原標(biāo)題：天然聚合物水凝膠在食品和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所植物與人類健康研究中心甘人友團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院食品科學(xué)與工程系方亞鵬團(tuán)隊(duì)，在食品科技國際著名期刊《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(qū)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(xì)闡述了天然聚合物水凝膠的類別及其合成方式，以及在醫(yī)藥食品領(lǐng)域的應(yīng)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(jié)構(gòu)中。近年來，水凝膠在食品和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注。如上圖所示，根據(jù)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(qū)別在于分子間的交聯(lián)方式，前者通過化學(xué)鍵交聯(lián)，后者通過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(chǔ)，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。

來源于多糖和蛋白質(zhì)等生物聚合物的天然水凝膠越來越受到關(guān)注。來自天然聚合物的水凝膠優(yōu)于合成水凝膠，前者運(yùn)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(yīng)用前景，目前它們已被用于不同生物材料的遞送系統(tǒng)，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越來越遼闊。此外，水凝膠還可用于封裝、包裝以及結(jié)構(gòu)化食品的制造。

這篇文章綜述了天然聚合物水凝膠的設(shè)計(jì)概念、類型、功能和應(yīng)用等內(nèi)容，重點(diǎn)介紹了水凝膠在食品中的應(yīng)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的研究方向。未來還需要進(jìn)行更多的研究來了解均聚或共聚水凝膠的質(zhì)地、機(jī)械、結(jié)構(gòu)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(tǒng)在食品工業(yè)中有著廣闊的應(yīng)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(yīng)用為天然聚合物在不同食品領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的視野。

參考文獻(xiàn)：

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

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