果蔬加工制造与营养健康创新团队探究了不同离子交联强度果胶凝胶冻干后的微观结构和力学性质

近日，中国农业科学院农产品加工研究所果蔬加工制造与营养健康创新团队探究了果胶离子网络交联强度对冰晶生长及其冻干凝胶力学性质和微观结构的影响。相关研究成果发表在国际知名学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（中科院1区，IF：8.2）。研究所和天津科技大学联合培养的21级博士生马有川为论文第一作者，加工所毕金峰研究员与易建勇研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家苹果产业技术体系项目（CARS-27）的支持。

冰晶生长行为是影响冻干产品孔隙结构的重要因素之一，在宏观层面上决定了冻干产品咀嚼过程中产生的力学波动和声学特性。目前消费市场对冻干食品凝胶产品加工技术的关注度日益上升，现已逐步应用于食品3D打印、质构品质调控、复合重组产品制造等多个领域。然而，针对不同交联强度的凝胶网络对冻干预冻阶段冰晶生长行为和冻干产品性质的影响还尚未可知。

本研究以苹果果胶为基础，通过调节钙离子浓度获得具有不同离子交联强度的低脂果胶离子凝胶，并在相同的温度条件下进行预冻，以探究不同离子交联程度的凝胶网络对冰晶生长行为和产品品质的影响。结果表明，钙离子和果胶中的羧基数量比例为1 : 2时，网络结构最为均匀，果胶与水分子的结合能力最强；重结晶抑制活性研究发现，该条件下的凝胶对冰晶重结晶抑制活性效果最佳，表明较强且均匀的离子交联凝胶网络可以更有效地抑制结晶生长。

以上研究为凝胶离子网络交联强度对冰晶生长行为及其冻干凝胶性质的影响研究提供了理论参考，也为重组冻干产品微观结构和质构特性的调控研究提供了新的思路。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.130028