近日西北農(nóng)林科技大學(xué)劉夫國副教授在生物材料領(lǐng)域取得新進展，研究成果以“Tailoring the properties of double-crosslinked emulsion gels using structural design principles: Physical characteristics, stability, and delivery of lycopene”為題發(fā)表在G2期刊《Biomaterials》上。該研究首次通過轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（TG酶）和鈣離子交聯(lián)蛋白質(zhì)和多糖形成乳液凝膠，并將其用于番茄紅素的包封和遞送。劉夫國副教授和碩士生梁秀萍為論文共同第一作者，劉夫國博士后合作導(dǎo)師香港中文大學(xué)魏濤教授和美國麻省大學(xué)McClements David Julian教授為共同通訊作者。我校為第一單位，劉學(xué)波教授對論文進行了深入指導(dǎo)。

 

　　乳液凝膠是結(jié)合乳液和凝膠特性的軟膠體材料，它們已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品，如奶酪、甜點、香腸、漢堡和豆腐等，乳液凝膠也被用作脂肪替代品來設(shè)計低脂食品。此外，乳液凝膠可以封裝疏水和親水活性成分，保護其免受降解，同時具有良好的動能穩(wěn)定性。因此，利用食品級材料和簡單的加工工藝設(shè)計乳液凝膠對于開發(fā)營養(yǎng)健康食品具有重要意義。

 

　　該研究以乳清分離蛋白（WPI）和海藻酸鈉（SA）為界面層對油滴進行表面包覆。在乳液制備過程中，分別在均質(zhì)前后添加 SA，形成蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物或蛋白質(zhì)-多糖層層組裝包覆層。隨后，同時利用TG酶和鈣離子交聯(lián)WPI和SA形成乳液凝膠。研究表明雙交聯(lián)增加了乳液凝膠的強度及粘度。與復(fù)合物乳液凝膠相比，層層組裝乳液凝膠更堅固和粘稠。乳液凝膠中負載番茄紅素的儲存穩(wěn)定性及胃腸道穩(wěn)定性均高于游離的番茄紅素。MTT毒性實驗表明乳液凝膠對Caco-2細胞沒有細胞毒性。相較于對照組，負載番茄紅素的乳液凝膠對Caco-2細胞表現(xiàn)出更強的抗炎活性。此外，乳液凝膠的包封增加了Caco-2細胞對番茄紅素的吸收。該研究為制備食用型軟材料提供了新方法，以增強疏水生物活性（如番茄紅素）在功能性食品中的應(yīng)用。

 

　　該研究得到香江學(xué)者計劃、中國博士后科學(xué)基金等項目的資助。

 

　　劉夫國博士2019年入選香江學(xué)者計劃，在香港中文大學(xué)魏濤教授的指導(dǎo)下進行博士后研究工作。在讀博士后期間表現(xiàn)優(yōu)異，在 Biomaterials  、  Trends in Food Science & Technology  、  Food Hydrocolloids 等期刊發(fā)表論文，獲香江學(xué)者獎。

 

　　文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961221006220