QCM-D揭示pH響應(yīng)性大豆蛋白微凝膠的界面組裝與流變行為
用戶成果｜華南理工大學(xué)萬芝力/楊曉泉團(tuán)隊(duì)Food Hydrocolloids: 應(yīng)用QCM-D揭示pH響應(yīng)性大豆蛋白微凝膠的界面組裝與流變行為
背景知識(shí)
微凝膠作為多功能膠體構(gòu)建單元，因其可變形性、表面活性及環(huán)境響應(yīng)性，在食品乳液等多相體系中展現(xiàn)出巨大潛力。然而，基于蛋白質(zhì)凝聚體構(gòu)建的微凝膠，其界面行為（尤其是pH響應(yīng)性對其吸附動(dòng)力學(xué)及結(jié)構(gòu)的影響）仍不明確。大豆分離蛋白（SPI）因其高生物相容性和功能特性，成為構(gòu)建植物基微凝膠的理想材料，但其在油水界面的動(dòng)態(tài)吸附機(jī)制及力學(xué)性能亟待解析。近日，華南理工大學(xué)萬芝力/楊曉泉團(tuán)隊(duì)以“pH-responsive microgels constructed from soy protein coacervates: Structure and rheology at the oil-water interface”為題在《Food Hydrocolloids》上發(fā)表了相關(guān)研究進(jìn)展。
研究方法
研究團(tuán)隊(duì)通過熱致相變法將大豆蛋白自凝聚體轉(zhuǎn)化為微凝膠，并系統(tǒng)探究其pH響應(yīng)性對油水界面行為的影響。
QSense 耗散型石英晶體微天平(QCM-D)的核心作用：
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
結(jié)論與展望
本研究通過QCM-D等技術(shù)首次揭示：大豆蛋白微凝膠的pH響應(yīng)性顯著影響其界面吸附動(dòng)力學(xué)、組裝結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能，溶脹態(tài)形成柔性網(wǎng)絡(luò)，非溶脹態(tài)構(gòu)建致密層。該成果為植物基高蛋白乳液設(shè)計(jì)提供了新思路，未來可拓展至功能性食品、藥物遞送等領(lǐng)域。
基金支持
國家自然科學(xué)基金（32172347）、廣東省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目（2024B1515020081）、111引智計(jì)劃（B17018）。
原文鏈接
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111433
背景知識(shí)
微凝膠作為多功能膠體構(gòu)建單元，因其可變形性、表面活性及環(huán)境響應(yīng)性，在食品乳液等多相體系中展現(xiàn)出巨大潛力。然而，基于蛋白質(zhì)凝聚體構(gòu)建的微凝膠，其界面行為（尤其是pH響應(yīng)性對其吸附動(dòng)力學(xué)及結(jié)構(gòu)的影響）仍不明確。大豆分離蛋白（SPI）因其高生物相容性和功能特性，成為構(gòu)建植物基微凝膠的理想材料，但其在油水界面的動(dòng)態(tài)吸附機(jī)制及力學(xué)性能亟待解析。近日，華南理工大學(xué)萬芝力/楊曉泉團(tuán)隊(duì)以“pH-responsive microgels constructed from soy protein coacervates: Structure and rheology at the oil-water interface”為題在《Food Hydrocolloids》上發(fā)表了相關(guān)研究進(jìn)展。
研究方法
研究團(tuán)隊(duì)通過熱致相變法將大豆蛋白自凝聚體轉(zhuǎn)化為微凝膠，并系統(tǒng)探究其pH響應(yīng)性對油水界面行為的影響。
QSense 耗散型石英晶體微天平(QCM-D)的核心作用：
- 吸附動(dòng)力學(xué)定量：實(shí)時(shí)監(jiān)測微凝膠在疏水表面的吸附過程，揭示pH 3（溶脹態(tài)）與pH 7（非溶脹態(tài)）下吸附層厚度與質(zhì)量的差異（圖2b-d）。
- 界面層力學(xué)解析：結(jié)合Voigt模型擬合，發(fā)現(xiàn)溶脹態(tài)微凝膠吸附層含水率更高、彈性模量更低，驗(yàn)證其形成柔性凝膠網(wǎng)絡(luò)（圖6c）。
- 電荷與尺寸效應(yīng)：QCM-D數(shù)據(jù)證實(shí)，非溶脹微凝膠因尺寸小、靜電屏障低，吸附速率更快，但溶脹態(tài)形成更厚界面層（圖2c）。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
- pH響應(yīng)性機(jī)制：
- 界面結(jié)構(gòu)差異：
- 力學(xué)性能對比：
結(jié)論與展望
本研究通過QCM-D等技術(shù)首次揭示：大豆蛋白微凝膠的pH響應(yīng)性顯著影響其界面吸附動(dòng)力學(xué)、組裝結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能，溶脹態(tài)形成柔性網(wǎng)絡(luò)，非溶脹態(tài)構(gòu)建致密層。該成果為植物基高蛋白乳液設(shè)計(jì)提供了新思路，未來可拓展至功能性食品、藥物遞送等領(lǐng)域。
基金支持
國家自然科學(xué)基金（32172347）、廣東省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目（2024B1515020081）、111引智計(jì)劃（B17018）。
原文鏈接
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111433
- QCM-D揭示pH響應(yīng)性大豆蛋白微凝膠的界面組裝與流變行為
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