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《贵州大学：多重交联、快速固化和易清洁的可食用水凝胶用于肉类保存》

  • 来源专题：食品安全与健康
  • 编译者： 王晓梅
  • 发布时间：2024-09-09

  • 多重交联、快速固化和易清洁的可食用水凝胶用于肉类保存


    2024年5月14日，贵州大学酒与食品工程学院的Yuxin Cheng（第一作者）、Yuanyuan Liu（通讯作者）在国际期刊《Food Hydrocolloids》（JCR一区，IF2023=11）发表了题为“Development of multi-cross-linking, rapid curing, and easy cleaning, edible hydrogels for meat preservation”（多重交联、快速固化和易清洁的可食用水凝胶用于肉类保存）的研究论文。

    摘要

    研究设计并开发了一种基于明胶和κ-卡拉胶的多重交联可食用水凝胶，用于肉类保存。通过明胶的自组装三螺旋结构和钾离子介导的κ-卡拉胶双螺旋结构，形成了稳定的分子网络。添加鞣酸作为动态交联剂，提高了水凝胶的低温固化能力和分子均一性。浓度为16%的明胶水凝胶（GCBG-16）表现出最佳性能，包括73.41%的断裂伸长率、71.59 kJ/m2的韧性、27.73%的溶胀率和50.73%的DPPH·清除率。该水凝胶在40℃水中可在30分钟内迅速清洗，具有一定的自愈和抗冻能力。研究结果表明，GCBG-16水凝胶在37℃环境中对肉类具有良好的保护效果。


    引言

    新鲜肉类作为日常生活中重要的食品，通常通过冷链物流和包装技术保护。然而，传统的塑料包装材料会造成严重的生态链污染和潜在的健康危害。近年来，基于天然聚合物的可食用膜逐渐成为替代塑料包装的研究热点，这些膜在食品储存过程中可以减少水分扩散、氧气侵入和微生物入侵。此外，结合生物活性化合物的可食用膜系统，可以赋予包装抗氧化、抗菌和质量监测等功能。然而，传统可食用膜在高湿环境中易发生溶胀或溶解，导致机械强度和水阻力下降。因此，开发具有良好水阻力和快速固化能力的食品保存涂层材料迫在眉睫。


    研究内容

    研究制备了一种基于明胶和κ-卡拉胶的双分子互穿聚合物网络水凝胶，通过分子三螺旋结构和钾离子介导的双螺旋交联在低温下形成水凝胶。鞣酸作为动态交联剂和抗氧化剂，显著减少了涂层的固化时间。结果表明，制备的可食用水凝胶在4℃环境中延缓了新鲜肉类的颜色变化和重量损失，并在离开冷链后的高温环境中保持良好的保护效果。研究结果为制备基于水凝胶的肉类保存涂层提供了新的思路和基础。


    总结与展望

    研究通过基于明胶和κ-卡拉胶的多重交联技术，开发了一种具有快速固化和易清洗特性的可食用水凝胶。该水凝胶在保持较高机械性能和抗氧化能力的同时，能够在冷链运输和短期暴露于高温环境中有效保护肉类产品。未来，基于该水凝胶的食品保存涂层材料有望在延长肉类产品保质期方面发挥重要作用。


    图文赏析


    原文链接：

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X24004600?via%3Dihub

  • 原文来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X24004600?via%3Dihub
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    • 发布时间：2024-10-25
    • 多重交联、快速固化和易清洁的可食用水凝胶用于肉类保存 2024年5月14日，贵州大学酒与食品工程学院的Yuxin Cheng（第一作者）、Yuanyuan Liu（通讯作者）在国际期刊《Food Hydrocolloids》（JCR一区，IF2023=11）发表了题为“Development of multi-cross-linking, rapid curing, and easy cleaning, edible hydrogels for meat preservation”（多重交联、快速固化和易清洁的可食用水凝胶用于肉类保存）的研究论文。 摘要 研究设计并开发了一种基于明胶和κ-卡拉胶的多重交联可食用水凝胶，用于肉类保存。通过明胶的自组装三螺旋结构和钾离子介导的κ-卡拉胶双螺旋结构，形成了稳定的分子网络。添加鞣酸作为动态交联剂，提高了水凝胶的低温固化能力和分子均一性。浓度为16%的明胶水凝胶（GCBG-16）表现出最佳性能，包括73.41%的断裂伸长率、71.59 kJ/m2的韧性、27.73%的溶胀率和50.73%的DPPH·清除率。该水凝胶在40℃水中可在30分钟内迅速清洗，具有一定的自愈和抗冻能力。研究结果表明，GCBG-16水凝胶在37℃环境中对肉类具有良好的保护效果。 引言 新鲜肉类作为日常生活中重要的食品，通常通过冷链物流和包装技术保护。然而，传统的塑料包装材料会造成严重的生态链污染和潜在的健康危害。近年来，基于天然聚合物的可食用膜逐渐成为替代塑料包装的研究热点，这些膜在食品储存过程中可以减少水分扩散、氧气侵入和微生物入侵。此外，结合生物活性化合物的可食用膜系统，可以赋予包装抗氧化、抗菌和质量监测等功能。然而，传统可食用膜在高湿环境中易发生溶胀或溶解，导致机械强度和水阻力下降。因此，开发具有良好水阻力和快速固化能力的食品保存涂层材料迫在眉睫。 研究内容 研究制备了一种基于明胶和κ-卡拉胶的双分子互穿聚合物网络水凝胶，通过分子三螺旋结构和钾离子介导的双螺旋交联在低温下形成水凝胶。鞣酸作为动态交联剂和抗氧化剂，显著减少了涂层的固化时间。结果表明，制备的可食用水凝胶在4℃环境中延缓了新鲜肉类的颜色变化和重量损失，并在离开冷链后的高温环境中保持良好的保护效果。研究结果为制备基于水凝胶的肉类保存涂层提供了新的思路和基础。 总结与展望 研究通过基于明胶和κ-卡拉胶的多重交联技术，开发了一种具有快速固化和易清洗特性的可食用水凝胶。该水凝胶在保持较高机械性能和抗氧化能力的同时，能够在冷链运输和短期暴露于高温环境中有效保护肉类产品。未来，基于该水凝胶的食品保存涂层材料有望在延长肉类产品保质期方面发挥重要作用。 图文赏析 原文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X24004600?via%3Dihub
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  • 《斯坦福大学鲍哲南:用于图案化导电PEDOT:PSS水凝胶的电化学凝胶化方法》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
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    • 由导电聚合物PEDOT:PSS制得的水凝胶是开发生物电子器件、组织工程、可拉伸电子器件以及能源等领域所需材料的一种重要框架。 PEDOT:PSS在低浓度条件下形成水凝胶的能力使得后处理过程中产生高导电性和多功能性的理想组合成为可能，因而可以获得固态PEDOT:PSS无法实现的多种柔性和多孔材料。例如，PEDOT:PSS水凝胶可以容易地注入单体以聚合形成二级互穿网络，该网络可用于调节机械性能并引入新的功能。上述多孔结构需要通过冷冻包裹的水来实现模板化，因而水凝胶的高含水量对于制备所需的多孔结构是至关重要的。尽管这些PEDOT:PSS基材料具有优异的性质，仍然需要发展可扩展且稳健的方法来实现PEDOT:PSS的水凝胶图案化，以获得期望的空间分辨率并将它们集成到器件之中。为了实现这一目标，主要的挑战是实现PEDOT:PSS水凝胶图案化的同时能够保持高含水量。这对PEDOT:PSS来说尤其具有挑战性，因为其不可逆的凝胶机制与标准的基于喷嘴的印刷方法并不相容，而且它没有可通过光进行光刻交联的基团。到目前为止，对这些材料进行图案化的主要方法是用合适的模具对它们进行塑形，但基于模具的方法难以集成到传统的片上器件制造工艺中，也难以进行规模化，并且不能在曲形表面上图案化或涂抹3D物体。 成果简介 近日，斯坦福大学鲍哲南教授课题组发展了一种新颖的电化学凝胶（“电凝胶”）方法，用于在任意导电模板（包括曲面和3D表面）上快速实现PEDOT:PSS水凝胶图案化。研究通过使用牺牲金属层来产生水凝胶图案来实现高空间分辨率，从而使具有所需材料特性的高性能导电水凝胶和气凝胶能够引入到复杂的器件结构中。该成果以题为"An Electrochemical Gelation Method for Patterning Conductive PEDOT:PSS Hydrogels "发表在国际著名期刊Advanced Materials上。
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