纳米纤维形态调控对热诱导乳清蛋白复合凝胶结构-功能特性的影响机制

本文聚焦乳清蛋白分离物(WPI)纳米纤维形态差异（长直粗纤维WPF vs 短细分支纤维WPF-IFPG）对中性pH热诱导凝胶的调控作用。研究发现不同形貌纳米纤维通过改变二硫键/疏水相互作用网络，显著影响凝胶的流变特性（弹性模量提升5.8-16.9倍）、质构特性（硬度/粘附性差异）及持水性（自由水含量增加0.159-0.317%），为功能性食品凝胶设计提供新思路。

　　

亮点

• 纳米纤维形貌显著调控复合凝胶的介观结构（WPF形成大孔厚壁网络 vs WPF-IFPG产生精细结构）

• 长直纤维(WPF)使凝胶硬度提升但弹性降低，短分支纤维(WPF-IFPG)平衡机械性能

• 二硫键成为复合凝胶主要交联方式，替代纯WPI凝胶的疏水作用主导机制

材料与方法

伊朗Fars省野生山地杏仁树分泌的波斯胶(PG)经80目筛粉碎后，与Davisco公司乳清蛋白分离物(WPI)配伍。通过85°C/pH 2条件下加热WPI溶液（含/不含PG不溶组分IFPG），分别制备长直型(WPF)和短分支型(WPF-IFPG)纳米纤维。

微观结构

扫描电镜显示：纯WPI凝胶呈现均质细丝网络（图2a），而复合凝胶出现显著相分离——WPF样品形成"蜂窝状"大孔结构（孔径1-2μm，图2b），WPF-IFPG则产生更致密但表面粗糙的网状结构（图2e）。这种形貌差异与纤维的持久长度(persistent length)直接相关。

结论

纳米纤维的形态工程可定向调控WPI凝胶性能：长直纤维通过强疏水作用形成刚性网络，而短分支纤维通过增加二硫键交联密度获得更均衡的机械性能。该发现为开发具有定制化流变特性的蛋白基食品胶体提供理论依据。