乳液填充水凝胶中生物大分子的相互作用：化学，机械性能和微观结构
FoodResearchInternational
水凝胶由具有高吸水能力的聚合物网络形成，其可以作为生物活性输送系统用于生物医学应用和食品应用等。在生物聚合物水相中加入油相可以形成乳液填充水凝胶的体系，可用于封装绝缘系统，保护亲水性和亲油性化合物的生物活性。天然生物聚合物由于其无*性、生物相容性和生物可降解性而被用于水凝胶的生产。淀粉是一种低成本的生物聚合物，当与其他化合物一起加工时可以形成具有特定化学、机械、功能和感官特征的分子结构，用于生产水凝胶。海藻酸钠由于在二价阳离子存在下促进离子凝胶化而被广泛用作包封材料。淀粉可以有效调控海藻酸钠凝胶在消化过程中对钙螯合化合物的敏感性。海藻酸盐的一些限制。在乳液填充水凝胶的生产过程中，明胶等蛋白质是保证乳液稳定性的良好选择。由于水凝胶生产的工艺条件和化合物性质有许多不同，因此从化学和物理的角度理解生物聚合物混合物形成的结构是很有必要的。在结构层面上，通过建立一个连接去分地质构特性和微观结构，以便更好地应用于封装系统、生物活性保护和靶向传递
近日，巴西坎皮纳斯州立大学KawazoeSato团队研究了以马铃薯淀粉为主要成分（糊化或天然），低浓度海藻酸钠和明胶为连续相，通过超声处理和离子糊化制备乳液填充水凝胶的化学性能、力学性能和微观结构。相关成果以Biopolymerinteractionsonemulsion-filledhydrogels:chemical,mechanicalpropertiesandmicrostructure为题，发表在国际期刊FoodResearchInternational上。”
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成果介绍研究方法
通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描热量仪（DSC）、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和质构仪对乳液填充水凝胶的化学结构、物理结构、机械性能以及模拟消化后水凝胶进行了分析。
研究结果
结果发现水凝胶的傅里叶变换红外光谱有轻微的强度差异，糊化淀粉-海藻酸钠-明胶水凝胶在cm-1处检测到更高的强度峰值，这归因于O-H拉伸振动和吸水性。淀粉的添加可以降低海藻酸钠-明胶水凝胶的红外强度，是因为他们之间氢键的重组，故淀粉添加可以改变海藻酸钠-明胶间的化学相互作用。水凝胶的化学性质影响其微观结构和机械性能，淀粉-海藻酸钠-明胶的断裂应力值更高，这是由于海藻酸钠、明胶和淀粉所形成均匀的凹陷微观结构，可以捕获油滴，同时糊化淀粉可以解决海藻酸钠颗粒上的易碎问题，从而增强水凝胶网络并填充空隙。扫描电子显微镜图像显示，明胶的缺失会影响液滴界面以及它们与生物聚合物基质的相互作用。消化试验推断出海藻酸钠-明胶网络因溶胀而降解，而海藻酸钠-明胶-淀粉凝胶由于其微观结构部分稳定，仅暴露表面的油滴。这些发现可以提供不同的传递和保护机制，用于不同的应用。
研究结论
部分淀粉取代了海藻酸钠，使水凝胶网络发生改变。FTIR光谱揭示了交联过程中官能团保持不变。消化过程中水凝胶的溶胀行为与化学和机械性能具有相关性，海藻酸钠-明胶暴露了油滴，并在肠溶阶段形成了多孔网络。相比之下，非糊化淀粉-海藻酸钠-明胶水凝胶保持封闭的网络，在肠溶阶段没有孔。这些发现指出了具有淀粉填充剂的水凝胶在肠相中递送营养保健品的潜在用途。
创新性/应用前景1.淀粉部分替代降低了海藻酸凝胶在肠道的孔隙率。
2.天然淀粉填充了海藻酸盐网络的孔隙。
3.海藻酸钠在消化过程中溶胀，增加孔径。
4.与天然淀粉相比，糊化淀粉获得了更坚固的网络
参考文献