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淀粉作为一种廉价、易得且用途广泛的天然多糖,可以与配体形成复合物,对配体进行运输和保护;并且淀粉因其良好的生物相容性以及可降解性,在食品功能活性成分以及药物的输送等应用中备受关注。脂肪酸与淀粉能够形成V6型的淀粉-脂肪酸复合物,增强淀粉基运载体对消化酶的消化抵抗作用,且小分子脂肪酸的结合不影响直链淀粉的螺旋空腔对小分子活性成分或药物的包埋效果,但这种淀粉基复合物不溶于水,极大地限制了其应用。淀粉-蛋白质-脂肪酸复合物的制备可以有效地解决淀粉-脂肪酸复合物亲水性差的问题,提高淀粉基复合物对疏水性小分子物质的运载能力,拓展淀粉基运载体的应用范围,如应用在功能性饮料、化妆品中。本课题分别制备了普通玉米淀粉(NCS)-亚油酸(LA)复合物和NCS-牛血清白蛋白(BSA)-LA复合物,对二者性质进行了研究和比较。同时借助分子动力学模拟的手段对直链淀粉-LA复合物与直链淀粉-BSA-LA复合物的形成过程、作用机制及稳定性进行了探究,主要研究内容如下:以NCS和LA为原料制备了NCS-LA复合物,并对其性质进行了测定。结果显示,NCS与LA形成复合物后,结构更为紧密,有部分的结晶结构镶嵌其中,形成新的片层结构。NCS位于复合物的外部。NCS与LA所形成的复合物呈V型结构。NCS-LA复合物具有较好的热稳定性,复合物为II型的结晶结构。复合物呈明显的剪切变稀现象(非牛顿流体)。LA链上的-C=O-在形成复合物后发生了一定的蓝移。与糊化的NCS相比,NCS-LA复合物能够在一定程度上抵抗消化酶的消化。以NCS、BSA和LA为原料,制备了NCS-BSA-LA复合物,并对这种复合物的糊化特性、相对分子质量、微观形貌、结晶结构等性质进行了测定。复合物的糊化特性曲线及高效液相排阻色谱结果证实了NCS-BSA-LA复合物的形成,且NCS-BSA-LA复合物为分子量在1~3×107 g/mol的球形分子。NCS-BSA-LA复合物呈椭球形,散落分布,无明显聚集现象,结构更加紧密。部分BSA位于复合物的外部,可包裹部分NCS。同时,淀粉的结晶结构也发生了变化:NCS呈明显的A型结构,而NCS-BSA-LA复合物呈V型结构;NCS、BSA和LA形成复合物后,NCS的晶层厚度变薄,说明BSA和LA参与了复合物的形成。形成复合物后,BSA的巯基和二硫键暴露出来,LA的脂肪族烃链的-C-H-吸收减弱,而头部的-C=O-发生蓝移,表明LA位于直链淀粉的疏水螺旋腔内。NCS-BSA-LA复合物的平均粒径为136 nm,Zeta电位为-18.6 mV,说明复合物的结构稳定。比NCS-LA复合物具有更好的抗消化性。以5-氟尿嘧啶(5-FU)为例探究NCS-BSA-LA复合物对疏水性小分子活性成分/药物的包埋效果,结果显示包埋了5-FU后,复合物的粒径未发生明显变化,而Zeta电位变为-22.8 mV,表明复合物对5-FU具有较好的包埋效果,且包埋后能够维持载体的基本形貌。运用分子动力学模拟的方法,对直链淀粉-LA复合物的稳定性进行了研究,以直链淀粉作为参照。模拟的初始构象为:26个葡萄糖单元构成的呈典型V型结构的直链淀粉,LA分子的尾部位于V型结构的内部,羧基的头部位于外部。结果表明,在没有LA分子存在的情况下,直链淀粉的V型结构很快被破坏,分子内氢键,尤其是螺旋内的氢键的数量急剧减少;当有LA分子存在时,LA分子与直链淀粉分子之间形成复合物,LA分子位于直链淀粉分子的中间部分,使部分直链淀粉分子维持原有的V型结构,而直链淀粉分子两端部分原有的V型结构被破坏。直链淀粉分子中仍有分子内氢键存在,说明分子内氢键是维持直链淀粉V型结构的主要因素。与LA分子形成复合物后,直链淀粉分子的中间部分比较稳定,而两端部分波动较大;直链淀粉分子中间部分的葡萄糖残基与LA分子的非极性部分相互作用形成螺旋结构,限制了水分子进入直链淀粉形成的螺旋腔中,使得直链淀粉分子与较少的水分子发生作用。单链的直链淀粉与形成复合物后的直链淀粉的主成分分析图有明显的差别,表明二者的构象具有显著差异。形成复合物后,组成直链淀粉的葡萄糖环的构象部分发生变化,但以稳定的椅式4C1构象为主。同样,运用分子动力学模拟的方法,模拟直链淀粉与不同个数的亚油酸分子的复合过程。模拟的初始构象为:26个葡萄糖单元组成的呈无规则卷曲状的直链淀粉,不同个数(1、2、3、4)的LA分子分别位于直链淀粉分子周围距离15?左右。结果表明,当模拟体系中有不同个数的LA分子时,直链淀粉都能与之形成复合物,LA分子位于直链淀粉的中间部分。LA分子的羧基的头部更倾向于暴露在溶剂中,而脂肪族烃链的尾部则位于直链淀粉形成的螺旋疏水腔中;随着LA分子个数的增加,直链淀粉与LA分子之间的空间位阻增大,形成复合物所需要的时间也较长;以O3n和C5n+3两个原子的距离所表示的直链淀粉分子的螺旋结构的直径有所增加,但仍呈V6型结构。当体系中有多个LA分子存在时,LA分子倾向以头尾相对的方式位于直链淀粉的螺旋腔中。组成直链淀粉分子的葡萄糖环的构象随着LA分子个数的增加,椅式1C4构象的比例增加,但椅式4C1构象仍占较大比例。最后,在含有一条26个葡萄糖单元组成的呈无规则卷曲状的直链淀粉和一个LA分子的体系中加入BSA晶体结构中A链上的56个氨基酸残基的片段,模拟淀粉、BSA与LA形成复合物的过程。直链淀粉、BSA和LA形成了复合物。并且,LA分子首先与直链淀粉形成复合物,位于直链淀粉的内部,之后再与BSA结合。LA起到桥梁的作用,将直链淀粉与蛋白质片段连接在一起。直链淀粉-BSA-LA复合物与直链淀粉-LA复合物的主成分分析图均为圆形,二者呈现类似的构象。直链淀粉-BSA-LA复合物中直链淀粉上原子O3n和C5n+3之间的距离较直链淀粉-LA复合物的小。与直链淀粉-LA复合物相比,直链淀粉-BSA-LA复合物的直链淀粉周围溶剂可及表面积增大,并且第一水化层内的水分子数也增多,在一定程度上阐释了NCS-BSA-LA复合物具备水溶性的机制。