不同凝胶化方法对乳清蛋白分离物/κ-卡拉胶凝胶理化特性及释放行为的影响机制研究

为解决姜黄素(Cur)水溶性差、生物利用度低等问题，研究人员系统探究了转谷氨酰胺酶(TG)/葡萄糖酸-δ-乳酸(GDL)等六种凝胶化方法对WPI/κ-Car凝胶体系硬度、持水性(WHC)及控释行为的影响。结果表明TG/GDL协同诱导形成的凝胶具有最高硬度(264.4 g)和最优缓释性能，其非费克扩散机制为功能食品载体设计提供了新思路。

　　

姜黄素作为天然多酚类化合物，虽具有抗炎、抗氧化等突出生物活性，却因水溶性差、胃肠环境不稳定等缺陷严重制约其应用。传统热诱导凝胶法会破坏热敏性成分，而单一凝胶化方法难以兼顾机械强度与控释性能。针对这一难题，山东某研究团队在《Food Research International》发表研究，创新性地采用酶法-化学法协同策略，系统比较了转谷氨酰胺酶(TG)、葡萄糖酸-δ-乳酸(GDL)、漆酶(L)等六种凝胶化方法对乳清蛋白分离物(WPI)/κ-卡拉胶(κ-Car)复合凝胶性能的影响。

研究通过质构分析、扫描电镜、体外消化模型等技术手段，揭示了不同凝胶化方法的构效关系。硬度测试显示TG/GDL双诱导凝胶达264.4 g，显著高于单一方法组；微观结构证实其形成致密三维网络，孔隙率降低27.6%。在控释性能方面，TG/GDL组在模拟肠液阶段呈现典型非费克扩散动力学，72小时累积释放率较热凝胶组提高1.8倍。尤为关键的是，该凝胶体系使姜黄素包封率提升至75.43%，且能有效抵抗胃酸降解。

Effects of gelation methods on the hardness and WHC of WPI/κ-Car gels
通过质构仪测定发现，TG/GDL组凝胶硬度达264.4 g，较单一TG或GDL组分别提高42%和18%。持水性实验表明该组WHC为92.7%，归因于TG催化形成的ε-(γ-谷氨酰)赖氨酸共价键与GDL诱导的静电作用协同效应。

Structural analyses and release properties
扫描电镜显示TG/GDL组呈现连续蜂窝状结构，孔径分布较均一。体外释放实验证实其肠液阶段符合Korsmeyer-Peppas模型(n=0.68)，表明扩散与骨架溶蚀协同作用机制。

Conclusions
研究证实TG/GDL协同诱导可构建"共价键-离子键"双交联网络，这种杂化作用使凝胶机械强度与控释性能达到最优平衡。该成果为开发新型营养递送系统提供了方法论指导，特别在热敏感生物活性成分包埋领域具有重要应用价值。

研究团队特别指出，该凝胶体系在4℃储存28天后仍保持85%以上姜黄素活性，且可通过调节κ-Car比例实现释放速率精准调控。这些发现为功能性食品、靶向给药系统的开发提供了可产业化的技术方案。