近日,湖北工業(yè)大學高志明教授課題組在國際食品Top期刊《Food Hydrocolloids》發(fā)表題為“Complexation of locust bean gum and κ-carrageenan microgels, from aqueous phase to oil-water interface”(刺槐豆膠與κ-卡拉膠微凝膠的復合,從體相到油-水界面)的研究性論文。(原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110409)

該研究基于刺槐豆膠與κ-卡拉膠之間的分子協(xié)同凝膠機制,推測刺槐豆膠(LBG)與κ-卡拉膠微凝膠(KCMs)之間存在特異性結合。通過對LBG與KCMs在體相和油-水界面上的復合行為進行深入研究,闡明了二者的體相復合模式,并探討了二者的界面復合對微凝膠界面吸附穩(wěn)定性的改善作用(圖1)。

圖1 LBG與KCMs在體相和油-水界面上的復合行為,及其對乳液穩(wěn)定性改善作用
天然多糖具有豐富的生物活性和健康功效,開發(fā)基于天然多糖的乳化劑以滿足清潔標簽食品的消費需求,已成為食品行業(yè)新的發(fā)展方向。近期的研究表明,微凝膠形態(tài)可賦予多糖具有一定的表面疏水性,突破非兩親性分子結構對天然多糖乳化能力的限制,為開發(fā)天然多糖乳化劑提供了新的思路。針對上述問題,本課題組開展了一系列研究旨在探索多糖微凝膠乳液穩(wěn)定性的改善機制。本研究通過宏觀形態(tài)和石英晶體微天平(QCM-D)等方法初步鑒定了LBG與KCMs之間存在復合作用。隨后通過改變LBG濃度,利用流變和微觀形貌等方式闡述了LBG與KCMs體相復合模式調(diào)控機制(圖2)。

圖2 LBG與KCMs的體相復合模式鑒定
此外,本研究分別利用SEM和界面層單糖組分測定等方法,對KCMs的界面吸附行為進行定性和定量分析。研究結果表明LBG與KCMs的界面復合顯著改善了微凝膠的界面吸附穩(wěn)定性。本研究所制備的復合乳液不僅具有良好的儲藏穩(wěn)定性,還能耐受多輪凍融循環(huán)。

圖3 LBG與KCMs在油-水界面上的復合行為鑒定
本項目圍繞“多糖微凝膠乳液穩(wěn)定性不足”的問題展開研究,利用多糖分子與多糖微凝膠的界面互作構建穩(wěn)固的油-水界面,為開發(fā)高穩(wěn)定性多糖基O/W乳液提供新的思路。
該研究工作第一作者為蔣文馨,來自湖北工業(yè)大學生命科學與健康工程學院,擔任講師。該研究獲得了國家自然科學基金(No.32302020; No.31972033)、遼寧省民生科技計劃項目(No.2021JH2/10200019)、大連市重點科技項目(No. 2021JB12SN038)和湖北省科學技術廳項目(No. 2022BAD123)的資助。