近日，大連工業(yè)大學食品學院、海洋食品加工與安全控制全國重點實驗室、國家海洋食品工程技術研究中心吳海濤教授課題組在食品領域TOP期刊Food Hydrocolloids（Q1，IF: 11.0）發(fā)表題為“Characterization and interaction mechanism of apigenin-loaded composite hydrogels based on whiteleg shrimp （Penaeus vannamei） powder and κ-carrageenan”的研究性論文。2022級博士研究生王穎瑞為第一作者，吳海濤教授為通訊作者。

 

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　　背景介紹

 

　　南美白對蝦（Penaeus vannamei）屬于節(jié)肢動物門，2023年的產量為143萬噸。從營養(yǎng)學角度講，南美白對蝦粉（SP）的蛋白質含量高于80%可直接用作水產蛋白質基質。在各種多糖中，κ-卡拉膠（κ-C）是一種由1,3-β-?-Galactopyranose和1,4-α-?-Galactopyranose交替連接形成的線性硫酸化陰離子海藻多糖。由于它能通過靜電作用與動物蛋白質交聯(lián)被廣泛用于改變凝膠的性質。因此，了解SP與多糖之間的相互作用對于開發(fā)新型功能性蛋白食品非常重要。

 

　　芹菜素（4′，5,7-三羥基黃酮，API）是一種廣泛存在于水果和蔬菜中的類黃酮化合物，具有抗氧化、抗炎、抗病毒和抑制癌癥等生物活性。然而，API水溶性差、在上消化道代謝快等缺點限制了其應用。近年來，人們開始應用納米乳液、納米乳凝膠和水凝膠敷料等包載系統(tǒng)來保護API。與單獨的多糖或蛋白質體系相比，基于蛋白質/多糖的水凝膠可有效控制多種黃酮類化合物的釋放。然而，通過基于蛋白質/多糖的水凝膠遞送API的研究尚未開展。因此，本研究嘗試探索基于蛋白質/多糖的水凝膠的特性和相互作用機制以有效釋放API。

 

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　　成果介紹

 

　　本研究構建了由蝦粉（SP）和κ-卡拉膠（κ-C）組成的具有遞送功能的新型食品復合水凝膠，并將其應用于負載芹菜素（API）。結果表明：單獨體系為液態(tài)的SP和κ-C可形成固態(tài)的二元水凝膠。SP和κ-C之間的協(xié)同作用改善了SP/κ-C二元凝膠的機械性能和保水能力。SP/κ-C和SP/κ-C/API呈均勻分布的致密網(wǎng)狀結構。其中，疏水相互作用是SP/κ-C/API復合水凝膠的主要作用力，與SP/κ-C相比提高了1.3倍。在模擬胃腸道消化過程中，SP/κ-C/API在結腸相的釋放程度超過55%。為新型SP/κ-C水凝膠的設計提供了理論和方法依據(jù)。

 

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　　作者簡介

 

　　第一作者簡介：

 

　　王穎瑞

 

　　大連工業(yè)大學食品學院、海洋食品加工與安全控制全國重點實驗室、國家海洋食品工程技術研究中心2022級博士研究生。研究方向為食品膠體科學與工程食品。

 

　　通訊作者簡介：

 

　　吳海濤

 

　　教授，博士生導師，日本岡山大學博士，美國普渡大學訪問學者，食品學院副院長，教育部“人才獎勵計劃項目”特聘教授、全國工程教育專業(yè)認證專家，遼寧五一勞動獎章獲得者、遼寧省“最美教師”，入選遼寧省“興遼英才計劃”青年拔尖人才、“第十二屆遼寧青年科技獎（十大英才）”、遼寧省“百千萬人才工程”百人層次、“大連市杰出青年科技人才”。作為第一完成人，榮獲省部級教學成果二等獎2項。作為主要完成人，榮獲國家級教學成果二等獎2項、遼寧省教學成果特等獎及一等獎4項。主要從事食品膠體科學與工程食品的研究工作，主持國家重點研發(fā)計劃專項課題、國家自然科學基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金、國家自然科學基金面上項目等縱向科研項目16項。以第一作者或通訊作者，發(fā)表SCI收錄論文60余篇；作為第一發(fā)明人獲得中國授權發(fā)明專利6件；作為主要完成人，榮獲國家科學技術進步二等獎2項，遼寧省科學技術進步一等獎3項。