玉米醇溶蛋白膜研究进展.pdf

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1、第3l卷第6期2015年12月化学反应工程与工艺ChemicalReactionEnginee血gandTec王lfIologyVbl31．No6Dec．2015文章编号：100l—-7631(2015)0“_0538—10玉米醇溶蛋白膜研究进展魏东伟，刘贵金，江燕斌华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640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

2、载药量和载药效率及增强药物控缓释等。今后的工作，将围绕新的制各和复合改性方法、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。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中图分类号：TS201．2；TS206．4文献标识码：A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Ll’2l。玉米醇溶蛋白(zein)是湿式玉

3、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【3J，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14j。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【5J。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‘61、抗氧气和水蒸气透过m]、良好的生物相容性[91及显著的药物控缓释‘1

4、01等特性，因此可用于食品保鲜【11】、包装旧、制药[13】及组织工程【6】等行业。然而，zein膜易脆以及较差的表面特性使其应用受到一定程度的限制【4】。近年来，Zein膜的复合改性研究备受关注，如利用小分子有机物[14]、合成聚合物‘15]、糖类‘16]、脂类‘171和蛋白类㈣等对zein膜进行修饰改性，成功制备各种性能不同的复合膜，Zein膜的制备方法和复合改性正在成为研究热点[19_211。本工作简述了zein的组成、结构及成膜机理，对zein膜的制各方法如流延成膜法、挤压成膜法、静电纺丝成膜法和浸出成膜等

5、进行了分析和比较，介绍了zein膜在包装、组织工程及药物载体方面的用途，总结了Zein膜在制备方法、复合改性及应用方面存在的不足，并从提高机械性能、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方面介绍了对zein膜的修饰改性，并对其发展方向进行展望。1zein膜的制备1’1zein的组成及结构zein是玉米的主要存储蛋白，是一种天然的生物大分子，通常以粉末状存在。乙醇是公认的一种收稿日期：2015—05，11；修订日期：2015—1l一23。作者简介：魏东伟(1984一)，男，博士研究生；

6、江燕斌(1970一)，男，教授，通讯联系人。E—mail：cebjiang@scut．edu．cn。基金项目：国家自然科学基金(21276091，21476086)；教育部博士点基金(20120172110010)。第3l卷第6期魏东伟等．玉米醇溶蛋白膜研究进展539zein的优良溶剂，根据Zein在不同乙醇浓度中的溶解情况，可将zein分为。c—Zein和口一zein。a—Zein可溶于体积分数为95％的乙醇，在玉米醇溶蛋白中占约80％的比例，且6c．zein含有两种分子量，分别为24000和22000；口一ze

7、in溶于体积分数为60％的乙醇而不溶于95％的乙醇，相对不稳定，常发生沉淀和团聚，故市售Zein主要成分是a—Zein。Zein之所以溶于乙醇而不溶于水，主要是由于zein分子中存在大量的亮氨酸、谷氨酸、丙氨酸和脯氨酸‘22，231，即zein分子中存在着大量的疏水性氨基酸和较多的含硫氨基酸，但缺乏能带电的酸性、碱性和极性基团氨基酸。一。一一一一、一，．～zein的可能结构模型如图1所示，衄。。等幽1通虱醚羁毽鸯髦妻堡囤适碧过圆二色性光谱发现zein在体积分数为70％乙醇溶液中的分子结构可能是由9个重复单位反平行排

8、列而》、成，之间形成氢键以保持稳定，具有扭曲圆筒状结构。-灞蛩善岛Matsushima等瞄1通过小角x射线散射指出zein在体{崤营菁萨。：．__：、、一一，积分数为70％乙醇溶液中的结构为细长的棱柱状。该一棱柱的侧面具有疏水性，而上下表面则由于富有谷氨劁1A唧。等圳f¨~1。瞰。。11i11、。掣引㈨⋯J酸而具有亲水性【26，271。可见，zein具有两亲