全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.111027

　　

　　Part 1 研究背景

　　

　　低分子量卡拉膠（LMWC）因其出色的溶解性和豐富的生物活性，在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域引起了極大關(guān)注。低分子量卡拉膠具有多種有益于人類健康的生物活性，包括抗炎、抗肥胖、抗氧化和抗菌活性等。盡管近年來在低分子量卡拉膠的研究上取得了很多進(jìn)展，但由于制備方法困難以及制備成本較高，低分子量卡拉膠的應(yīng)用仍然十分有限。

　　

　　本團(tuán)隊前期利用光催化技術(shù)降解卡拉膠，發(fā)現(xiàn)降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與原卡拉膠基本相同，硫酸基團(tuán)也被保留下來。然而，由于反應(yīng)時間較長，會產(chǎn)生一些副產(chǎn)物。因此，仍需進(jìn)一步改進(jìn)制備低分子量卡拉膠的方法。本研究基于κ-卡拉膠在冷凍和解凍后會出現(xiàn)兩相的特性，建立了一種光催化-凍融循環(huán)方法，制備出了副產(chǎn)物較少的低分子量卡拉膠。

　　

　　Part 2 成果介紹

　　

　　本研究基于κ-卡拉膠在冷凍和解凍后會出現(xiàn)兩相的特性，建立了一種光催化-凍融循環(huán)制備低分子量卡拉膠的方法。κ-卡拉膠形成的凝膠具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在凍融過程中會出現(xiàn)脫水收縮現(xiàn)象。在冷凍過程中，水分子凝結(jié)成冰晶，在解凍后形成水相；在解凍過程中，小分子降解產(chǎn)物可以在卡拉膠凝膠網(wǎng)絡(luò)的孔隙中隨水相流出，而構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子量卡拉膠在凍融過程后不溶解，可被收集用于下一輪光催化-凍融循環(huán)過程中。另外我們發(fā)現(xiàn)，降解產(chǎn)物的分子量會受到氯化鉀濃度的影響，在加入具有增強(qiáng)凝膠強(qiáng)度能力的氯化鉀后可以使制備出的低分子量卡拉膠相對分子量更低。更重要的是，光催化-凍融循環(huán)法可以及時分離出已降解的低分子量卡拉膠，避免了其在反應(yīng)體系中繼續(xù)反應(yīng)，充分保護(hù)了低分子量卡拉膠的硫酸基團(tuán)不被破壞，產(chǎn)生更少的副產(chǎn)物。

　　

　　Part 4 作者簡介

　　

　　第一作者

　　

　　宋晨，大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院、海洋食品加工與安全控制全國重點實驗室、國家海洋食品工程技術(shù)研究中心2021級博士研究生。研究方向為海洋多糖結(jié)構(gòu)特性與功能活性研究。目前以第一作者在Food Hydrocolloids、Polymers國際期刊發(fā)表SCI論文2篇，申請發(fā)明專利2項。

　　

　　通訊作者

　　

　　宋爽，大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，食品營養(yǎng)與健康系主任，國家海洋食品工程技術(shù)研究中心海洋多糖組負(fù)責(zé)人。注冊營養(yǎng)師，中國生物工程學(xué)會糖生物工程專業(yè)委員會委員，F(xiàn)oods (Food Nutrition) 編委，F(xiàn)ood Bioscience、Frontiers in Nutrition、Foods等期刊客座編輯。主要研究方向為海洋功能性多糖的研究與開發(fā)。主持科研項目10余項，其中國家級項目6項。以第一作者或通訊作者發(fā)表SCI收錄論文70余篇；作為第一發(fā)明人獲授權(quán)國家發(fā)明專利18件；作為第一設(shè)計人獲計算機(jī)軟件著作權(quán)1項；參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項；獲遼寧省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎1項（排名1），遼寧省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果三等獎1項（排名1），中國輕工業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎三等獎1項（排名2）；獲評遼寧省優(yōu)秀教師，遼寧省優(yōu)秀研究生導(dǎo)師團(tuán)隊負(fù)責(zé)人，入選遼寧省農(nóng)業(yè)領(lǐng)域青年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)資助計劃、大連市青年科技之星、大連市杰出青年科技人才。