近日西北农林科技大学刘夫国副教授在生物材料领域取得新进展，研究成果以“Tailoring the properties of double-crosslinked emulsion gels using structural design principles: Physical characteristics, stability, and delivery of lycopene”为题发表在G2期刊《Biomaterials》上。该研究首次通过转谷氨酰胺酶（TG酶）和钙离子交联蛋白质和多糖形成乳液凝胶，并将其用于番茄红素的包封和递送。刘夫国副教授和硕士生梁秀萍为论文共同第一作者，刘夫国博士后合作导师香港中文大学魏涛教授和美国麻省大学McClements David Julian教授为共同通讯作者。我校为第一单位，刘学波教授对论文进行了深入指导。
乳液凝胶是结合乳液和凝胶特性的软胶体材料，它们已经广泛应用于食品，如奶酪、甜点、香肠、汉堡和豆腐等，乳液凝胶也被用作脂肪替代品来设计低脂食品。此外，乳液凝胶可以封装疏水和亲水活性成分，保护其免受降解，同时具有良好的动能稳定性。因此，利用食品级材料和简单的加工工艺设计乳液凝胶对于开发营养健康食品具有重要意义。
该研究以乳清分离蛋白（WPI）和海藻酸钠（SA）为界面层对油滴进行表面包覆。在乳液制备过程中，分别在均质前后添加 SA，形成蛋白质-多糖复合物或蛋白质-多糖层层组装包覆层。随后，同时利用TG酶和钙离子交联WPI和SA形成乳液凝胶。研究表明双交联增加了乳液凝胶的强度及粘度。与复合物乳液凝胶相比，层层组装乳液凝胶更坚固和粘稠。乳液凝胶中负载番茄红素的储存稳定性及胃肠道稳定性均高于游离的番茄红素。MTT毒性实验表明乳液凝胶对Caco-2细胞没有细胞毒性。相较于对照组，负载番茄红素的乳液凝胶对Caco-2细胞表现出更强的抗炎活性。此外，乳液凝胶的包封增加了Caco-2细胞对番茄红素的吸收。该研究为制备食用型软材料提供了新方法，以增强疏水生物活性（如番茄红素）在功能性食品中的应用。
该研究得到香江学者计划、中国博士后科学基金等项目的资助。
刘夫国博士2019年入选香江学者计划，在香港中文大学魏涛教授的指导下进行博士后研究工作。在读博士后期间表现优异，在 Biomaterials 、 Trends in Food Science & Technology 、 Food Hydrocolloids 等期刊发表论文，获香江学者奖。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961221006220
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