2024年3月，匡映副教授在国际食品Top期刊《Industrial Crops & Products》（中科院一区，IF：5.9）发表最新研究成果。

姜发堂教授团队提出双交联增强玉米醇溶蛋白基乳液凝胶稳定性和机械性能的新方法

【武汉，2024年3月】近日，湖北工业大学工业发酵协同创新中心联合英国诺丁汉大学等团队，在功能性生物材料领域取得重要突破。研究团队通过双重交联技术，成功研发出一种高稳定性、高机械性能的“柑橘果胶-玉米醇溶蛋白乳液凝胶”，相关成果发表于中国科学院1区TOP期刊《Industrial Crops & Products》（中科院一区，IF=5.9），引发行业广泛关注。

技术亮点：自然原料+双重加固，性能全面升级

玉米醇溶蛋白（Zein）作为玉米加工副产物，虽具天然可降解特性，但其强疏水性导致工业应用受限。研究团队创新性地提出“双重交联”策略：

天然复合：将柑橘果胶（CP）与玉米醇溶蛋白按1:2比例结合，形成粒径仅13微米的复合颗粒，显著提升乳化稳定性；

双重加固：利用谷胺酰转氨酶（TGase）催化蛋白质交联，结合钙离子（Ca²⁺）强化果胶网络，使凝胶硬度提升45%，表观粘度增长超3倍；

环境耐受性：该凝胶在pH 4.0酸性环境及低盐条件下表现稳定，可抵抗100mM以下离子强度冲击，解决传统单交联凝胶易分层、易碎等问题。

本研究首先利用静电作用原理制备了不同比例的玉米醇溶蛋白与CP的ZCP-PE，并对其物理稳定性和环境稳定性进行了研究，结果表明：C1 Z2-PE具有良好的物理稳定性，在不同pH条件下均能保持稳定，但NaCl的加入会产生静电屏蔽效应，采用TGase和Ca²⁺对ZCP-PE进行交联，并对其微观结构、粘度和凝胶硬度进行了表征，结果表明，Ca²⁺交联的ZCP-PE的凝胶硬度高于TGase交联的ZCP-PE，而Ca²⁺交联易于产生较大的聚集体，而TGase的加入能够在一定程度上减少聚集体，TGase与Ca²⁺的共交联可以协同促进形成致密均匀的凝胶网络结构，双交联-本研究为开发新型低脂凝胶产品和蛋白多糖基生物活性成分缓释载体提供了启示，可有效挖掘玉米醇溶蛋白在工业上的生产和利用潜力，促进高附加值农业产品的创新。

CLSM检查了CP-玉米醇溶蛋白乳液凝胶的微观结构，以获得对乳液凝胶中各组分分散的更全面的理解。明亮的绿色区域与周围分散的红色液滴之间的清晰对比表明CP-玉米醇溶蛋白乳液凝胶是典型的O/W乳液。显示了重叠的荧光场，这表明阴离子多糖CP与玉米醇溶蛋白结合，从而形成聚集体，ZCP密集且均匀地包裹在油滴表面。图片显示所形成的乳液具有一定程度的聚集。TGase的包含增加了油滴的聚集程度，这可能是由于在TGase的作用下，玉米醇溶蛋白在油滴周围发生酶促交联，从而导致Pickering乳液中油滴的一些絮凝。Ca²⁺的加入促进了乳液凝胶的形成总之，CLSM分析表明，TGase和Ca²⁺对乳液的应用产生了协同效应，促进了在整个乳液中形成结构紧密且均匀的凝胶网络。

匡映老师主要从事食品软物质结构与功能的研究，涉及食品多糖和蛋白质化学和功能性研究、智能型营养递送系统的构建、食品功能因子的定位控制释放、蛋白质与多酚的相互作用对食品风味的影响、生物质复合气凝胶的微结构设计与应用等研究领域。在Advanced Functional Materials, Nano Today, Biomaterials, Journal of Controlled Release, Food Hydrocolloids, Carbohydrate Polymers等国际期刊发表SCI论文60余篇（含1区43篇，2区10篇），申请国家发明专利8项（已授权5项）。入选武汉市科技专家库、“三百工程”科技特派员。