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近年来,蛋白质在一些特定条件(如低pH、低离子强度)下的自组装纤维化过程引起了人们的关注。已有较多文献指出,通过这种自组装途径,可制备得到一类在较低蛋白浓度下即可实现胶凝、而且透明的蛋白亲水凝胶,后者在生物医学工程及食品领域具有良好的应用前景。本文以菜豆属球蛋白为原料,研究其自组装纤维化规律及相关机理,并探索相关自组装纤维化凝胶用作活性物质缓释输送载体的可能性。主要研究结果如下:1.首先研究了pH2.0、低离子强度下芸豆、绿豆和红豆球蛋白(Vicilin)的热促自组装纤维化聚集动力学。结果表明:三种Vicilin85oC加热24h均形成了淀粉样纤维。尽管绿豆Vicilin(Vm)形成的纤维数量最多,但是芸豆Vicilin(Vk)形成高度有序的长线形纤维的能力最强,而红豆Vicilin(Vr)的自组装纤维化能力最弱。蛋白质浓度越高,形成的纤维数量越多。静电屏蔽作用显著提高了Vk的自组装纤维化能力,而对Vm和Vr的影响较小。此外,还初步揭示了三种Vicilin在低pH低离子强度下的自组装纤维化机理,即Vicilin受热变性使疏水基团暴露,变性的Vicilin聚集形成无定型聚集体,聚集体水解成多肽(构建单元)后启动自组装纤维化过程,纤维生长或延长直至形成成熟有序的长纤维。2.然后研究了芸豆Vicilin在pH2.0和低离子强度下的热致自组装纤维型凝胶的形成过程。结果表明:蛋白浓度越大,可溶性固形物含量越多,越有利于形成凝胶,凝胶强度和储存模量G’越大,凝胶持水性越好;离子强度越大,凝胶强度越大,但持水性下降。此外,纤维型凝胶(pH2凝胶)的强度、持水性均大于相同条件下的颗粒型凝胶(pH7凝胶)。3.最后用芸豆Vicilin制备的纤维型凝胶和颗粒型凝胶为载体,比较荷载咖啡因的两类凝胶载体在模拟胃肠液中咖啡因的释放动力学。结果表明:添加消化酶后,纤维型凝胶和颗粒型凝胶在短时间内会迅速酶解,快速释放出大量的咖啡因;无论是否添加消化酶,芸豆Vicilin纤维型凝胶对咖啡因的释放率都远远低于颗粒型凝胶。原因在于纤维型凝胶的网孔致密,而颗粒型凝胶网孔相对疏松。这表明芸豆Vicilin纤维型凝胶对咖啡因起到了缓慢释放的效果,芸豆热致纤维型凝胶是控制释放生物活性物质的良好载体。综上所述,菜豆属Vicilin能在pH2.0和低离子强度下发生热促自组装纤维聚集,形成网孔致密的纤维型凝胶。该纤维型凝胶是水溶性活性物质缓释输送的良好载体。