中國農業(yè)科學(xué)院都市農業(yè)研究所植物與人類(lèi)健康研究中心甘人友團隊聯(lián)合上海交通大學(xué)農業(yè)與生物學(xué)院食品科學(xué)與工程系方亞鵬團隊，在食品科技國際著(zhù)名期刊《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》（影響因子7.862，中科院SCI期刊工程技術(shù)1區頂級（TOP）期刊）上發(fā)表題為“Recent advances in the structure, synthesis, and applications of natural polymeric hydrogels”的高水平綜述，詳細闡述了天然聚合物水凝膠的類(lèi)別及其合成方式，以及在醫藥食品領(lǐng)域的應用。

 

　　水凝膠是一種具有膨脹能力的聚合網(wǎng)絡(luò )材料，并在膨脹時(shí)能將大量的水保持在其三維結構中。近年來(lái)，水凝膠在食品和生物醫學(xué)領(lǐng)域的應用受到越來(lái)越多的關(guān)注。如上圖所示，根據合成的步驟，水凝膠可分為化學(xué)水凝膠和物理水凝膠，這二者的區別在于分子間的交聯(lián)方式，前者通過(guò)化學(xué)鍵交聯(lián)，后者通過(guò)微弱的交互作用交聯(lián)，例如氫鍵。聚合物水凝膠一般以離子單體為基礎，并且是交聯(lián)的，因此它們具有極高的吸水特性，甚至比由高交聯(lián)的非離子單體合成的水凝膠的吸水性還要高。

　　來(lái)源于多糖和蛋白質(zhì)等生物聚合物的天然水凝膠越來(lái)越受到關(guān)注。來(lái)自天然聚合物的水凝膠優(yōu)于合成水凝膠，前者運用牛奶蛋白，乳清蛋白，雞蛋蛋白或不同的多糖可以制造出食品級的膠體，在食品工業(yè)中具有廣闊的應用前景，目前它們已被用于不同生物材料的遞送系統，如益生菌和具有生物活性的化合物，水凝膠作為遞送載體的前景會(huì )越來(lái)越遼闊。此外，水凝膠還可用于封裝、包裝以及結構化食品的制造。

 

　　這篇文章綜述了天然聚合物水凝膠的設計概念、類(lèi)型、功能和應用等內容，重點(diǎn)介紹了水凝膠在食品中的應用。天然聚合物水凝膠由于其出色的生物相容性具有巨大的優(yōu)勢，可以作為合成聚合物水凝膠的潛在替代品。

 

　　最后作者提出了未來(lái)的研究方向。未來(lái)還需要進(jìn)行更多的研究來(lái)了解均聚或共聚水凝膠的質(zhì)地、機械、結構和消化相關(guān)的性質(zhì)。此外，用于特異性/靶向遞送水凝膠（如用于胃腸道）的開(kāi)發(fā)也需要進(jìn)行更多的研究。基于天然高分子材料的食品包裝系統在食品工業(yè)中有著(zhù)廣闊的應用前景，基于水凝膠的包裝研發(fā)也是一個(gè)值得進(jìn)一步研究的方向。水凝膠在食品工業(yè)中的應用為天然聚合物在不同食品領(lǐng)域的應用開(kāi)辟了新的視野。

 

　　參考文獻：

 

　　Khalid Gul, Ren-You Gan*, Cui-Xia Sun, Ge Jiao, Ding-Tao Wu, Hua-Bin Li, Ahmad Kenaan, Harold Corke & Ya-Peng Fang*. （2021） .Recent advances in the structure, synthesis, and applications of natural polymeric hydrogels, Critical Reviews in Food Science and Nutrition,in press. DOI: 10.1080/10408398.2020.1870034