的濃度都可以得到尺寸較小的納米粒子[28]。粒子在形成過程中，溶劑與非溶劑不同的混合方法對(duì)Zein的濃度影響如圖3b、圖3c所示。此外，pH、溫度、添加劑等都會(huì)干擾Zein的溶解、成核與晶核生長(zhǎng)過程，從而影響粒子的性質(zhì)[5]。

圖3 Zein、乙醇和水混合后的三元相圖[14]

3 Zein的改性研究

由單一Zein制備的納米粒子存在包封率低、對(duì)環(huán)境敏感、胃腸控釋性能差等局限性[29]，難以在食品工業(yè)中大規(guī)模運(yùn)用。本節(jié)介紹Zein的修飾和改性，改變Zein的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，改善其對(duì)生物活性物質(zhì)的保護(hù)，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。

3.1 物理改性

3.1.1 與多糖復(fù)合

Folter等[30]報(bào)道了用Zein膠體粒子制備O/W乳液，但乳液穩(wěn)定性并不理想，這是因?yàn)閆ein疏水性強(qiáng)，三相接觸角大于100°，難以有效穩(wěn)定O/W界面。Zein的等電點(diǎn)在pH 6.2左右，當(dāng)pH值高于6.2時(shí)Zein帶負(fù)電，反之帶正電。因此，Zein可以與不同電性的多糖發(fā)生靜電相互作用。另外，Zein與多糖之間還存在疏水和氫鍵相互作用力[31]?？梢酝ㄟ^改變多糖的類型(如果膠有線性陰離子主鏈和中性的支鏈結(jié)構(gòu)，大豆多糖是糖鏈上綴合有蛋白的糖蛋白)和濃度、環(huán)境pH值、離子強(qiáng)度和溫度等因素調(diào)控蛋白多糖復(fù)合物的性質(zhì)，從而達(dá)到對(duì)Zein改性的目的，提高Zein的穩(wěn)定性和界面活性。例如，Zhou等[32]利用Zein與果膠的相互作用調(diào)控Zein的自組裝成核過程和界面排布行為，從而構(gòu)建不同的界面結(jié)構(gòu)來穩(wěn)定高內(nèi)相乳液。結(jié)果表明，較高的Zein與果膠復(fù)合比例和低pH值能產(chǎn)生有序的界面結(jié)構(gòu)從而促進(jìn)油滴堆積成3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，得到的高內(nèi)相乳液有較好的黏彈性和觸變性，提高了高內(nèi)相乳液的抗氧化和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。

3.1.2 與蛋白復(fù)合

Zein不溶于水，可自組裝成納米粒子，因此常用作良好的控釋載體。但Zein在等電點(diǎn)附近會(huì)發(fā)生聚集，鹽離子穩(wěn)定性差，且干燥后的Zein納米粒子不易復(fù)溶，這些缺點(diǎn)使Zein的應(yīng)用受限。Patel等[33]利用反溶劑沉淀法制備Zein/酪蛋白酸鈉復(fù)合粒子，把Zein溶液滴加到酪蛋白酸鈉溶液中，Zein聚集成納米粒子，帶相反電荷的酪蛋白酸鈉分子吸附在Zein的表面，形成了Zein/酪蛋白酸鈉核殼結(jié)構(gòu)的納米粒子。結(jié)果表明，Zein/酪蛋白酸鈉納米粒子在NaCl濃度為0.015～1.5 mol/L范圍內(nèi)仍保持穩(wěn)定，顯著提高了Zein的鹽離子穩(wěn)定性。另一項(xiàng)研究中，Pan等[34]采用pH循環(huán)法制備Zein/酪蛋白酸鈉雜化粒子。結(jié)果表明，不同于反溶劑沉淀法，pH循環(huán)法得到兩種蛋白互相雜化的納米粒子，該方法避免了乙醇的加入且得到的納米粒子在中性pH下仍保持穩(wěn)定，也有效提高了Zein的復(fù)溶性。

3.1.3 與表面活性劑復(fù)合

有些表面活性劑與蛋白質(zhì)可通過靜電或疏水相互作用緊密結(jié)合，改變Zein的表面電荷及親/疏水特性，提高復(fù)合納米粒子的穩(wěn)定性。Deo等[35]利用十二烷基磺酸鈉(SDS)探究表面活性劑對(duì)疏水蛋白的改性行為。結(jié)果表明，在SDS存在下Zein的變性分為兩步：SDS濃度在4～200 mmol/L之間，SDS與Zein內(nèi)部的氨基酸相結(jié)合，形成小的疏水微區(qū)；SDS濃度大于200 mmol/L時(shí)，Zein的結(jié)構(gòu)完全展開，呈現(xiàn)棒狀結(jié)構(gòu)。Dai等[36]將Zein和卵磷脂復(fù)合包埋姜黃素得到復(fù)合納米粒子，卵磷脂的加入改變了Zein的表面電荷和分子結(jié)構(gòu)，大大提高姜黃素的包埋率及紫外光照和熱穩(wěn)定性。

3.1.4 與多酚復(fù)合

單寧酸是一種富含羥基的多酚，能與許多生物大分子如蛋白、多糖和其他合成的聚合物發(fā)生相互作用。Zou等[37]證明單寧酸易與脯氨酸豐富的蛋白質(zhì)發(fā)生疏水、氫鍵和靜電相互作用，并用單寧酸與Zein之間的氫鍵相互作用非共價(jià)修飾Zein納米粒子，并用改性后的Zein納米粒子制備乳液凝膠。結(jié)果表明，用單寧酸改性后的Zein納米粒子能顯著提高乳液的穩(wěn)定性，單寧酸的加入影響反溶劑過程中Zein的自組裝行為，調(diào)控Zein納米粒子的表面潤(rùn)濕性使Zein納米粒子的三相接觸角為86°左右。

3.2 化學(xué)改性

3.2.1 Zein的磷酸化改性

磷酸化改性是蛋白質(zhì)化學(xué)改性常用的方法之一，常用的試劑有三氯氧磷、三聚磷酸鈉和焦磷酸鹽。磷酸化改性的機(jī)理為磷酸鹽特異性選擇蛋白側(cè)鏈的活性基團(tuán)(如色氨酸或蘇氨酸的-OH及賴氨酸的ε-NH2)與其發(fā)生酯化反應(yīng)，磷酸根基團(tuán)的引入增加了蛋白質(zhì)的電負(fù)性，從而改變蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)[38]。在蛋白磷酸化過程中，磷酸的氫離子與氨基酸殘基提供的氫氧根離子通過消除反應(yīng)形成酯鍵(-H2PO4)，然后與其他氨基酸殘基進(jìn)一步發(fā)生消除反應(yīng)，使蛋白質(zhì)鏈交聯(lián)，形成單酯、雙酯或三酯化合物，反應(yīng)過程如式(1)、式(2)所示[39]。Wu等[40]用磷酸化技術(shù)將磷酸基團(tuán)引入Zein，提高了Zein在水中的溶解度；改性后的蛋白成膜性好，延伸率高，避免了塑化劑的加入，使Zein蛋白膜的應(yīng)用范圍更廣更靈活。

Protein-NH2+ POCl3→ Protein-NH-POCl2+ HCl

(1)

Protein-NH-POCl2+ HOOC-Protein → Protein-NH-CO-Protein+HOPOCl2

(2)

3.2.2 Zein的糖基化改性

糖基化是蛋白質(zhì)常用的改性手段，主要是將糖類化合物與蛋白質(zhì)共價(jià)相連，得到兼具蛋白質(zhì)和多糖功能特性的產(chǎn)物。糖基化改性包括美拉德途徑和轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶途徑。但美拉德途徑的糖基化反應(yīng)常伴隨一些副反應(yīng)如形成有毒和致突變物質(zhì)，產(chǎn)生褐變和不好的風(fēng)味物質(zhì)，而且糖化程度也不易控制。酶催化的糖基化途徑反應(yīng)條件溫和也增加了安全性，具有研究和開發(fā)的前景。蛋白質(zhì)分子中谷氨酰胺殘基與賴氨酸殘基的ε-氨基在轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的催化下發(fā)生反應(yīng)，形成分子內(nèi)或分子間ε-賴氨酸(γ-谷氨?；?異肽鍵，使蛋白質(zhì)分子發(fā)生交聯(lián)。Wang等[41]用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化殼聚糖(Mw1 500)與Zein共價(jià)結(jié)合，糖基化后的Zein溶解性和表面疏水性顯著提高，抗氧化性能提高，有效抑制豬肉糜的脂質(zhì)氧化。Yin等[42]用美拉德反應(yīng)途徑，得到去酰胺的Zein多肽與多糖的共價(jià)產(chǎn)物，該產(chǎn)物在酸性條件下能很好地穩(wěn)定乳液，適合食品飲料體系的應(yīng)用。

3.2.3 Zein的去酰胺改性

蛋白質(zhì)去酰胺是將蛋白質(zhì)的中性氨基酸即谷氨酰胺(Gln)或天冬酰胺(Asn)水解成親水的谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)，同時(shí)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開從而提高蛋白的功能性質(zhì)[42]。去酰胺有酶法和化學(xué)法，化學(xué)法是通過酸/堿處理使蛋白質(zhì)去酰胺，間接使蛋白質(zhì)的肽鍵發(fā)生裂解，導(dǎo)致蛋白質(zhì)水解，這個(gè)過程受反應(yīng)時(shí)間影響。適度水解能增加蛋白質(zhì)的柔韌性，暴露出一些活性基團(tuán)，改善蛋白的功能特性；但過度水解會(huì)產(chǎn)生一些苦味肽，影響蛋白的應(yīng)用[43]。Cabra等[43]采用堿法、酸法和酶法對(duì)Zein進(jìn)行去酰胺處理，發(fā)現(xiàn)只有堿法去酰胺時(shí)沒有出現(xiàn)沉淀，且產(chǎn)物能很好地分散在中性水溶液中，Zein的乳化性和親水性大大提高。

3.2.4 Zein與多酚共價(jià)結(jié)合

多酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有許多反應(yīng)活性基團(tuán)，容易通過非酶/酶促反應(yīng)被氧化[44]。在非酶促反應(yīng)中，多酚被氧化成醌，進(jìn)一步與蛋白質(zhì)的游離氨基、賴氨酸、半胱氨酸和色氨酸發(fā)生親核加成反應(yīng)[44]。多酚的酶促氧化通常用多酚氧化酶或漆酶來催化反應(yīng)。在氧氣存在的條件下，處于鄰位的羥基可形成O-醌，進(jìn)一步與蛋白質(zhì)發(fā)生親核加成[45-46]。Liu等[47]用EGCG共價(jià)修飾Zein，然后用反溶劑法制備納米粒子共包埋姜黃素和白藜蘆醇。結(jié)果表明，改性的Zein納米粒子能有效保護(hù)姜黃素和白藜蘆醇并保留了它們的抗氧化活性。

3.3 酶法改性

利用酶將蛋白質(zhì)水解成多肽，可以改善蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)。酶具有特異性，可以選擇性裂解蛋白肽鏈的特定位點(diǎn)，改變酶或底物濃度，酶解時(shí)間和溫度可以控制蛋白質(zhì)的水解程度，從而得到分子質(zhì)量不同的多肽[48]。兩親性多肽自組裝是近年來的研究熱點(diǎn)，它可以自組裝成不同的納米結(jié)構(gòu)，如膠束、納米管、納米纖維等[49]。這些納米結(jié)構(gòu)因可作為功能性活性物質(zhì)的運(yùn)載體而頗具研究潛力。

眾所周知，蛋白或多糖可以穩(wěn)定Zein膠體粒子，但復(fù)合Zein納米粒子粒徑較大(> 100 nm)，水溶液在外觀上渾濁不透明，限制了其在透明飲料中的應(yīng)用。Zein經(jīng)蛋白酶處理后，水溶性明顯增加，玉米肽的可解離基團(tuán)數(shù)量增多，形成可溶性肽，酸性條件下不易凝聚，等電點(diǎn)處不易沉淀[50]。Wang等[51]用蛋白酶(Alcalase 2.4 L)水解Zein得到兩親性的蛋白肽，進(jìn)一步與姜黃素復(fù)合形成納米復(fù)合物，得到的復(fù)合物粒徑小(<50 nm)且溶液透明。

3.4 冷等離子體改性

冷等離子體作為一種表面處理技術(shù)已被證明是一種改善聚合物粘附性和功能性而不損害整體性能的有前景的方法[52]。冷等離子體由于其非熱性質(zhì)，在改性Zein基薄膜方面具有附加的效益，等離子體暴露在空氣中會(huì)形成過氧化氫和過氧化物，這些物質(zhì)對(duì)在薄膜表面沉積極性基團(tuán)具有積極的作用[53]。Dong等[54]研究了介質(zhì)阻擋放電(DBD)大氣冷等離子體(ACP)技術(shù)對(duì)Zein粉末的理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響：Zein的平均粒徑顯著降低，即ACP處理后聚集體解聚；Zein溶液中游離-SH濃度增加，pH值降低；蛋白分子構(gòu)象重排。改性后的Zein膜相比于未處理的膜，抗拉強(qiáng)度和表面親水性都有所提高。Chen等[55]對(duì)Zein膜進(jìn)行了兩步改性：復(fù)合殼聚糖后介質(zhì)阻擋放電(DBD)冷等離子體改性，成功地改善了潤(rùn)濕性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械和阻隔性能。

4 結(jié)論與展望

Zein特殊的氨基酸組成和分子結(jié)構(gòu)決定了其性質(zhì)和功能，影響著復(fù)合納米粒子的穩(wěn)定性和運(yùn)載效率。通過凝膠電泳獲得Zein的Z19和Z22兩種多肽可呈現(xiàn)阿螺旋輪、長(zhǎng)帶狀、發(fā)夾和開放的超螺旋四種模型。本文從分子結(jié)構(gòu)層面探討了Zein的自組裝、流變特性和相分離過程，即Zein在乙醇水溶液(不同的溶劑極性)的聚集行為隨乙醇濃度(溶液極性)變化而變化。但單一Zein構(gòu)建的納米粒子會(huì)形成疏松的介孔結(jié)構(gòu)，對(duì)環(huán)境敏感，存在諸多弊端，隨之出現(xiàn)多種Zein改性技術(shù)，包括物理改性、化學(xué)改性、酶法改性和冷等離子體改性，物理改性是Zein和其他分子之間存在靜電、氫鍵或疏水等非共價(jià)作用；化學(xué)改性使蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)改變，可能發(fā)生交聯(lián)、氨基酸水解等化學(xué)反應(yīng)，蛋白-多酚可產(chǎn)生不可逆的共價(jià)鍵或發(fā)生親核加成反應(yīng)；酶法改性即通過特定的酶將蛋白質(zhì)水解為不同分子質(zhì)量的多肽；冷等離子體改性技術(shù)就是不借助其他物質(zhì)，在不損害原有優(yōu)質(zhì)性能的前提下改善其部分不良性質(zhì)。然而，對(duì)于改性后的Zein在體內(nèi)是否存在毒性或是否污染環(huán)境必須在其應(yīng)用于食品等領(lǐng)域之前確定，但這方面的潛在風(fēng)險(xiǎn)尚不清楚。在人體內(nèi)作用于不同靶器官的控釋問題也是將來熱門研究的話題之一。