陕西师范大学食品工程与营养科学学院郭玉蓉教授团队在Food Hydrocolloids发表题目为“Frabrication of carboxymethylchitin nanofibers and fish gelatin hybrid gels with robust gel performance”研究论文（制备具有强凝胶性能的羧甲基几丁质纳米纤维和鱼明胶混合凝胶）。摘要： 与动物明胶相比，鱼明胶 (FG) 在食品工业中的应用受到限制，因为其凝胶硬度、凝胶温度和熔化温度较低。为了解决这些问题，我们使用羧甲基几丁质纳米纤维 (CMC-NF) 与 FG 开发了混合凝胶以增强其凝胶性能。用一氯乙酸对几丁质进行羧甲基化，将负电位从 −6 mV 提高到 −35 mV。随后，通过高压均质法将改性后的几丁质纤维化成 CMC-NFs，以提高其水分散性。添加 0.1% CMC-NFs 可显著提高 FG 凝胶的硬度，从 533 克增加到 989 克，明显高于猪明胶的 ∼600 克硬度。此外，FG 的凝胶化温度和熔化温度分别达到 17 摄氏度和 32 摄氏度，非常接近猪明胶的 20 摄氏度和 35 摄氏度。机理研究表明，在氢键和疏水相互作用的作用下，FG与0.1%CMC-NFs分子形成了协同凝胶网络，该相互作用使FG蛋白二级结构中的α螺旋含量由15.26%显著提高至21.18%，从而增强了以FG为主导、CMC-NF分子为骨架的三维网络结构。增加CMC-NFs的浓度可进一步提高凝胶的熔点，同时由于相分离而降低其硬度。本研究不仅为增强改性FG的凝胶性能提供了一种可行的方法，而且为扩大FG在食品工业中的应用提供了一种可行的解决方案。研究结果：3.1 甲壳素的羧甲基化及羧甲基甲壳素纳米纤维的原纤化3.1.1 羧甲基化显著提高了几丁质分子的羧基含量和表面负电位Fig. 1. (a) Schematic route of carboxymethylation of chitin; (b) FTIR spectra; (c) Zeta potential and (d) XRD spectra of chitin and carboxymethyl chitin.3.1.2 羧甲基化提高甲壳素纳米纤维的水分散性和纤维化程度Fig. 2. (a) Schematic diagram for the preparation process of chitin nanofibers (Chitin-NFs) and carboxymethyl chitin nanofibers (CMC-NFs); (b–c) AFM images and (d) apparent viscosity versus shear rates from 0.1 to 100 s−1 of Chitin-NFs and CMC-NFs.3.2 CMC-NFs显著提高FG凝胶的硬度和亲水性3.2.1 CMC-NFs影响FG凝胶的微观结构Fig. 3. Preparation scheme of FG/CMC-NFs gel and visual observation of FG/CMC-NFs mixed system during gelation with SEM images of the mixed gel.3.2.2 混合凝胶的质地和亲水性Fig. 4. Determination of (a) Hardness and springiness analysis; (b) transmittance; (c) T2 relaxation curve spectra and (d) the water contact angle of hybrid gels.3.3. CMC-NFs 稳定了 FG 混合凝胶网络3.3.1. FG/CMC-NF 复合物的形成及其稳定性的增强Fig. 5. CLSM images of FG/CMC-NF complexes.Fig. 6. TG/DTG curves of FG/CMC-NF complexes.3.3.2 FG/CMC-NF复合物的分子形态Fig. 7. AFM images of CMC-NF, FG and mixed FG/CMC-NF.3.4 CMC-NFs 增强 FG 混合凝胶的凝胶化和熔化温度Fig. 8. Gelation process and gel-melting process of FG/CMC-NF hybrid gels.3.5 CMC-NFs改善了FG蛋白的二级结构，并通过氢键和疏水力与FG形成交联凝胶网络Fig. 9. The characteristics profiles of FG and FG/CMC-NF complexes: (a) FTIR spectra; (b) protein secondary structure; (c) CD spectra; (d) Zeta potential.Fig. 10. The molecular simulation calculations原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110733
