蛋白质-多糖天然高分子纳米自组装颗粒由于材料来源广泛,绿色安全,具有良好的生物相容性和生物可降解性,在生物活性物质运载方面有广泛地应用。此外,天然高分子纳米颗粒体系存在多种活性基团,能与许多生物活性成分或药物分子发生较强的相互作用,其纳米维度赋予了其比表面积大、机械强度高的优良特性,应用于纳米载药体系具有诸多优势,因而在生物制药和功能性食品领域具有广泛的应用前景。天然食品级生物大分子蛋白质和多糖,已广泛应用于制备具有不同结构的纳米颗粒,并用于构建活性成分的安全高效输送载体以及植物化学物质的口服给药系统。本文利用卵白蛋白(OVA)、羧甲基纤维素钠(CMC)作为蛋白、多糖模型来制备纳米凝胶颗粒,并对其组装条件进行了优化;探讨了制备条件pH值、温度、盐离子浓度、蛋白多糖质量比对纳米载体的影响,对纳米运载体的性能结构、体系稳定性进行了评价,并应用于功能成分姜黄素的包埋和输送,主要研究结果如下:1、本文以天然OVA和CMC为原料,通过自组装制备蛋白—多糖纳米颗粒。最佳制备条件为:配制浓度为0.5 mg/ml的OVA与CMC溶液,体积配比为1:2,将pH调至2.6后,经80 ℃的水浴加热30 min后制得具有核壳结构,水合半径约为180 nm的纳米颗粒。同时,利用浊度法研究了不同条件下OVA和CMC的相互作用及相分离行为,并对蛋白质-多糖复合物的zeta电位和粒径进行了分析,结果表明:随着pH的降低,OVA和CMC带有相反的电荷,通过静电相互吸引发生复合凝聚。同时,出现四个不同的相区(共溶区,复合物不溶区,可溶性复合物区,共溶区)。加热使得蛋白质变性后分子间的疏水相互作用增强,形成了结构更加稳定的纳米颗粒。四个比例下的复合凝聚物粒径在25-80 ℃之间变化幅度较小,经80 ℃加热30 min后形成的纳米颗粒,能够耐受较高浓度的盐离子,并且在4 ℃的冰箱中储存3个月后没有发生解离和聚集。说明该实验制得的纳米微粒具有很好的稳定性,并具有一定的抑菌效果。2、对纳米颗粒的表观形貌与结构进行了表征,明确形成纳米颗粒和维持纳米颗粒稳定的作用力,探讨纳米颗粒自组装机理,结果表明,纳米微粒内外衬度不同,说明颗粒具有一定的核-壳结构。紫外光谱与荧光光谱表明,多糖的加入影响了蛋白质的空间构象,OVA与CMC的相互作用使得蛋白周围的微环境发生改变,更多的酪氨酸基团暴露于亲水的环境中,而色氨酸移向了更加疏水的环境。此外,在三个不同比例下(OVA:CMC=1:1,1:2,2:1),促使纳米粒子形成的分子力主要是氢键和疏水相互作用。但维持纳米粒子稳定性的分子力是不一样的。当OVA:CMC=1:1时,氢键、离子键和疏水相互作用对维持聚合物纳米粒子的稳定性有部分贡献;当OVA:CMC=1:2时,随着CMC的增多,离子键和疏水相互作用对维持生物聚合物纳米颗粒稳定有很大的贡献;当OVA:CMC=2:1时,离子键对维持纳米颗粒的稳定性无贡献,氢键和疏水相互作用有少量的贡献。随着温度的升高,纳米粒子的内部越来越密实。70 ℃下的纳米颗粒拓扑结构非常近空心球。而85 ℃下的纳米颗粒的拓扑结构更加接近均相球。所以经过80 ℃加热后的OVA-CMC复合溶液,制得的纳米颗粒更有利与作为生物活性物质的载体。3、在OVA-CMC纳米颗粒最佳制备条件下,OVA:CMC:姜黄素的质量为1:2:1时,可获得最高的包封率(95.4%)和包埋量(36.4%),OVA-CMC纳米颗粒实现了对姜黄素的高效负载,有效的改善了姜黄素水溶解率低的问题。OVA:CMC为1:2时,包埋前后纳米颗粒的df值由1.024变为2.022,拓扑结构由原来的0.88变为0.79,表明纳米颗粒成功地包埋了姜黄素。颗粒内部的部分姜黄素随着温度的升高不断析出,当高温恢复至室温时,析出的游离姜黄素又再次进入到纳米颗粒中,这种温度可逆性和温度敏感性为今后在食品中的应用提供了良好的参考价值;根据不同温度下的紫外动力学光谱,计算得体系中总焓变-AH/R=1753.19,纳米颗粒外部焓变-△H0/R=-1068,纳米颗粒内部姜黄素浓度随温度变化为dlnC*/d(l/T)=-2821.45,活化能Ea=-5776.16。同时,包埋有姜黄素的纳米颗粒表现出十分显著的抗氧化活性。姜黄素在体系中有三种存在状态,即游离在溶液中,粘附在颗粒外壳上,被包埋于纳米粒核中。