Page 57 - 《精细化工》2021年第8期
P. 57
第 8 期 赵 凯，等: 两亲性淀粉自组装研究进展 ·1551·
糊精腔体的空间匹配性，一旦尺寸不契合就会出现 合作用下不断聚集，排除 AS 分子内部水分，促使
[6]
包合物不稳定甚至无法包埋的问题 。为解决直链 AS 分子自组装形成球形胶束 [13] 。ZHANG 等 [14] 发
淀粉及环糊精自身分子结构制约淀粉基复合物应用 现，两亲性聚合物胶束形态由疏水与亲水链段长度
的问题，AS 应运而生。用以克服淀粉作为亲水性分 的比例决定，只有当共聚物的可溶性链段非常短、
子在疏水-亲水界面没有明显表面活性的缺点。AS 疏水性链段较长且保持不溶，在相对分子质量较低
的合成是通过引入疏水基团进行的，使疏水侧链随 的溶剂中进行自组装时，才可能出现非球形的形态，
机分布在淀粉分子的一些单体残基上，有时会同时 这种情况较少见，且非球形的胶束极不稳定，实际
引入亲水基团来保持亲水与疏水链段的相对长度和 在自组装体系中应用的是球型胶束，其具体形成过
物质的量比，通过调整这些基团附着位点的数量可 程参见图 2。
微调疏水修饰淀粉的两亲性，调控淀粉纳米粒表面
疏水性和转变淀粉纳米粒表面极性羟基，推进界面
结构的发展和力学性能的提高 [7-9] 。AS 改性方法多
为化学改性，主要产物包括交联淀粉、接枝共聚淀
粉、酯化淀粉、醚化淀粉等，改性时引入的疏水官
能团通常来源于脂肪酸酰氯或脂肪酸酸酐等 [10-11] 。
原淀粉两亲改性示意图见图 1。 图 2 AS 自组装原理示意图
Fig. 2 Schematic diagram of self-assembly principle of
amphiphilic starch
2 AS 胶束的制备方法
2.1 直接溶解法
直接溶解法顾名思义是将 AS 直接溶解于对某
一链段具有良好溶解性的溶剂中来制备两亲性球形
图 1 原淀粉两亲改性原理示意图 胶束的方法，通常在水中进行，适用于水溶性较好
Fig. 1 Schematic diagram of amphiphilic modification
principle of native starch 的 AS。这种方式的优点在于：在不改变淀粉浓度的
情况下，可加以超声辅助处理达到聚合物单粒径分
AS 的开发进一步拓宽了淀粉的应用范围，使其
布的状态 [15] 。
作为载体的结构更加稳定，不易受外界环境破坏。 [16]
PANG 等 提出了一种简便合成AS胶束的方法，
目前，AS 自组装因其材料无毒、可降解等优点广泛
首先，将天然西米淀粉酯化制备取代度在(0.0851±
应用于食品、医药、工业等领域，用以实现对客体
0.0023)~(0.1727±0.0028)之间的马来酸淀粉单酯，在
的保护、增溶、缓释、靶向传送及除杂等作用。
无水乙醇中控制纳米粒子沉淀，在水基体系中合成
1 AS 自组装原理 了 AS-姜黄素球形胶束，其使姜黄素水溶性提高为
纯姜黄素的 300 倍，且总载量可以通过改变载药时
AS 自组装全过程分为两个必要步骤： 间来调节。但此法存在反应缓慢、粒度较大的局限。
（1）对原淀粉进行疏水改性制备 AS，使 AS 具 随后，ABBAS 等 [17] 提出了超声辅助 AS 乳化的方法，
有亲水主链及疏水侧链，主链与侧链不同的溶解性 可以在较低的温度下成功地制备稳定的纳米淀粉乳
使其在选择溶剂中可自发形成具有壳核结构的胶 液，在 50 ℃下将辛烯基琥珀酸酯化淀粉（OSA-MS）
束 [12] 。为后期自组装提供先决条件。 溶解在水相中，并将姜黄素加入至中链脂肪酸制备
（2）将 AS 溶于选择溶剂中，可溶性链段和溶 的油相，将二者混合辅以超声处理，生成的球形胶
剂的相互作用是胶束稳定的原因。随着 AS 溶液浓 束具有尺寸小且稳定的特点，为食品级油核多层聚
度的增加，AS 结构发生一系列变化：当 AS 溶液浓 合物纳米胶囊的制备提供了方法。由于超声辅助的
度低于临界胶束浓度（CMC）时，AS 在溶液中以 便捷性，MARWAN 等 [18] 在自组装过程中进一步完
单分子形式存在；当 AS 溶液浓度达到 CMC 时，疏 善方案，采用高功率微流态化技术与超声均质机技
水链段与水相之间的接触面积逐渐降低，疏水链段 术相结合的高能均质机辅助制备 AS 胶束，由此控
发生聚集，诱导亲水主链卷曲和收缩；当 AS 溶液 制 AS 包合物的生物活性，有效地制备出稳定的纳
浓度高于 CMC 时，由于 AS 分子结构倾向于形成自 米粒子。
由能最小化结构，疏水链段在分子内或分子间的缔 除采用辅助方式改善直接溶解法的效果外，HE
