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中國熱科院盛占武團隊在雙網絡水凝膠體系的構建及其抑制AGEs方面取得新進展
文章來源:高分子科學前沿     更新時間:2023-02-08 14:54:14
目前,加工(熱處理)食品的供應和消費大幅增加,但大多加工食品對人類健康產生負面影響,引發肥胖、糖尿病、慢性腎病甚至癌癥。晚期糖基化終產物(AGEs)是一個潛在致病成分,是由還原糖中的活性羰基與蛋白質、脂質或核酸中的游離氨基反應形成的。在食品加工特別是在高溫烘烤過程中,食物基質通過美拉德反應產生理想的色、香、味同時也促進了AGEs形成。

 

因此,在烘焙過程中減少食品中AGEs的形成是食品工業面臨的巨大挑戰。

 

中國熱科院海口實驗站盛占武團隊在蛋白-多糖雙網絡水凝膠的設計構建以及其抑制AGEs方面取得了新進展。研究論文在國際期刊Food Hydrocolloids(IF:11.504,一區,TOP)上發表。

 

本研究分兩步合成了淀粉樣纖維-阿魏酸/殼聚糖-阿魏酸雙網絡水凝膠。分別采用阿魏酸(FA)驅動淀粉樣纖維(AF)自組裝形成第一層剛性網絡(蛋白網絡),漆酶誘導殼聚糖(CS)接枝FA形成第二層柔性網絡(多糖微網絡)。利用天然交聯劑Genipin (GP)誘導AF-FA和CS-FA共價交聯形成雙網絡凝膠。兩種生物聚合物在不同比例下的相滲透行為可以形成均勻穩定的微觀結構。

雙網絡水凝膠具有更規則致密的結構特點,更高的負載能力(FA負載率達9.50%)、更好的控釋能力及保護多酚的能力。與FA單體相比,雙網絡水凝膠中FA的熱降解常數降低了75.00%,光降解常數降低了58.29%。

紅外光譜結果表明,第一層網絡與第二層網絡之間形成了共價交聯,網絡中β-sheets結構的比例提高可能是有利于負載FA的主要原因。含有0.7 wt% CS-FA (DN70)的雙網絡水凝膠中蛋白質和多糖的組合最有序,其存儲模量高達2552.82 Pa。添加0.5% (w/w) DN70后,蛋糕模型中AGEs的形成減少了44.75%。這些結果表明,AF-FA/CS-FA 雙網絡水凝膠可以提高FA在食品中的應用范圍,并為多酚作為AGEs抑制劑在烘焙食品中提供了一種有吸引力的策略。

 

相關研究成果以題為“Construction and properties of an amyloid fiber ferulic acid chitosan double network hydrogel and its inhibition of AGEs activity”的研究論文發表在Food Hydrocolloids上。團隊成員鄭麗麗副研究員為文章的第一作者,碩士生佘明漢為共同第一作者,盛占武研究員為通訊作者,海南大學蔣志國副教授為共同通訊作者。

 

該項工作得到了海南省自然科學基金創新研究團隊項目(320CXTD440)、中國熱帶農業科學院中央公益性科研院所基礎研究基金(1630092022003)和海南省重點研發項目(ZDYF2021XDNY144)的資助。

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