【摘 要】
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以氨基酸及其衍生物类小分子自组装形成的超分子水凝胶是一种新型纳米软材料物质,因具有高含水量、良好的生物相容性、可降解性以及刺激响应性等优良特性,在营养载运方面具有潜在应用价值。然而,这种水凝胶往往表现出较差的力学性能,例如,水凝胶的破坏很容易导致客体分子在传输过程中出现泄露以及释放过快等问题,难以调控释放速率,这极大地限制了其在食品生物等领域的应用。本文以带有芴甲氧羰酰基（Fmoc）的芳香族氨基酸
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以氨基酸及其衍生物类小分子自组装形成的超分子水凝胶是一种新型纳米软材料物质,因具有高含水量、良好的生物相容性、可降解性以及刺激响应性等优良特性,在营养载运方面具有潜在应用价值。然而,这种水凝胶往往表现出较差的力学性能,例如,水凝胶的破坏很容易导致客体分子在传输过程中出现泄露以及释放过快等问题,难以调控释放速率,这极大地限制了其在食品生物等领域的应用。本文以带有芴甲氧羰酰基（Fmoc）的芳香族氨基酸衍生物为基本自组装单元,成功制备了具有良好递送功能的高稳定性水凝胶和具有良好抑菌活性的水凝胶,主要研究方法及结论如下:（1）分别以Fmoc-苯丙氨酸（Fmoc F）和Fmoc-酪氨酸（Fmoc Y）为组装单元,通过添加海藻酸钠（alginate,Alg）和魔芋葡甘露聚糖（konjac glucomannan,KGM）借助物理交联构建复合水凝胶。以Fmoc-氨基酸自组装纤维为骨架,通过钙离子交联藻酸盐而得到结构均一、性能稳定的Fmoc F-Alg和Fmoc Y-Alg杂化凝胶微球。较Fmoc F、Fmoc Y以及Alg水凝胶球,杂化水凝胶因非共价协同作用在水和磷酸盐缓冲液中具有更强的稳定性和机械性能,流变结果显示模量值提高10～20倍。KGM的加入同样使杂化水凝胶具有更高的稳定性和机械强度,其稳定机制可能与羟基、分子支链结构等有关。KGM自身的高粘度和多位点也使得Fmoc-氨基酸的自组装速率减慢,纳米纤维直径变小。此外,通过调节杂化水凝胶中Alg或KGM与Fmoc-氨基酸的浓度比例可实现营养成分可控释放。随着多糖浓度的提高,姜黄素的释放速率和释放量明显下降,释放速率降低20%～50%,释放时间延长6～12 h,并且由经验模型分析可知姜黄素从水凝胶中的释放规律遵循扩散和水凝胶溶胀的协同机制。（2）以表面亲水内部疏水具有环状空腔结构的环糊精（α-CD,β-CD,γ-CD,HP-β-CD,SBE-β-CD）为载体基质对营养分子姜黄素进行包合,进而与Fmoc F水凝胶结合,制备了Cur@Fmoc F/CDs水凝胶。此类水凝胶弥补了客体分子“营养突释”及氨基酸水凝胶“机械性能差”的缺陷,更好的发挥了载运功能。水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌还有不同程度的抑制作用,大肠杆菌抑制率约为40%～60%,金黄色葡萄球菌致死率达100%。
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