果蔬加工制造与营养健康创新团队探讨了高分子量果胶对冰晶生长的抑制作用及其对果胶气凝胶的微观结构和物理性质的影响

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讨了果胶分子量对冰晶生长的抑制作用及其对果胶气凝胶的微观结构和物理性质的影响。相关研究成果发表在国际知名学术期刊《Carbohydrate Polymers》（JCR一区，IF=11.2）上，加工所与天津科技大学联合培养2021级博士生马有川为论文第一作者，合作导师毕金峰研究员与易建勇研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目（2022YFD1600700, 2022YFD1600704）的支持。

冷冻干燥植物基气凝胶在食品、药品领域的应用愈加广泛，如再造型冷冻干燥食品、药物载体、组织支架等。冷冻干燥气凝胶的多孔结构由物料中的冰晶升华而成，对其复水和质构特性等方面具有重要影响。因此，通过调控物料冷冻过程中的冰晶形成，可以有效改善气凝胶多孔组织结构。

科研人员以水热法构建了不同分子量的果胶组分并对其结构进行表征。利用接触角测量仪、低场核磁等技术对果胶溶液性质进行分析；通过拉曼光谱、飞溅实验和分子动力学模拟等方法分析了不同分子量果胶对冰晶生长的影响；最后采用扫描电镜等解析了气凝胶的结构和物理性质。研究发现，高分子量果胶对水的四面体结构有更强的破坏作用，并且具有更强的抑制冰晶重结晶的能力；其气凝胶形成了更小的层状多孔结构，展现出更高的机械强度。

该研究为以果胶为基质的多孔结构食品开发和质构调控提供了理论依据。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110130