大豆蛋白自組裝凝膠研究進(jìn)展

安 迪，洪 瑞*，李 良,*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)理論部，黑龍江 哈爾濱 150030）

自組裝是在平衡條件下，分子通過(guò)非共價(jià)鍵自發(fā)連接成的結(jié)構(gòu)上具有明確定義的聚集體。分子自組裝在生物系統(tǒng)中普遍存在，并且是各種復(fù)雜生物結(jié)構(gòu)形成的基礎(chǔ)。只要滿足適當(dāng)?shù)臈l件，自組裝就會(huì)發(fā)生在具有微觀尺寸或宏觀尺寸的組分中。分子自組裝過(guò)程需要兩個(gè)決定因素：自組裝的驅(qū)動(dòng)力和引導(dǎo)作用，自組裝的驅(qū)動(dòng)力指的是非共價(jià)作用為分子間的自組裝提供能量；自組裝的引導(dǎo)作用是指在自組裝驅(qū)動(dòng)力的作用下分子之間發(fā)生自適應(yīng)的組裝過(guò)程。

自組裝不僅賦予蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能，例如良好的穩(wěn)定性和更高的機(jī)械強(qiáng)度，而且在調(diào)節(jié)生物學(xué)功能中起關(guān)鍵作用[1]。自組裝凝膠化可以更好地控制所產(chǎn)生凝膠的形狀、結(jié)構(gòu)和質(zhì)地以產(chǎn)生良好的柔軟性和生物相容性[2]。當(dāng)凝膠植入人體組織時(shí)，僅會(huì)產(chǎn)生輕微的摩擦，且對(duì)組織的刺激很小。同時(shí)自組裝凝膠會(huì)表現(xiàn)出較低的生物累積性，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下自組裝凝膠都是由低濃度的小結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，其在降解后可以通過(guò)腎系統(tǒng)排出體外，這可以極大地抑制體內(nèi)應(yīng)用時(shí)的異物反應(yīng)[3]。

蛋白質(zhì)是自然界中的主要構(gòu)建塊，用于構(gòu)建執(zhí)行其生物功能的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)[4]。大多數(shù)蛋白質(zhì)通過(guò)組裝成寡聚體以顯示出優(yōu)于單獨(dú)蛋白質(zhì)的各種優(yōu)點(diǎn)，包括穩(wěn)定性、變構(gòu)調(diào)節(jié)性和功能控制性等[5]。了解自組裝機(jī)制具有非常重要的意義，其已成為形成新型納米結(jié)構(gòu)有效且前景良好的策略[6]。蛋白質(zhì)自組裝可以很好地解釋分子尺寸的變化，同時(shí)蛋白質(zhì)自組裝也可以很好地解釋從分子到自組裝體尺寸變化的耦合現(xiàn)象[7]。

許多食物蛋白質(zhì)包括卵蛋白[8]、乳清蛋白[9]、大豆蛋白[10]、牛血清白蛋白和溶菌酶[11]已被證實(shí)能夠在某一特殊條件下（pH 2.0和低離子強(qiáng)度下進(jìn)行加熱）形成淀粉樣纖維。Akkermans等[12]研究發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白原纖維的大多數(shù)特性與近年來(lái)的研究熱點(diǎn)乳清蛋白相當(dāng)，甚至在某些方面要優(yōu)于乳清蛋白，這使它們成為替代動(dòng)物來(lái)源蛋白的良好候選物。

1 自組裝的機(jī)理

1.1 蛋白質(zhì)自組裝的主要作用力

蛋白質(zhì)分子的組裝過(guò)程由分子內(nèi)和分子間吸引力/排斥力的平衡所控制。分子發(fā)生自組裝主要依靠非共價(jià)鍵的相互作用，常見(jiàn)的非共價(jià)鍵相互作用力包括氫鍵、疏水作用、靜電作用、π-π堆積作用等[13]。氫鍵主要維持蛋白質(zhì)最重要二級(jí)結(jié)構(gòu)α-螺旋穩(wěn)定。疏水作用對(duì)蛋白質(zhì)三、四級(jí)結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定起著重要的作用。球蛋白由于疏水效應(yīng)，從分子內(nèi)到分子外，疏水殘基逐漸減少，親水殘基不斷增多。疏水側(cè)鏈堆積形成蛋白質(zhì)的疏水內(nèi)核以維持蛋白質(zhì)折疊的穩(wěn)定，而極性側(cè)鏈多暴露在表面，與水分子相互作用。研究表明，疏水側(cè)鏈相互作用是蛋白質(zhì)自組裝聚合中起最關(guān)鍵作用的因素之一。蛋白質(zhì)的氨基酸是兩性電解質(zhì)，具有可解離的性質(zhì)，因此有的蛋白質(zhì)帶正電，有的帶負(fù)電，而在等電點(diǎn)（PI）時(shí)蛋白質(zhì)不帶電。由于大部分的蛋白質(zhì)帶有電荷導(dǎo)致分子之間存在靜電力。靜電作用的大小不僅跟蛋白質(zhì)本身氨基酸組成、結(jié)構(gòu)和兩個(gè)蛋白質(zhì)之間的距離有關(guān)，還與蛋白質(zhì)所存在環(huán)境（尤其是pH值和溶液電解質(zhì)性質(zhì)）有關(guān)。由于π-π堆積作用多數(shù)存在于多肽自組裝過(guò)程中，所以此處不進(jìn)行過(guò)多闡述。

1.2 蛋白質(zhì)淀粉樣纖維

過(guò)去的50 年中，一種特殊類(lèi)型的蛋白質(zhì)聚集反應(yīng)產(chǎn)物（稱為淀粉樣纖維）出現(xiàn)在人們的視野中。蛋白質(zhì)通過(guò)非共價(jià)鍵形成厚度為4 nm左右、長(zhǎng)度在1～10 μm無(wú)枝杈的大分子淀粉樣纖維結(jié)構(gòu)的聚合物。研究者們發(fā)現(xiàn)這種不溶性的纖維性蛋白質(zhì)其本質(zhì)是一種高度有序的自組裝纖維聚集體，這些原纖維在食品工業(yè)中起到了重要的作用，它們可以作為一種有效的增稠劑[14-15]。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)濃度、pH值、離子濃度和溫度等條件符合自組裝的要求時(shí)，蛋白質(zhì)可以直接在溶液中自組裝成原纖維，例如在初始溶液中增加鹽濃度可以增加聚集速率[16]。

淀粉樣纖維是高度有序的具有交叉β-折疊結(jié)構(gòu)的蛋白聚集體。在蛋白質(zhì)折疊過(guò)程中，不斷重復(fù)的分子內(nèi)β-折疊提供了一種結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，它通過(guò)募集相應(yīng)的淀粉樣纖維而生長(zhǎng)。此外，淀粉樣纖維中的一維晶體重復(fù)結(jié)構(gòu)提供了富含多樣性的結(jié)構(gòu)框架[17]。研究者們發(fā)現(xiàn)許多疾?。ㄈ鏏lzheimer和Parkinson等）都與體內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生β-折疊所導(dǎo)致的沉淀聚集有關(guān)[18-20]，但這種聚集體同樣具有生物功能性，如激素儲(chǔ)存功能。另外，雖然淀粉樣纖維中β-折疊結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位，但穩(wěn)定的α-螺旋構(gòu)象對(duì)于蛋白質(zhì)自組裝的研究同樣具有極其重要的意義[21]。

過(guò)去的10 年中，科學(xué)家們對(duì)淀粉樣纖維形成的方式進(jìn)行了總結(jié)，大致分為3 類(lèi)：1）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行展開(kāi)和折疊，纖維化的過(guò)程中伴隨著結(jié)構(gòu)的變化[22]。2）蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)片段在其天然狀態(tài)下存在的不規(guī)則序列形成淀粉樣纖維[23]。3）蛋白質(zhì)中暴露出的特殊表面結(jié)構(gòu)與另一個(gè)分子的表面結(jié)構(gòu)結(jié)合，形成新的淀粉樣纖維[24]。這一分類(lèi)的依據(jù)是基于纖維聚合物的成核-聚集模型，如圖1所示。這一模型將淀粉樣纖維聚合物的形成過(guò)程分為成核期、增長(zhǎng)期和穩(wěn)定期3 個(gè)階段。而滯后期的長(zhǎng)短主要取決于蛋白質(zhì)的濃度[25]。

圖 1 淀粉樣纖維聚集的動(dòng)力學(xué)曲線[25]Fig. 1 Kinetic curves of amyloid fiber aggregation[25]

1.3 蛋白質(zhì)凝膠化

原纖維化的蛋白質(zhì)能夠在熱、酸、鹽等的作用下形成凝膠，這類(lèi)凝膠具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)、較高的強(qiáng)度和在環(huán)境溫度下的成膠能力[26-27]?；谠w維組裝的食品纖維蛋白凝膠通常表現(xiàn)出一些獨(dú)特的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和感官特性[28]。Munialo等[29]介紹了成型纖維通過(guò)酸和加熱形成凝膠的方法，通過(guò)使用葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯（gluconodelta-lactone，GDL）或通過(guò)熱誘導(dǎo)進(jìn)行凝膠化。Mohammadian等[30]通過(guò)添加錳和鋅鹽從原纖維化的蛋白溶液中產(chǎn)生凝膠，然后對(duì)所得凝膠樣品進(jìn)行表征并與鈣鹽誘導(dǎo)制備的凝膠樣品進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)二價(jià)陽(yáng)離子類(lèi)型顯著影響纖維蛋白凝膠的結(jié)構(gòu)和功能特性。

2 大豆蛋白自組裝纖維化

天然態(tài)的大豆球蛋白單體是熱穩(wěn)定的，難以發(fā)生聚集。研究發(fā)現(xiàn)，在遠(yuǎn)離蛋白質(zhì)PI的pH值下進(jìn)行熱處理會(huì)使大豆蛋白會(huì)發(fā)生聚集，最終在疏水作用和靜電斥力共同作用下形成纖維狀聚集體。Morris等[31]更加詳細(xì)地闡述了這種纖維化的過(guò)程，并設(shè)計(jì)了一個(gè)單體模型。它涉及以下步驟：通過(guò)部分變性、成核、聚合和生長(zhǎng)階段激活單體，最后進(jìn)入終止步驟（圖2）。

圖 2 蛋白質(zhì)纖維化的過(guò)程[31]Fig. 2 Protein fibrosis process[31]

但是，Akkermans等[32]發(fā)現(xiàn)了水解的特殊作用，并指出肽是納米纖維的構(gòu)建塊而不是完整的單體。據(jù)此，開(kāi)發(fā)了目前普遍接受的多肽模型，如圖3所示。在該模型中，首先將蛋白質(zhì)水解以產(chǎn)生形成原纖維的肽，以該預(yù)水解的蛋白質(zhì)而不是完整的蛋白質(zhì)來(lái)制備原纖維[33-34]。

圖 3 自組裝多肽模型[32]Fig. 3 Self-assembling polypeptide model[32]

同時(shí)Akkermans等[12]報(bào)道了大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）和大豆11S球蛋白在pH 2.0、85 ℃下加熱時(shí)都能形成柔性的長(zhǎng)纖維。透射電子顯微鏡分析顯示纖維的輪廓長(zhǎng)度為1 μm，SPI形成的纖維比大豆11S球蛋白形成的纖維擁有更多的“枝杈”，透射電子顯微鏡圖如圖4所示。

圖 4 大豆蛋白纖維透射電子顯微鏡圖[12]Fig. 4 Transmission electron microscopic images of soy protein fibrils[12]

圖 5 各種大豆球蛋白在210 nm波長(zhǎng)處的負(fù)橢圓率隨加熱時(shí)間的變化[35]Fig. 5 Changes in magnitude of negative ellipticity band at 210 nm of various soy globulins with heating time[35]

在國(guó)內(nèi)，Tang Chuanhe等[35]使用硫黃素T（thioflavin T，ThT）熒光光譜和剛果紅染色技術(shù)研究了在80 ℃加熱不同時(shí)間誘導(dǎo)β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白及其1∶1混合物在pH 2.0下的原纖維聚集情況。使用原子力顯微鏡表征形成的原纖維聚集體的形態(tài)，同時(shí)還評(píng)估了加熱時(shí)蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化和多肽水解過(guò)程。ThT熒光分析表明，β-伴大豆球蛋白具有比大豆球蛋白形成淀粉樣纖維聚集體更高的潛力。利用不同加熱時(shí)間在210 nm波長(zhǎng)處負(fù)帶幅度的變化反映β型二級(jí)結(jié)構(gòu)的形態(tài)，如圖5所示。初始加熱期間（小于4 h）的變化更加明顯，然后在進(jìn)一步加熱至12 h變化減慢，表明加熱時(shí)β型二級(jí)結(jié)構(gòu)形成。然而，后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)并非所有的肽都參與形成原纖維。Lara等[36]發(fā)現(xiàn)水解先于聚集發(fā)生，并且發(fā)現(xiàn)不同的肽形成不同的結(jié)構(gòu)，包括長(zhǎng)的半柔性原纖維和較短的柔性鏈。Xia Wenjie等[37]將β-伴大豆球蛋白的選擇性水解產(chǎn)物（DβH）與不添加蛋白酶的大豆分離蛋白（CSPI）進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)加熱60 min時(shí)，CSPI傾向于形成短蠕蟲(chóng)狀纖維，而DβH傾向于形成長(zhǎng)的半柔性纖維。當(dāng)加熱時(shí)間延長(zhǎng)至360 min時(shí)，二者形成的纖維都表現(xiàn)為簇狀。而當(dāng)加熱至720 min時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)纖維狀聚集體。當(dāng)加熱至60 min時(shí)，CSPI和DβH中的α-螺旋和β-折疊的總量顯著增加。其中，CSPI的β-折疊結(jié)構(gòu)從21.9%增加到64.3%，DβH的β-折疊結(jié)構(gòu)從18.4%增加到51.0%。這些結(jié)果可能表明蛋白質(zhì)纖維化的開(kāi)始，因?yàn)棣?折疊結(jié)構(gòu)是定義淀粉樣纖維形成的標(biāo)準(zhǔn)之一[38]。

當(dāng)?shù)鞍兹芤簆H值遠(yuǎn)離球蛋白pI且離子強(qiáng)度較低時(shí)，蛋白質(zhì)分子所帶電荷無(wú)法有效地被鹽離子屏蔽，此時(shí)靜電斥力占主導(dǎo)作用，會(huì)發(fā)生高度有序的自組裝纖維化聚集，形成串狀的線性聚集體；反之疏水作用占主導(dǎo)，發(fā)生無(wú)規(guī)則雜亂的自組裝纖維化聚集，形成球形聚集體[39]。Zhang Yuanhong等[40]研究發(fā)現(xiàn)大豆多肽自組裝是幾種作用力共同作用的結(jié)果。他們通過(guò)合成大豆肽納米粒子——一種源于大豆蛋白分離物水解期間形成的肽聚集體，然后使用十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）、尿素和二硫蘇糖醇（dithiothreitol，DTT）檢驗(yàn)疏水作用力、氫鍵和二硫鍵。通過(guò)目視觀察發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的DTT并未引起大豆肽納米粒子的顯著分散，而單獨(dú)或組合的SDS和尿素可以使其發(fā)生明顯的分散，上述情況表明疏水相互作用和氫鍵在構(gòu)建大豆肽納米粒子中起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)研究粒徑的變化發(fā)現(xiàn)單獨(dú)存在的SDS可以使粒徑明顯下降，但是單獨(dú)存在的DTT對(duì)粒徑的影響可忽略不計(jì)，即使與SDS一起使用與單獨(dú)使用SDS相比粒徑只發(fā)生了微小的下降，這表明二硫鍵只起到了次要作用。因此，通過(guò)分析表明疏水相互作用是維持納米顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要分子內(nèi)作用力（二硫鍵起次要作用），而氫鍵在其外部結(jié)構(gòu)中起關(guān)鍵作用。

3 大豆蛋白凝膠化的研究

凝膠化是食物蛋白質(zhì)最重要的功能特性之一[41]。原纖化的食物蛋白質(zhì)被認(rèn)為是有效的凝膠劑，因?yàn)榕c天然蛋白質(zhì)相比，它們能以更低的濃度形成凝膠。大多數(shù)使用原纖維化蛋白質(zhì)的研究都采用冷凝膠法。Kuhn等[42]認(rèn)為該過(guò)程包括兩個(gè)步驟：在遠(yuǎn)離pI的pH值和低離子強(qiáng)度下加熱使蛋白質(zhì)變性，然后將pH值改變?yōu)閜I并加入鹽。近年來(lái)，應(yīng)用原纖維化的食物蛋白質(zhì)制造冷凝膠已經(jīng)成為研究的趨勢(shì)，下面介紹幾種誘導(dǎo)大豆蛋白自組裝凝膠的因素。

天然大豆球蛋白具有強(qiáng)烈的自發(fā)組裝成自相似結(jié)構(gòu)聚集體的趨勢(shì)，自組裝纖維化的反應(yīng)條件是pH值遠(yuǎn)離PI，除了接近等電點(diǎn)的高濃度外，這些蛋白質(zhì)在天然狀態(tài)下不顯示大規(guī)模自組裝。當(dāng)制備溶液接近中性pH值時(shí)，體系迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)。在中性pH值下形成的天然大豆球蛋白的自組裝結(jié)構(gòu)類(lèi)似于通過(guò)加熱球形食物蛋白的水溶液形成的聚集體結(jié)構(gòu)[43]。Chen Nannan等[44]研究了在pH 5.8～7.0之間pH值對(duì)無(wú)鹽溶液的影響，同時(shí)在中性pH值下研究了添加一價(jià)鹽的效果。當(dāng)pH＞6.4時(shí)，可以在低蛋白質(zhì)量濃度和非常低的離子強(qiáng)度下獲得不含聚集體的大豆球蛋白溶液。在較高的蛋白質(zhì)量濃度下，大豆球蛋白自組裝成自相似的聚集體，分形維數(shù)df＝1.8，其大小隨著蛋白質(zhì)濃度的增加而增加。當(dāng)溶液稀釋時(shí)，聚集體在數(shù)周內(nèi)緩慢解離。通過(guò)考慮大豆球蛋白的電荷密度，可以更好地理解pH值和蛋白質(zhì)量濃度對(duì)自組裝的綜合影響。用重均摩爾質(zhì)量（Mw）作為質(zhì)量濃度（ρ）的函數(shù)，對(duì)于ρ＞20 g/L時(shí)，Mw隨著溶液質(zhì)量濃度的增加而增加，這意味著增加蛋白質(zhì)量濃度可驅(qū)動(dòng)大豆球蛋白的自組裝。無(wú)論溶液在靜置過(guò)夜后稀釋?zhuān)€是在稀釋之前靜置10 d，結(jié)果都是相同的。為了研究pH值對(duì)大豆球蛋白自組裝過(guò)程的影響，在一系列濃度下制備蛋白質(zhì)溶液，將pH值固定在5.8～7.0，研究Mw對(duì)不同pH值下蛋白質(zhì)濃度的依賴性。在pH 7.0～6.4之間，Mw隨著ρ的增加而微弱地增加，并且無(wú)依賴效應(yīng)關(guān)系，但是當(dāng)pH值降低至6.0或更低時(shí)，Mw增加得更強(qiáng)。這種奇怪的現(xiàn)象是當(dāng)pH值固定時(shí)，蛋白質(zhì)的電荷密度隨蛋白質(zhì)濃度而變化。

蛋白質(zhì)凈電荷為零的pH值可以通過(guò)在不同NaCl濃度下滴定來(lái)確定，因?yàn)榈味ㄇ€會(huì)在pI處交匯[45]。由于離子與蛋白質(zhì)的結(jié)合，PI被定義為ζ電位為零時(shí)的pH值，最終發(fā)現(xiàn)天然大豆球蛋白的pI為4.6。pH值與PI處的鹽濃度無(wú)關(guān)，但pH值與蛋白質(zhì)平均電荷數(shù)之間的關(guān)系取決于較高或較低pH值下的鹽濃度。在固定pH值下鹽對(duì)平均電荷數(shù)的影響可以根據(jù)蛋白質(zhì)的表面電位來(lái)解釋?zhuān)?dāng)?shù)鞍踪|(zhì)通過(guò)釋放離子而開(kāi)始“充電”時(shí)，這一變化改變了平移熵的增益，所以在固定的pH值下隨著離子強(qiáng)度的增加表面電位降低。隨后Chen Nannan等[44]又研究了每種蛋白質(zhì)不同固定電荷密度下Mw對(duì)蛋白濃度的依賴性，對(duì)于固定的電荷密度，隨著體系濃度增加，Mw逐漸增加，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)帶電量較少時(shí)，隨著濃度的增加，Mw增加更強(qiáng)，表明靜電排斥抑制了自組裝。接著將相同的數(shù)據(jù)繪制為固定蛋白質(zhì)濃度下α（電荷數(shù)）的函數(shù)。對(duì)于給定的蛋白質(zhì)濃度，Mw在α＜-150時(shí)變化很小，然后在α于-150～-140之間急劇增加，最后在α＞-140時(shí)依賴于α的程度變得相對(duì)較弱。就pH值而言，Mw的急劇增加發(fā)生在pH 6.0～6.4之間，但它取決于蛋白質(zhì)濃度。對(duì)于給定的蛋白質(zhì)濃度，聚集體在較低pH值下較大，這可歸因于蛋白質(zhì)的絕對(duì)凈電荷密度（|α|）的降低。然而，為了理解濃度的影響，需要考慮到如果pH值固定，蛋白質(zhì)的凈電荷密度隨著蛋白質(zhì)濃度的增加而增加。當(dāng)|α|固定后，隨著蛋白質(zhì)濃度的增加，摩爾質(zhì)量逐漸增加，表明天然大豆球蛋白的自組裝是通過(guò)靜電相互作用決定的。

在pI方向上蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性后，蛋白質(zhì)溶液的緩慢酸化也可用于形成冷凝膠。GDL可以在加入水后部分水解成葡萄糖酸降低pH值[46-47]。根據(jù)GDL的這種特性，de Jongh等[48]使用GDL將原纖維化的豌豆蛋白、乳清蛋白和大豆蛋白誘導(dǎo)制備自組裝凝膠：首先將豌豆蛋白、乳清蛋白和大豆蛋白在pH 2.0、85 ℃下誘導(dǎo)形成淀粉樣纖維，然后將原纖維化溶液的pH值調(diào)節(jié)至7.0并加入GDL，最后在25 ℃下反應(yīng)15 h。結(jié)果發(fā)現(xiàn)乳清蛋白原纖維比豌豆和大豆蛋白原纖維產(chǎn)生了更高儲(chǔ)能模量的凝膠。

上述方法中原纖維化通常發(fā)生在非常低的pH值條件下，但Farjami等[49]用堿滴定原纖維化的溶液以產(chǎn)生鹽誘導(dǎo)的凝膠化。為了制備無(wú)鹽蛋白質(zhì)凝膠，通過(guò)透析使原纖維化的蛋白溶液脫酸，產(chǎn)生無(wú)灰水凝膠。將不同濃度（0、20、40、80 mmol/L）的CaCl2添加到透析水中，Ca2+和Cl-逐漸滲入到蛋白質(zhì)原纖維溶液中，這導(dǎo)致原纖維溶液緩慢凝膠化。零灰分含量的蛋白質(zhì)水凝膠是用于傳遞對(duì)離子敏感的生物活性分子的潛在候選物，如某些由于與離子結(jié)合導(dǎo)致藥效下降的藥品。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前，基于大豆蛋白的系統(tǒng)如水凝膠、乳液、薄膜、纖維和納米顆粒被大量用于遞送生物活性物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)保健品。此外，與動(dòng)物來(lái)源的蛋白質(zhì)相比，植物來(lái)源的蛋白質(zhì)如大豆蛋白可能是更安全的傳遞系統(tǒng)[50]。然而，大豆蛋白在酸性pH值下的低溶解度，特別是在pH值約4.8時(shí)的低溶解度，限制了它們?cè)谒嵝允称泛惋嬃现械膽?yīng)用[51]。在此，研究人員專(zhuān)注于由大豆蛋白制成的水凝膠作為生物活性分子的有效載體。Hu Hao等[52]采用超聲波處理蛋白質(zhì)，然后利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶進(jìn)行交聯(lián)，所產(chǎn)生的凝膠疏水性增加，從而提高了核黃素的包封率。Chien等[53]在不使用化學(xué)改性劑或交聯(lián)劑的情況下，制備具有不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（15%、18%和20%）的機(jī)械性能穩(wěn)定的大豆蛋白水凝膠，該方法制備的水凝膠可以直接向體內(nèi)注射。同時(shí)大豆蛋白自組裝水凝膠由于其低成本和安全特性未來(lái)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊[54]。

自組裝凝膠將蛋白質(zhì)科學(xué)和超分子化學(xué)融合在一起，目的是面向下一代再生醫(yī)學(xué)、藥物輸送、催化生物材料等的高科技應(yīng)用[55]。其卓越的特性是食品和制藥領(lǐng)域運(yùn)載各種營(yíng)養(yǎng)保健品并保護(hù)其生物活性成分的有效工具。然而，未來(lái)的研究應(yīng)該在大豆球狀蛋白的基礎(chǔ)上進(jìn)行更多關(guān)于針對(duì)它們突出特征的水凝膠研究，例如產(chǎn)生較低濃度的凝膠化以制備低能量的遞送系統(tǒng)。此外，缺乏體內(nèi)實(shí)驗(yàn)給許多研究帶來(lái)了局限性，這方面的研究應(yīng)該成為未來(lái)的焦點(diǎn)。