Bigels双凝胶制备的影响因素及其在食品中的应用

Bigels双凝胶是由水凝胶和有机(油)凝胶结合而产生的一种新型双相体系,兼具水相和有机相的特点,表现出比单一凝胶更好的性能,具有既能递送亲水性物质又能递送疏水性物质、易于制备、良好的铺展性、良好的物理稳定性、较长的保质期等优点。近些年,Bigels双凝胶得到了广泛关注,越来越多的研究表明Bigels在食品领域具有广泛的应用前景。本文简要概括了Bigels的结构,以及Bigels双凝胶制备过程中凝胶剂种类及浓度、水相和有机相比例、均质条件等几种主要因素对双凝胶理化性质的影响,并探讨了食品领域中Bigels在生物活性物质的递送、3D食品打印、脂肪替代等方面的应用,有助于双凝胶Bigels在食品行业中的深入研究与应用。

生物质碳气凝胶的研究现状及发展趋势

生物质碳气凝胶具有高孔隙率､大比表面积､突出的机械性能和非凡的导电性等优点,是全球绿色发展背景下的研究热点。对生物质碳气凝胶的发展历程､原料种类､制备过程､应用领域及未来发展前景等方面进行了综述。

蜂蜡添加量对鱼油凝胶宏观性质及微观结构的影响

鱼油富含高营养价值的ω-3型多不饱和脂肪酸,由于其容易氧化,因此不利于产品的生产和加工。油凝胶具有良好的氧化稳定性、保油性、低脂肪的特点,既满足了降低动物脂肪的需求,又提高了产品品质和营养价值,是高营养、低热量的脂肪替代物。以蜂蜡为凝胶剂,沙丁鱼油作为基础油料制备油凝胶,分析蜂蜡添加量对沙丁鱼鱼油凝胶的外观形态、保油率、质构特性、流变性质及微观结构的影响。结果表明:蜂蜡基鱼油凝胶为β′晶型,添加蜂蜡促使晶体结构的形成,也提高了蜂蜡基鱼油凝胶的保油率、硬度、凝胶强度,且蜂蜡添加量为8%及以上时保油率达到99%。G′不随频率的变化而发生改变,说明蜂蜡基鱼油凝胶是一种强凝胶,静态流变学图像显示该凝胶出现剪切稀化现象。蜂蜡添加量在6%~10%时,蜂蜡基鱼油凝胶与猪油的质构特性与流变行为相似,研究结果为鱼油凝胶替代猪油提供了理论支持。

气凝胶在阻燃领域的研究进展

综述了近年来国内外硅系气凝胶、有机气凝胶和碳系气凝胶在阻燃领域的研究进展。概述了气凝胶的特点、在阻燃领域的相关阻燃改性技术及其对材料阻燃性能的影响。总结了各种气凝胶的优缺点及未来发展趋势。

双凝胶在食品领域:从组成到应用

双凝胶是油凝胶和水凝胶在一定温度下剪切混合制成的双相体系。作为一种两亲性半固体制剂,双凝胶具有良好的稳定性、包埋特性、加工特性等,引起了人们的广泛关注。双凝胶在替代传统固体脂肪,提高复合食品的营养价值以及递送生物活性物质方面有巨大的潜力。本文综述了双凝胶的组成及合成方法,并梳理了双凝胶的种类,总结了双凝胶在食品领域的主要应用进展,并展望其发展前景,以期为双凝胶在食品领域的进一步研究和应用提供一定的指导。

亚麻籽胶-魔芋胶复合凝胶体系的制备及特性研究

亚麻籽胶(flaxseed gum,FG)的凝胶性较弱,魔芋胶(konjac glucomannan,KGM)有较高的黏度和良好的持水性,可提高所形成亚麻籽胶-魔芋胶复合凝胶体系(flaxseed gum-konjac glucomannan system,FKG)的特性。以亚麻籽胶和魔芋胶为原料,研究不同比例下FKG的形成过程及其特性。结果表明:随着魔芋胶添加比例逐渐增大,FKG的凝胶强度和凝胶性能逐渐增强,并在亚麻籽胶与魔芋胶的质量比为6∶4时达到最大,且FKG的硬度、咀嚼性、胶着性和弹性均优于其他比例样品,相较于亚麻籽胶分别提升了10.00倍、6.25倍、5.29倍和1.61倍;其表观黏度和剪切应力表现出较强的协同增效作用;Zeta电位绝对值为13.85 mV,稳定性相对较高;通过红外光谱3425.13 cm^(-1)附近的羟基伸缩振动峰观察到FG与KGM之间可能产生了分子间氢键;扫描电子显微镜结果证实,FKG具有较为致密的空间网状结构,说明亚麻籽胶经过与魔芋胶复合后有效改善了凝胶特性,为进一步推进亚麻籽胶的研究与应用提供了基础。

筋伤凝胶治疗急性踝关节扭伤疗效观察

目的探讨筋伤凝胶治疗急性踝关节扭伤(AAS)的临床疗效。方法选取医院筋伤科、足踝科门诊2022年1月至6月收治的AAS患者60例,按随机数字表法分为对照组和观察组,各30例。对照组及观察组患者分别于患处涂抹依托芬那酯凝胶、筋伤凝胶,均每日3次,连续治疗6 d。结果观察组的总有效率为96.67%,稍高于对照组的93.33%(P>0.05)。与治疗前比较,治疗后第3,6天,两组患者的视觉模拟评分量表(VAS)评分、踝关节肿胀程度均显著降低,美国骨科足踝学会(AOFAS)量表评分均显著升高(P<0.05);且观察组患者上述指标改善更显著(P<0.05)。结论筋伤凝胶治疗AAS,可有效缓解患者的踝关节疼痛,消除肿胀,改善踝关节功能。

Al_(2)O_(3)/SiO_(2)/ZrO_(2)三元复合气凝胶材料的制备及性能研究

以六水合氯化铝(AlCl_(3)·6H_(2)O)、正硅酸乙酯(TEOS)和八水合氧氯化锆(ZrOCl_(2)·8H_(2)O)为混合前驱体,以环氧丙烷(PO)作为凝胶网络诱导剂,乙醇和水作为溶剂,采用溶胶-凝胶工艺和二氧化碳超临界干燥技术制备出了Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-ZrO_(2)三元复合气凝胶。研究了不同PO添加量、醇水体积比和Al/Si/Zr摩尔比对其性能和结构的影响,采用扫描电镜、比表面积分析仪和多功能粉体物理特性测试仪对气凝胶的凝胶形态、微观形貌及孔结构进行表征。结果表明:当PO添加量为88mL,醇水体积比为8∶9,Al/Si/Zr摩尔比为12∶3∶1和12∶4∶1时制备出的气凝胶结构性能良好,且凝胶时间在较合适的范围内,具有较低的密度为0.125g/cm^(3)和0.143g/cm^(3),较高的比表面积为683.14m^(2)/g和684.56m^(2)/g。

纤维素气凝胶的制备及其应用进展

气凝胶是目前世界上密度最小、质量最轻的固体材料,独特的三维网络结构使其具有广泛的用途。纤维素气凝胶不仅具有气凝胶的高孔隙、高比表面积的特点,还能被微生物降解,也能与其他物质相容,是一种非常适合于可持续发展的新能源。阐述了纤维素气凝胶制备工艺—溶胶-凝胶过程和水凝胶干燥过程。此外,还介绍了纤维素气凝胶在油水分离、隔热、相变、超级电容器、生物医学方面的应用,并对其发展进行了展望。

天然水凝胶支架的分类及其在3D细胞培养的应用研究进展

天然水凝胶支架由亲水性聚合物链交联形成,有相互连接的多孔结构、良好的生物相容性,通过模拟细胞外基质为细胞的增殖、分化、迁移和相互作用提供了空间微环境,是一种很有前景的3D细胞培养支架材料。本文从制备方法、交联方式、支架材料对天然水凝胶支架进行分类,详细介绍了近年来基于天然水凝胶支架的3D细胞培养在细胞工程、组织工程、病毒培养等生物医学领域的应用。随着生物医学不断发展,需深入研究3D培养细胞与天然水凝胶支架微环境之间相互作用,不断探索新的天然聚合物材料与凝胶制备方式,以便开发高性能、可调控、适用性强的多功能新型天然水凝胶。

不同构型精氨酸改性壳聚糖水凝胶促皮肤创面的修复

背景:目前临床皮肤创面愈合仍然是一大难题,而具有免疫调节功能的生物材料成为当下组织修复领域的研究前沿,因此,研究具有免疫调节功能的创面敷料具有重要意义。目的:制备不同构型精氨酸改性壳聚糖水凝胶,评估其促大鼠创面愈合的能力。方法:①体外实验:采用EDC/NHS体系分别合成了单纯左旋精氨酸、单纯右旋精氨酸及左旋精氨酸与右旋精氨酸联合改性的壳聚糖材料,以醛基化的四臂聚乙二醇为交联剂,通过席夫碱反应构建精氨酸改性壳聚糖水凝胶,依次命名为CS-L、CS-D、CS-DL水凝胶,表征水凝胶的理化性能。将3种水凝胶浸提液分别与成纤维细胞共培养,采用CCK-8法及活死染色评价水凝胶的细胞相容性,通过划痕实验评价水凝胶对成纤维细胞迁移能力的影响。将3种水凝胶分别与大鼠红细胞悬液共孵育,评估水凝胶的血液相容性。将3种水凝胶浸提液分别与巨噬细胞RAW264.7共培养,评估水凝胶对细胞产生NO及极化分型的影响。②体内实验:采用随机数字表法将36只成年SD大鼠分为4组,每组9只,在每只大鼠背部制作2个2 cm×2 cm的全层皮肤缺损创面,对照组创面滴加生理盐水,CS-L组、CS-D组、CS-DL组创面分别滴加对应的水凝胶,包扎固定。术后定期观察创面愈合情况;术后3,10,21 d取材,进行苏木精-伊红染色;术后10 d取材,进行M2型巨噬细胞免疫荧光染色。结果与结论:①体外实验:扫描电镜下可见3种水凝胶内部均有明显的互穿网络结构,孔径范围70-200μm;3种水凝胶均具有良好的溶胀性能、降解性能、自愈合性能及合适的机械强度。3种水凝胶具有良好的细胞相容性与血液相容性,可促进成纤维细胞的迁移。3种水凝胶均具有促进巨噬细胞极化的能力,其中CS-D水凝胶促巨噬细胞极化能力最强;CS-L水凝胶具有促进巨噬细胞产生NO的能力。②体内实验:术后3,10 d,CS-L组、CS-D组大鼠创面愈合率高于对照组(P<0.05);术后21 d,3种水凝胶组大鼠创面愈合率高于对照组。苏木精-伊红染色显示,术后3 d,各组大鼠创面组织中都有大量炎性细胞浸润,伴有新生血管及成纤维细胞;术后10 d,对照组创面中仍有较多炎性细胞浸润,其他3组炎症情况有所改善,特别是CS-D组炎症细胞减少较为明显;术后21 d,各组创面上皮修复良好,CS-L组和CS-D组基本无炎症细胞浸润,对照组仍有少量炎症细胞浸润。免疫荧光染色显示,CS-D组M2型巨噬细胞数量多于其他3组(P<0.05)。③结果表明:不同构型精氨酸改性壳聚糖水凝胶可以通过不同机制促进创面愈合。

低碳节能背景下有机气凝胶的发展及应用

随着低碳节能可持续发展主题的提出,能源和环境问题逐渐在科研和工业领域中成为被关注的焦点。在实现节能减排和解决环保问题过程中,具备可再生性和环境友好性的材料显得尤为重要。气凝胶作为一种具有三维连续网络结构、比表面积大、孔隙率高和导热系数低等结构功能特性,以及多样的制备方法和种类的纳米材料,成为备受瞩目的新型材料之一。其中,有机气凝胶由于轻质、高比表面和易合成等独特性能,在保温隔热、阻燃、吸附和储能电容等领域中具有广泛的应用前景。从有机气凝胶的主要分类(多糖气凝胶、合成气凝胶等)出发,论述了近年来报道的几种典型有机气凝胶的研究热点、常见制备方法、基础材料性能、功能化改性及其应用研究现状。总结了气凝胶制备过程中,湿凝胶的制备方法和不同的干燥工艺的特性。同时,简要介绍了当前有机气凝胶不同的功能化改性方法,并探讨了在制备过程中可能存在的问题。归纳总结了不同改性制备工艺,所得的有机气凝胶在实际应用中适用的场景和应用方向。展望了有机气凝胶的未来发展方向,强调了进一步提高材料性能、优化制备工艺及拓展应用领域的重要性。希望通过对有机气凝胶研究的深入,推动其在可持续发展领域中更广泛地应用,为环境友好型材料的发展做出更大的贡献。

凝固剂及加工条件对豆腐凝胶形成及品质影响研究进展

豆腐的本质是一种蛋白质凝胶体,是大豆蛋白(主要是7S和11S球蛋白)在热处理下发生变性使蛋白质分子结构展开,再通过盐离子、氢离子或酶等凝固剂作用下发生聚集,形成致密均匀且具有网状结构蛋白凝胶。豆腐凝胶的形成及豆腐品质受多种因素的影响。本文从凝固剂种类(盐类、酸类和酶类凝固剂)以及加工条件(加工原料、制浆方法、豆浆体系pH、热处理条件)角度出发,阐明凝固剂及加工条件对豆腐凝胶形成以及品质的影响研究进展。以期为豆腐制品的工业化生产提供理论指导,为豆腐食品的研究开发与品质调控提供科学依据。

油凝胶替代脂肪的研究及在植物肉饼中的应用

本研究以菜籽油和椰子油为油相,以单甘酯(monoglyceride,MG)、蜂蜡、米糠蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡(candelilla wax,CLW)为凝胶剂制备油凝胶,探究不同添加量(5%、10%、15%、20%)凝胶剂对油凝胶持油力、质构特性、流变学性质的影响。结果表明,当凝胶剂添加量为15%及以上时,油凝胶的持油力均达到96%以上;MG的融化特性与牛油最为相似,但单一凝胶剂制备的油凝胶难以模仿牛油的质构性质。因此,本实验固定凝胶剂添加量为15%,选用不同质量比的MG和CLW复配制备油凝胶,并用于制备植物肉饼。结果表明,当MG与CLW复配比为3∶7时,油凝胶的质构性质、流变学性质最接近牛油,植物肉饼的感官品质最佳,显示出较好的脂肪替代潜力。

包载型聚丙烯腈/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维制备及其隔热性能

针对传统气凝胶纤维后处理操作复杂、加工不稳定等问题,且为有效集成纳米气凝胶与纳米纤维功能和结构优势,本文围绕新型气凝胶复合纳米纤维成形与结构调控的关键难题,利用溶液喷射同轴纺丝技术将聚丙烯腈(PAN)与SiO_(2)气凝胶通过一步法制备PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维,研究了复合纳米纤维中SiO_(2)气凝胶质量浓度对纤维形态结构、稳定性、孔径分布、隔热性能的影响。结果表明:所制备的PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维形态结构上呈三维卷曲状,SiO_(2)气凝胶的引入使纤维表面形成多孔褶皱型结构,且纤维表面的微孔、介孔含量随SiO_(2)气凝胶质量浓度的增加逐渐增多;该气凝胶复合纳米纤维具有优异的隔热性能,当SiO_(2)气凝胶质量浓度为6 mg/mL时,PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维在40℃的导热系数低至0.03738 W/(m·K),未来在服用保暖、工业隔热、军用热红外屏蔽等方面具有广阔的应用前景。

溶胶-凝胶法改良人工林马尾松尺寸稳定性及其机理研究

马尾松是广西地区重要的人工林资源之一,但其尺寸稳定性较差,极大地限制了其在木材工业中的使用。本研究选用基于SiO_(2)的溶胶-凝胶法对马尾松进行改良,探讨了浸渍时间对马尾松尺寸稳定性的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)揭示了溶胶-凝胶法对马尾松的改良机理。研究结果表明:经过6 h溶胶浸渍处理的改性马尾松尺寸稳定性最好,相较于未处理的马尾松,浸渍6 h的改性马尾松的浸渍率为5%,60 h吸水质量增加率由34.7%降低至28.2%,60 h吸湿体积膨胀率由16.5%降低至11.1%,72 h抗老化性能由18.02的色差值降低为11.9。溶胶-凝胶法对马尾松尺寸稳定性的改善机理体现在两个方面:其一,通过形成玻璃层状及膨胀结构可以阻挡水分的进入;其二,通过氢键及化学键的形式与细胞壁进行结合,以起到永久的润胀作用。

用于伤口敷料的水凝胶电刺激释药性能

水凝胶是一种具有三维空间网络结构的高分子材料,可以作为理想的新型伤口敷料,但在自然释放条件下水凝胶伤口敷料释药速率缓慢。为了促进伤口愈合,以羧甲基壳聚糖和海藻酸钠为基体,在水凝胶中加入了导电剂聚吡咯和抗菌药物盐酸环丙沙星,制备了载药水凝胶,构筑了水凝胶电刺激释药装置。研究了不同聚吡咯含量下水凝胶的溶胀性能、力学性能和导电性能的变化,以及在电刺激条件下盐酸环丙沙星药物释放规律。研究表明:聚吡咯与基体投料比为0.4时,水凝胶在理化性能和力学性能上综合表现最佳,更适合用于伤口敷料。电刺激作用可以有效加速水凝胶内部的药物释放,对于伤口的治疗具有积极的意义。

苦参凝胶对痔疮模型大鼠的治疗效果及机制研究

目的:探究苦参凝胶对痔疮模型大鼠的治疗效果及炎症反应、肛门直肠组织病理学损伤的影响。方法:将120只大鼠随机分为空白对照组、痔疮模型组、阳性对照组、阴性对照组、苦参凝胶低剂量组和苦参凝胶高剂量组,每组20只。除空白对照组外,其余各组使用巴豆油制剂涂抹肛门直肠区诱导大鼠痔疮模型,然后给药治疗3 d。采用伊文思蓝染料外渗实验评估血浆渗出量;酶联免疫吸附法检测血清中炎症因子白细胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-8、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量;对肛门直肠系数进行分析;苏木素伊红染色观察肛门直肠组织病理学变化,并进行肛门直肠组织病理学评分;荧光定量PCR法检测肛门直肠组织中环氧化酶-2(COX-2)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和血管内皮生长因子(VEGF)的mRNA表达水平。结果:与空白对照组相比,痔疮模型组大鼠肛门直肠组织出现严重水肿,白细胞浸润,腺上皮、黏膜层和黏膜下层变性坏死,且炎症区黏膜增厚,血管严重扩张,伊文思蓝血浆渗出量、血清中IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α含量、肛门直肠系数、肛门直肠组织病理学评分、COX-2、iNOS和VEGF mRNA表达水平增高(P<0.05);与痔疮模型组相比,阳性对照组、苦参凝胶低、高剂量组大鼠涂抹巴豆油制剂部位附近的腺上皮部分不完整、增生,但黏膜增厚、血管充血均有减轻,伊文思蓝血浆渗出量、血清中IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α含量、肛门直肠系数、肛门直肠组织病理学评分、COX-2、iNOS mRNA表达水平降低,VEGF mRNA表达水平增高(P<0.05);苦参凝胶高剂量组对上述指标的改善效果优于苦参凝胶低剂量组(P<0.05)。结论:苦参凝胶高剂量组对痔疮模型大鼠的治疗效果明显,可改善炎症反应和肛门直肠组织病理学损伤,并可增高VEGF表达。

用于激光照明的荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料的制备与发光性能研究

通过溶胶-凝胶法成功制备了Tb_(3)Al_(5)O_(12)(TAG)荧光粉。热分析数据证实,增加H_(3)BO_(3)摩尔比会导致最终相的转变温度降低。同时,通过扫描电镜观察到,H_(3)BO_(3)摩尔比的提高会导致荧光粉颗粒尺寸增大。在激发波长为275 nm的条件下,发射光谱在480~650 nm范围内出现了由Tb^(3+)的5d→4f跃迁产生的多个发射峰。然后通过物理掺杂和超临界干燥工艺成功制备了荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料。与荧光粉相比,荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料的内量子产率显著增加,可达63.64%。采用波长为355 nm的激光源激发荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料,可实现长距离无导线方式发光,并具有良好均匀性。以上结果证明了荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料在激光应急照明领域具有潜在的应用前景。

超微虾壳粉对草鱼鱼糜凝胶品质的影响

为提高草鱼鱼糜的凝胶特性,改善其品质,以鲜活草鱼为试验原料,添加虾壳粉,探究不同添加量的虾壳粉(0.25%、0.5%、0.75%、1%、1.25%)对草鱼鱼糜凝胶质构特性、凝胶特性、流变性等的影响。结果表明,与对照组相比,添加虾壳粉会显著降低草鱼鱼糜凝胶的白度和色泽评分(P<0.05),但其质构特性显著增大(P<0.05),持水性显著升高(P<0.05),结合水含量显著增加(P<0.05)。感官评价和电子鼻分析结果表明,当虾壳粉在最适添加量0.5%时,可以显著改善鱼糜凝胶的风味和品质。因此,添加适量虾壳粉能增强鱼糜凝胶的网络结构和持水能力,得到具有较好风味和品质的鱼糜制品,研究结果可为生产高品质的鱼糜产品提供理论依据。