浓度依赖性研究：基于紫铆树胶与食用胶复配的多功能预混料制备及其结构流变学特性分析

本研究针对天然胶体在食品和医药应用中功能单一、供需不平衡等问题，开发了紫铆树胶(BMG)与瓜尔胶(GG)、阿拉伯胶(GA)的二元复配体系(25:75-75:25 w/w)，通过FTIR、XRD、DSC等技术证实其协同效应，显著提升流变学性能(G′/G″模量)和热稳定性，为合成水胶体提供可持续替代方案。

　　

研究背景与意义
在全球食品和医药工业对天然添加剂需求激增的背景下，传统合成水胶体的环境负担与单一天然胶体的功能局限性日益凸显。紫铆树胶(BMG)作为印度传统食用胶，虽具有独特理化性质却长期未被系统研究。与此同时，瓜尔胶(GG)和阿拉伯胶(GA)作为主流添加剂面临供应短缺与价格波动问题。如何通过科学配伍开发性能更优、成本可控的复合胶体，成为行业亟待解决的难题。

研究方法与技术路线
来自比拉理工学院的研究团队采用多尺度分析策略：通过FTIR光谱解析BMG与GG/GA的非共价相互作用；XRD表征半结晶结构变化；DSC/TGA评估热力学行为；流变仪测定储能模量(G′)和损耗模量(G″)。实验设计涵盖三种配比(25:75, 50:50, 75:25 w/w)，并系统检测水油保持能力(WHC/OHC)等功能指标。

研究结果

1. 结构表征：FTIR显示BMG-GG在2930 cm^-1
   处出现特征峰偏移，证实分子间氢键形成；XRD证明50:50配比时结晶度提升12.7%。
2. 热力学性能：DSC显示BMG-GA的熔融焓增加23.5%，TGA证实75:25配比热分解温度提高至287°C。
3. 流变学特性：频率扫描显示BMG-GG的G′值最高达1520 Pa（1 Hz），呈现典型凝胶行为；BMG-GA因粘度差异呈现剪切稀化特性。
4. 功能指标：BMG-GG(25:75)的WHC达75.79%，显著高于单一组分(p<0.05)。

结论与展望
该研究首次揭示BMG与GG/GA的浓度依赖性协同机制：50:50配比通过分子缠结优化网络结构，75:25配比则更适合高温加工场景。这种"一胶多能"策略不仅缓解GG/GA的供应压力，其增强的流变性能(G′/G″比值>1.5)更适用于控释制剂和低脂食品开发。论文发表于《International Journal of Biological Macromolecules》，为天然胶体的精准配伍提供了理论模型与技术范式。