1.复合体系构建:以聚合乳清蛋白(PWP,10%) 为基底,复配0–6%(w/v)西伯利亚黄精多糖(PSP),制备热诱导氢键增强型 PWP‑PSP 水凝胶。
2.作用机制证实:通过流变‑红外同步分析(SR‑IR)、二维相关光谱(2D‑COS)、分子对接直接验证 ——PSP 介导的氢键联合疏水作用、静电相互作用,显著强化 PWP 凝胶结构;PSP 与 β‑乳球蛋白、α‑乳白蛋白关键氨基酸残基形成稳定氢键,驱动蛋白构象折叠,构建致密坚固的三维网络。
3.结构与性能关联:随 PSP 浓度提升,水凝胶粒径增大、Zeta 电位降低(胶体稳定性增强)、热变性峰温从 82.165℃升至 100.442℃(热稳定性显著提升),同时表观黏度、储能模量(G′)大幅提高,凝胶化时间缩短。
1.抗氧化能力升级:PSP 赋予水凝胶更强自由基清除能力,DPPH 清除率从 31.62% 提升至 48.77%,ABTS 清除率从 27.54% 提升至 38.67%。
2.微观结构优化:低温扫描电镜显示,纯 PWP 凝胶结构疏松,复配 PSP 后孔径显著减小,网络更致密平滑,机械强度与保水能力同步提升。
3.蛋白结构调控:PSP 降低 PWP 表面疏水性、增加游离巯基含量,诱导蛋白三级结构致密化,提升凝胶整体稳定性。
1.最优添加方案:向酸奶中添加2%(v/v)PWP‑PSP 水凝胶,6% PSP 组改良效果最显著。
2.质构与感官提升:有效解决酸奶低粘度、乳清分离、稳定性差等痛点,显著提升硬度、内聚性、稠度与口感,感官评分大幅优化。
3.贮藏性能改善:增强酸奶凝胶网络稳定性,减少贮藏期分层、析水,延长产品货架期。
1.理论价值:阐明多糖‑蛋白氢键强化凝胶的分子机制,为生物聚合物复合凝胶的结构设计提供理论支撑。
2.应用前景:可作为天然食品增稠剂、质构改良剂,应用于酸奶等发酵乳制品;凭借生物相容性、抗氧化性,在生物医学材料、功能食品领域具备拓展潜力。
图1:不同PSP含量(0%~6%,w/v)的PWP-PSP样品(A)、粒径(B)、丁达尔效应(C)、Zeta电位(D)、DPPH和ABTS自由基清除率(E)、DSC曲线(F)、表观粘度(G)和动态流变学(H)。
图2:对不同 PSP 浓度(0-6%,w/v)的PWP-PSP进行2D-FTIR (A1–E1)和3DFT-IR(A2–E2) 分析。
图3:PWP-PSP水凝胶酸奶发酵过程中pH值(A)、稳定性(B)、粒径(C)、抗氧化活性(D)、保水能力(E)、表观粘度(F)、G'(G)和G''(H)的变化。
图4:PWP或PWP-PSP水凝胶酸奶的FT-IR光谱(A)、质构(B)、电子鼻(C)和电子舌(D)测试结果。
图5:PWP-PSP与不同PSP含量(0%–6%,重量/体积)之间的相关性(A)以及添加PWP-PSP 的酸奶的相关性(B)。