2024年3月，匡映副教授在國際食品Top期刊《Industrial Crops & Products》（中科院一區(qū)，IF：5.9）發(fā)表最新研究成果。

姜發(fā)堂教授團隊提出雙交聯(lián)增強玉米醇溶蛋白基乳液凝膠穩(wěn)定性和機械性能的新方法

【武漢，2024年3月】近日，湖北工業(yè)大學工業(yè)發(fā)酵協(xié)同創(chuàng)新中心聯(lián)合英國諾丁漢大學等團隊，在功能性生物材料領域取得重要突破。研究團隊通過雙重交聯(lián)技術，成功研發(fā)出一種高穩(wěn)定性、高機械性能的“柑橘果膠-玉米醇溶蛋白乳液凝膠”，相關成果發(fā)表于中國科學院1區(qū)TOP期刊《Industrial Crops & Products》（中科院一區(qū)，IF=5.9），引發(fā)行業(yè)廣泛關注。

技術亮點：自然原料+雙重加固，性能全面升級

玉米醇溶蛋白（Zein）作為玉米加工副產(chǎn)物，雖具天然可降解特性，但其強疏水性導致工業(yè)應用受限。研究團隊創(chuàng)新性地提出“雙重交聯(lián)”策略：

天然復合：將柑橘果膠（CP）與玉米醇溶蛋白按1:2比例結合，形成粒徑僅13微米的復合顆粒，顯著提升乳化穩(wěn)定性；

雙重加固：利用谷胺酰轉氨酶（TGase）催化蛋白質交聯(lián)，結合鈣離子（Ca2?）強化果膠網(wǎng)絡，使凝膠硬度提升45%，表觀粘度增長超3倍；

環(huán)境耐受性：該凝膠在pH 4.0酸性環(huán)境及低鹽條件下表現(xiàn)穩(wěn)定，可抵抗100mM以下離子強度沖擊，解決傳統(tǒng)單交聯(lián)凝膠易分層、易碎等問題。

本研究首先利用靜電作用原理制備了不同比例的玉米醇溶蛋白與CP的ZCP-PE，并對其物理穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性進行了研究，結果表明：C1 Z2-PE具有良好的物理穩(wěn)定性，在不同pH條件下均能保持穩(wěn)定，但NaCl的加入會產(chǎn)生靜電屏蔽效應，采用TGase和Ca²⁺對ZCP-PE進行交聯(lián)，并對其微觀結構、粘度和凝膠硬度進行了表征，結果表明，Ca²⁺交聯(lián)的ZCP-PE的凝膠硬度高于TGase交聯(lián)的ZCP-PE，而Ca²⁺交聯(lián)易于產(chǎn)生較大的聚集體，而TGase的加入能夠在一定程度上減少聚集體，TGase與Ca²⁺的共交聯(lián)可以協(xié)同促進形成致密均勻的凝膠網(wǎng)絡結構，雙交聯(lián)-本研究為開發(fā)新型低脂凝膠產(chǎn)品和蛋白多糖基生物活性成分緩釋載體提供了啟示，可有效挖掘玉米醇溶蛋白在工業(yè)上的生產(chǎn)和利用潛力，促進高附加值農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新。

CLSM檢查了CP-玉米醇溶蛋白乳液凝膠的微觀結構，以獲得對乳液凝膠中各組分分散的更全面的理解。明亮的綠色區(qū)域與周圍分散的紅色液滴之間的清晰對比表明CP-玉米醇溶蛋白乳液凝膠是典型的O/W乳液。顯示了重疊的熒光場，這表明陰離子多糖CP與玉米醇溶蛋白結合，從而形成聚集體，ZCP密集且均勻地包裹在油滴表面。圖片顯示所形成的乳液具有一定程度的聚集。TGase的包含增加了油滴的聚集程度，這可能是由于在TGase的作用下，玉米醇溶蛋白在油滴周圍發(fā)生酶促交聯(lián)，從而導致Pickering乳液中油滴的一些絮凝。Ca²⁺的加入促進了乳液凝膠的形成總之，CLSM分析表明，TGase和Ca²⁺對乳液的應用產(chǎn)生了協(xié)同效應，促進了在整個乳液中形成結構緊密且均勻的凝膠網(wǎng)絡。

匡映老師主要從事食品軟物質結構與功能的研究，涉及食品多糖和蛋白質化學和功能性研究、智能型營養(yǎng)遞送系統(tǒng)的構建、食品功能因子的定位控制釋放、蛋白質與多酚的相互作用對食品風味的影響、生物質復合氣凝膠的微結構設計與應用等研究領域。在Advanced Functional Materials, Nano Today, Biomaterials, Journal of Controlled Release, Food Hydrocolloids, Carbohydrate Polymers等國際期刊發(fā)表SCI論文60余篇（含1區(qū)43篇，2區(qū)10篇），申請國家發(fā)明專利8項（已授權5項）。入選武漢市科技專家?guī)臁ⅰ叭俟こ獭笨萍继嘏蓡T。