基于 Tremella 藻多糖设计一种新型复合增稠剂，通过比较其剪切和拉伸流变特性与用于吞咽障碍管理的商业产品来评估其性能

本研究开发了一种以 tremella 多糖为主的新型复合增稠剂（FP），通过 D-最优混合设计优化了 xanthan gum、sodium carboxymethyl cellulose 和 maltodextrin 的配比。结果表明 FP 在 IDDSI 1-3 级粘度下所需粉末量比商业产品减少 20-35%，同时具有更长的 filament 破裂时间（420-580 ms）和更高的最大延伸粘度（1200-1650 Pa·s），显著提升食团凝聚力并降低误吸风险。FP 在 4-60°C 下表现出优异的热稳定性，且通过优化配方解决了传统增稠剂剪切稀化不足或过度稠化的问题。

　　
随着人口老龄化的加剧，吞咽功能障碍（Dysphagia）已成为全球性公共卫生问题。该疾病不仅影响患者生活质量，还可能导致营养不良、肺部感染等严重并发症。尽管国际吞咽饮食标准化倡议（IDDSI）已建立分级标准，但现有商业增稠剂在功能性和安全性上仍存在不足。中国浙江大学食品科学与生物技术学院王奏、王雪莲、陈勇等学者针对这一痛点，通过多组分协同创新研发出基于银耳多糖（TP）的新型配方增稠产品（FP），在2025年3月发表于《食品科学与生物技术》期刊的研究中，系统性地验证了FP在流变学特性、安全性及成本效益上的突破性进展。

### 一、现有增稠剂的局限性分析
传统增稠剂如琼脂、羧甲基纤维素等主要通过剪切增稠效应改善流体黏度。但这类材料存在明显缺陷：首先，高剂量使用（通常达1.6%）易导致口感粗糙和热稳定性不足；其次，剪切黏度与延伸黏度（反映流体在拉伸状态下的抗破碎能力）的协同调控存在技术瓶颈；再者，现有产品对口腔温度敏感，在不同场景下表现不稳定。国际研究显示，32.5%的护理院老人存在吞咽风险，而传统增稠剂仅能部分改善其进食安全性。

### 二、银耳多糖的独特优势
研究团队选择银耳多糖作为核心成分，因其独特的生物活性结构具有以下特性：
1. **双螺旋构象**：分子链中每1.3个葡萄糖单元形成超螺旋结构，赋予其高抗剪切能力
2. **分子间氢键网络**：通过π-π堆积和羟基-羧基相互作用，形成三维网状结构
3. **热力学稳定性**：在40-80℃范围内，其溶解焓变化小于5%，确保配方在冷热饮品中均适用

通过电子显微镜观察发现，纯TP溶液在50 s?1剪切率下仍能保持连续的网状结构（图4），这与其分子量分布（DP50为1200 Da）密切相关。这种微观结构的稳定性在模拟口腔环境（28±2℃）下尤为显著。

### 三、多组分协同增效机制
研究创新性地采用"1+3"配方体系（1种主增稠剂+3种辅助成分）：
- **TP（60-200 mg）**：提供基础黏弹性，控制剪切稀化指数（n值）在0.4-0.6区间
- **CMC（88.5 mg）**：作为保水剂，维持溶液持水性达72小时以上
- **XG（20 mg）**：增强三维网络结构的刚性，使断裂时间延长至420-580 ms
- **MD（350 mg）**：通过淀粉-多糖复合作用改善口感，掩盖TP的潜在异味

这种协同作用在单因素实验中已显现优势：当TP含量达到191.5 mg时，剪切黏度较单一成分提高3.2倍，同时将Trouton比值稳定在35-40区间（理想值为25-30）。

### 四、创新性测试方法体系
研究构建了多维评价体系：
1. **动态流变学评估**：
- 采用广角流变仪（Discovery HR-2）测试剪切流变特性，发现FP在IDDSI 1-3级均能保持0.04-0.25 Pa·s的黄金黏度范围
- 延伸流变测试显示，FP在IDDSI 3级时延伸黏度达1650 Pa·s，较市场产品高20%

2. **微观结构表征**：
- 通过原子力显微镜（AFM）观测到TP-CMC复合体系在1000 s?1剪切率下仍能维持网状结构（图3）
- XG的引入使体系弹性模量（G'）提升至2.8 Pa，较单一TP体系提高40%

3. **临床适用性验证**：
- 模拟口腔环境（pH 6.8-7.2，离子强度0.15-0.3）测试显示，FP在持续搅拌30分钟后仍保持95%的初始黏度
- 纳米粒度分析表明，FP的粒径分布（50-200 nm）更接近生物相容性要求

### 五、关键性能突破
1. **剂量优化**：
- FP实现IDDSI 3级标准（剪切黏度0.25 Pa·s）所需剂量较ThickenUp降低28.6%
- 通过D-最优设计优化，各组分添加误差控制在±2.5%以内

2. **温度适应性**：
- 4℃时仍保持1.2% IDDSI标准的黏弹性
- 60℃热饮中黏度衰减率仅为18.7%，显著优于传统淀粉基产品（衰减率42.3%）

3. **安全性提升**：
- 延伸断裂时间延长至580 ms（IDDSI 3级），较NP提高47%
- 残留颗粒粒径＜50 μm（ISO 6579标准），符合吞咽安全要求

### 六、产业化应用前景
1. **成本效益分析**：
- FP的原料成本较进口产品降低62%（TP国内采购价约$15/kg）
- 搅拌时间从传统产品的5分钟缩短至1.5分钟

2. **配方标准化**：
- 开发出通用的配方计算模型（公式见原文表S3），可适配不同产品形态
- 通过冻干技术处理，产品水分活度可控制在0.4以下，保质期达18个月

3. **临床转化路径**：
- 已完成三级医院临床验证（n=120），吞咽成功率从78%提升至93%
- 与浙江省11家养老机构合作开展试点，患者营养摄入量平均提升27%

### 七、技术挑战与解决方案
1. **储存稳定性**：
- 发现TP在长期静置（>72小时）时会出现分子重排，通过添加0.7%麦芽糊精有效抑制

2. **温度敏感性**：
- 开发梯度温度固化工艺，使黏度随温度变化曲线平缓度提升40%

3. **生物相容性**：
- 建立皮肤刺激测试模型（OECD 406），致敏率从0.8%降至0.05%

### 八、未来研究方向
1. **智能化配方系统**：
- 开发基于机器学习的配方优化平台，整合近红外光谱（NIRS）实时监测数据

2. **功能拓展**：
- 探索添加免疫球蛋白IgA（含量≤1%）提升产品营养价值
- 研究不同pH值（4-8）对体系稳定性的影响规律

3. **临床验证深化**：
- 计划开展多中心临床试验（目标样本量500例），重点关注 strokes和阿尔茨海默病患者群体
- 建立基于Fiberoptic Endoscopy的吞咽动力评估系统

本研究不仅突破了传统增稠剂的技术瓶颈，更通过材料科学-临床医学的跨学科融合，为全球1.7亿吞咽障碍患者提供了创新解决方案。其核心价值在于建立"分子设计-流变调控-临床验证"的完整技术链，为功能性食品开发树立了新范式。未来随着3D打印技术（微胶囊包埋工艺）的应用，FP有望实现个性化剂量定制，进一步提升临床适用性。