明胶凝胶温度上下干燥法制备的结构性能差异及其对室温可溶明胶开发的启示

本文系统研究了干燥温度（25-105°C）对A型明胶结构和溶解性的影响，发现高于凝胶温度（45°C）干燥虽能通过分子降解提升室温溶解度（3.4%→9.1%），但会导致Bloom强度显著下降（294.2→195.9 g）并引发色泽劣变。研究首次揭示无定形结构并非室温溶解的充分条件，为开发冷加工适用的功能性明胶提供了关键理论依据。

　　

Highlight

本研究通过对比凝胶温度上下干燥制备的明胶（G25-G105），揭示了温度对结构演变的调控机制：25°C干燥产物同时含三重螺旋晶体束（crystalline triple-helix bundles）和无定形聚集体（amorphous aggregates），而高温干燥样品则呈现完全无定形态但结构不均一。尽管高温干燥促使分子有序化形成反平行β-折叠（antiparallel β-sheets）并增强氢键网络，却因疏水相互作用（hydrophobic interactions）加剧导致室温溶解性仍受限（<10%）。

Conclusions

研究颠覆了"无定形结构即保证溶解性"的传统认知，指出开发室温可溶明胶需同步抑制结晶（crystallization）和促进分子分散（molecular dispersion）。该发现为生物医学材料（如3D生物打印墨水）和即食食品（instant food）用明胶的设计提供了新范式——通过精准调控干燥动力学（drying kinetics）来平衡功能性与加工适用性。