上海应用技术大学寇兴然揭示玉米醇溶蛋白凝胶应用最新进展！

展源 2022-10-31

近年来，聚合物凝胶在食品科学和生物医学领域的应用越来越多。蛋白质是无毒的，可生物降解的，并且具有生物相容性，因此，它们已成为构建天然凝胶网络的流行材料。

上海应用技术大学香化学部寇兴然等：玉米醇溶蛋白凝胶应用最新进展

European Polymer Journal

●玉米醇溶蛋白是一种来自玉米的成膜蛋白，已被用于构建凝胶网络。事实上，由于其独特的成膜性能，玉米醇溶蛋白已与其他物质结合形成凝胶网络，用于封装和输送活性物质或伤口敷料，具体取决于研究人员的设计和/或修改。

近日，上海应用技术大寇兴然副教授等人梳理了玉米醇溶蛋白凝胶网络构建的研究进展，分析了制备方法，构建机理，表征方法并提供了应用实例，还讨论了该凝胶的潜在价值，并将相关成果以Recent advances in the application of zein-based gels: A review发表在高分子科学领域学术期刊EUROPEAN POLYMER JOURNAL上。

成果介绍

凝胶网络的构建一直是各种生物和材料领域研究和开发的热点。当使用物理制备方法构建可逆凝胶网络时，形状和渗透速率的变化可以通过特定条件的变化来刺激;然而，当这些凝胶网络在化学条件下制备时，它们可以被制成固体，并且它们的物理和化学性质可以得到增强。刺激响应凝胶正在越来越多地被开发，但大多数基于合成类材料或基于多糖的材料，并且缺乏对基于蛋白质的凝胶的深入研究。

近年来，玉米醇溶蛋白已成为凝胶、薄膜和纳米颗粒应用的目标。它被认为是廉价，丰富，天然，无污染的，容易降解的。此外，其超疏水性能和自组装性能也引起了研究人员的关注。该篇综述中重点介绍了玉米醇溶蛋白在过去五年凝胶网络建设中的应用。生物基凝胶的出现不仅提高了生物大分子的可用性，而且还避免了在制备合成聚合物基凝胶的过程中引入化学试剂以实现交联或聚合。然而，与多糖基凝胶和其他常见的蛋白质基凝胶相比，生物基凝胶，特别是玉米醇溶蛋白基凝胶缺乏创新、开发和实际应用。

玉米醇溶蛋白具有许多疏水基团，并且会随着浓度和pH值等因素的变化而自我聚集。因此，为了构建凝胶网络并优化凝胶产物，将玉米醇溶蛋白与其他具有胶凝能力或可以优化玉米醇溶蛋白胶凝能力的材料相结合。根据现有的研究，玉米醇溶蛋白通过非共价键（例如氢键，静电相互作用，疏水相互作用，范德华力或共价相互作用）以颗粒，薄膜或网络结构的形式与多糖和其他物质复合。

图1 玉米醇溶蛋白与多糖和其他物质复合之间的相互作用

交联剂和改性剂驱动二元相甚至三元相材料之间的互连，形成凝胶网络。迄今为止，已经发表了几项关于玉米醇溶蛋白的组装和修饰或玉米醇溶蛋白基纳米颗粒在食品和其他领域的应用的研究。这样的研究有利于玉米醇溶蛋白的修饰和凝胶网络的构建。生物凝胶的机械强度、耐磨性和保水性均弱于合成凝胶，但研究人员在达到特定性能效果后，正在用凝胶进行创新，包括玉米醇溶蛋白在内的一些生物材料具有较强的进一步发展潜力。通过对玉米醇溶蛋白的物理和化学性质，包括其结构和形貌的深入评估，将有可能改变或改变其形式并扩大其应用范围。

同时，越来越多的先进表征方法已被用于研究基于玉米醇溶蛋白的凝胶。将来，DWS和其他凝胶流变学方法可以应用于基于玉米醇溶蛋白的凝胶。

图2 基于玉米醇溶蛋白的凝胶网络应用

● 创新性/应用前景

研究人员已经确定基于玉米醇溶蛋白的凝胶网络可以应用如下：

（1）封装药物或营养素以诱导抗癌，灭菌和身体营养作用;

（2）封装作为伤口敷料应用于皮肤组织的功能性物质;

（3）替代传统高脂肪食品，在满足消费者感官需求的同时，降低食用劣质脂肪对人体健康的风险;

（4）用作吸收环境中有害物质（如油或微生物）的吸附剂。这些研究思路共同拓宽了研究范围，为玉米醇溶蛋白基凝胶的开发和应用奠定了基础。除了这些成熟的应用领域外，玉米醇溶蛋白还可用于构建刺激响应（例如，pH，温度和盐响应）凝胶网络，其可以与纺织品结合以形成智能纺织品，例如保湿，温度控制，药物输送和监测应用。这可能代表着未来的创新研究方向。

参考文献

https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2022.111557

文章来源：食品加智食科技

转载平台：食品加智食科技

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审核人：邢海涛