《Food Chemistry》：A sodium alginate-dual-protein double-network gel based on whey protein isolate and Tiger nut protein: Preparation, characterization and its sustained release properties of curcumin
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•蛋白质自组装与Ca2+–海藻酸交联形成双网络凝胶。引言食品凝胶是具有多孔结构的黏弹性半固体材料，能够固定水和生物体液。凭借这些独特性质，它们被广泛应用于食品结构化和生物活性成分递送（Ye 等，2024）。在众多凝胶基质中，蛋白基凝胶因其优异的凝胶形成能力、生物相容性和营养价
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蛋白质自组装与Ca2+–海藻酸交联形成双网络凝胶。
引言
食品凝胶是具有多孔结构的黏弹性半固体材料，能够固定水和生物体液。凭借这些独特性质，它们被广泛应用于食品结构化和生物活性成分递送（Ye 等，2024）。在众多凝胶基质中，蛋白基凝胶因其优异的凝胶形成能力、生物相容性和营养价值而备受关注（Guo 等，2023；Liang、Chen 等，2024；Liu 等，2023；Yang 等，2024）。近年来，植物蛋白与动物蛋白的组合已被广泛认可，作为一种可持续且有效的策略，可同时提升蛋白凝胶的营养品质、结构性能和功能多样性（Day 等，2022；Kristensen 等，2021；Tusé 等，2024）。虎坚果蛋白（TNP）是从油料副产物中提取的植物蛋白，其氨基酸组成均衡（Edo 等，2023；Jiang 等，2026）。然而，TNP 的凝胶化能力较差，这大大限制了其在凝胶基递送系统中的工业应用。相比之下，乳清蛋白分离物（WPI）作为一种经典动物蛋白，具有优异的耐热凝胶化性能（Shimada & Cheftel，1989）。鉴于两者特性的互补性，TNP 与 WPI 的组合成为开发功能增强型复合凝胶的一条有前景的途径。
然而，常规蛋白凝胶通常存在机械强度不足、微观结构松散以及结构稳定性差等问题，这严重限制了其对生物活性化合物的包埋和缓释能力（Ye 等，2024）。双网络（DN）凝胶技术作为一种先进的改性策略应运而生。DN 凝胶由两个互补机械行为的互穿网络构成，其中刚性网络提供结构完整性，柔性网络耗散能量，从而实现协同强化（Cao & Mezzenga，2020；Ye 等，2024）。值得注意的是，多糖–蛋白双重交联体系被认为是理想的双网络凝胶候选体系，其中柔性多糖网络与刚性蛋白网络互穿，可同时增强机械强度和保水性。
海藻酸钠（SA）是一种安全的食品级阴离子多糖，可通过钙离子介导的交联形成"鸡蛋盒"结构，已被用于增强蛋白凝胶基质（Lee & Mooney，2012）。与单一组分体系不同，SA–蛋白复合凝胶兼具优异的流变性能和营养功能，能够灵活调控凝胶的微观结构和宏观性能（Hou 等，2015；Yang 等，2021）。
姜黄素是一种天然多酚，具有显著的抗氧化、抗炎和抗癌等生物活性（Ghobadi 等，2021）。然而，其水溶性差，且对光、热和储存环境高度敏感，导致其生物利用度低，这极大地限制了其在功能性食品中的实际应用（Liu 等，2020）。基于生物大分子的包埋体系已被广泛开发，以解决这些缺陷并提高姜黄素的递送效率（Wang & Heuzey，2016）。特别是，多糖–蛋白复合凝胶具有更致密的结构，可形成稳固屏障，从而为生物活性成分提供增强的保护，抵御不利环境胁迫和胃肠道酶解降解（Mahinroosta 等，2018）。此外，此类结构化凝胶基质表现出理想的控释行为，可实现生物活性成分的靶向和持续释放，从而改善营养吸收（Yan 等，2024）。
尽管多糖–蛋白凝胶研究已取得进展，但基于 TNP 的双网络凝胶系统的构建和功能探索仍未见报道。此外，SA 调控 TNP/WPI 网络形成的内在机制，以及凝胶微观结构与姜黄素递送行为之间的结构–性能关系尚不清楚。因此，本研究假设钙交联的 SA 能够诱导 TNP/WPI 二元蛋白网络的结构重组，从而制备高性能的复合双网络凝胶。为验证该假设，本工作旨在构建一种新型 SA-TNP/WPI 双网络凝胶，并系统考察 SA 浓度对凝胶微观结构、机械性能、保水性以及姜黄素包埋、稳定性和体外释放性能的影响。本工作为虎坚果资源的高值化利用以及高效生物活性递送载体的开发提供了理论基础、依据和技术参考。
章节摘要
材料
冷压虎坚果粕购自坤源三合农业科技有限公司（中国河北）。WPI（蛋白含量 94.4 g/100 g）由恒天然有限公司（新西兰奥克兰）提供。姜黄素（≥ 75%，CAS：458–37-7）、SA（≥ 90%，CAS：9005-38-3）、D-(+)-葡萄糖酸-δ-内酯（GDL，≥ 99%，CAS：90–80-2）和胆汁盐（≥ 63.5%，CAS：8008-63-7）购自麦克林生化科技有限公司（中国上海）。胃蛋白酶（1:15000）和胰蛋白酶（1:250）购自……
质构特性分析
不同浓度 SA 对 SA-双蛋白凝胶质构特性（弹性、咀嚼性和硬度）的影响见图 1A。与 TNP/WPI 凝胶相比，引入 SA 显著提高了凝胶体系的弹性、咀嚼性和硬度。当 SA 浓度为 0.25% 时，所有质构参数达到最大值，弹性、咀嚼性和硬度分别为 3.98 ± 0.06 mm、6.09 ± 0.60 mJ 和 401.67 ± 16.04 g。
结论
将 0.25% SA 引入 WPI/TNP 体系，制备了由交联蛋白骨架和 SA-Ca2+ 交联网络组成的双网络凝胶。多尺度表征揭示，协同的共价二硫键与非共价相互作用（氢键、静电作用、疏水作用）驱动凝胶组装；SA 通过提高有序的 β-折叠含量来重塑蛋白二级构象，并均一化多孔微观结构，从而增强机械……
CRediT 作者贡献声明
李奕宣（Yixuan Li）： 撰写——原稿、方法学、调查、数据整理。陈梓祥（Zixiang Chen）： 撰写——审阅与编辑、调查、概念构思。赵平（Ping Zhao）： 调查、概念构思。于亚丽（Yali Yu）： 撰写——审阅与编辑、指导、项目管理。高凤（Feng Gao）： 撰写——审阅与编辑、指导、调查。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的相互冲突的经济利益或个人关系，这些关系可能会影响本文所报告的工作。
致谢
本工作得到吉林省科技发展规划项目（20200502002NC）的资助。
李奕宣|陈梓祥|赵平|于亚丽|高凤
