《Journal of Future Foods》：Dual network pectin-soy protein isolate gels loaded with composite resveratrol particles for ready-to-drink innovation
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本研究针对环境敏感性生物活性物质白藜芦醇（RES）水溶性低、易降解的问题，构建了基于果胶（PE）与大豆分离蛋白（SPI）的双网络凝胶载体，通过温度/pH协同调控封装复合RES纳米颗粒（NPs）。结果表明，复合凝胶在80°C加热30分钟、pH=3条件下形成稳定双网络结构，显著提升RES包封率（≥90%）、室温储存28天保留率≥92%及DPPH自由基清除率≥75%。将其设计为珠状凝胶应用于即饮饮料体系后，在4–55°C浸泡10小时内仍保持结构完整性与功能活性，为液态食品中疏水性营养素递送提供了新策略。
在健康意识日益增强的今天，功能性饮料市场迅速扩张，消费者对含有天然生物活性成分的饮品需求持续攀升。白藜芦醇（Resveratrol, RES）作为一种广泛存在于葡萄、蓝莓等植物中的多酚类化合物，因其显著的抗氧化、抗炎特性而备受关注。然而，RES在水中的溶解度极低，对光、热、氧气敏感，在加工和储存过程中易降解，且口服生物利用度较差，这严重限制了其在食品工业中的实际应用。如何有效保护并精准递送这类环境敏感的生物活性物质，成为功能食品开发中的关键挑战。
传统的单一多糖凝胶（如果胶）虽具备一定的凝胶形成能力，但往往机械强度不足、结构不稳定，对疏水性成分的包封效果有限。蛋白质（如大豆分离蛋白SPI）作为一种天然生物聚合物，可通过热或pH诱导形成凝胶网络，与多糖协同构建互穿双网络结构，有望提升凝胶的稳定性和负载能力。即饮饮料（如水果茶、奶茶）中常添加“珍珠”状凝胶颗粒以增强口感，若能将RES成功封装于此类凝胶中，既可保护其活性，又能赋予饮料功能性，市场潜力巨大。但饮料体系的复杂成分和加工条件可能破坏凝胶结构，导致活性成分泄漏或失活。因此，开发能抵抗液态环境侵蚀、保持长期稳定的RES递送系统刻不容缓。
为此，浙江工业大学周颖团队在《Journal of Future Foods》发表研究，提出了一种基于果胶（PE）与大豆分离蛋白（SPI）的双网络凝胶系统，用于包封经儿茶素-金属（Ca2+/Fe3+）网络修饰的复合RES纳米颗粒（NPs），并系统评估了其在即饮饮料中的应用可行性。
本研究采用了几项关键技术方法：通过流变学分析确定了双网络凝胶的最佳形成条件（80°C加热30分钟，pH=3）；利用X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征凝胶的晶体结构和化学相互作用；通过扫描电镜（SEM）和磁共振成像（MRI）观察凝胶的微观结构和水分布；采用质构分析仪和DPPH自由基清除实验分别评估凝胶的机械性能与抗氧化活性；最后将凝胶制成珠状颗粒，浸泡于模拟水果茶体系中，监测其在不同温度（4°C、25°C、55°C）下10小时内的结构稳定性、RES保留率及饮料的浊度、微生物安全性。
3.1. 双网络膳食凝胶的成胶条件
通过调控预热温度（60–100°C）和pH（2–6）优化双网络凝胶形成条件。流变学数据显示，在80°C预热SPI后调节pH至3时，储能模量（G′）始终高于损耗模量（G″），表明此时凝胶弹性占主导，网络结构最稳定。温度过高会导致SPI过度变性聚集，破坏网络完整性；pH偏离3则减弱PE与SPI间的静电吸引，影响双网络交联密度。
3.2. 膳食凝胶的结构表征
XRD显示所有凝胶均呈无定形结构，复合RES NPs的引入进一步降低了结晶度，有利于疏水性营养素的分散。FTIR谱图中，PE-SPI凝胶的O-H和C=O特征峰发生位移，证实二者通过氢键、疏水作用及静电相互作用形成双网络；金属离子（Ca2+/Fe3+）的引入增强了离子交联效应。
3.3. 膳食凝胶的流变特性
温度扫描显示，复合RES NPs的加入显著提升了凝胶的热稳定性。在65°C时，未修饰RES的PE-SPI凝胶tanδ值＞1（G″＞G′），网络开始解离；而C-Fe@RES/PE-SPI和C-Ca@RES/PE-SPI凝胶在整个温度区间保持G′＞G″，归因于金属离子与PE形成的“蛋盒”结构及多酚-蛋白质相互作用增强了网络抗热降解能力。
3.4. 膳食凝胶的持水性与质地稳定性
静态水接触角（WCA）结果表明，复合RES NPs使凝胶疏水性增强，有效延缓水分侵入。MRI图像显示，复合凝胶水分分布更均匀，束缚水比例高。在28天储存期内，C-Fe/Ca@RES/PE-SPI凝胶的硬度、咀嚼性、回弹性等质地参数变化最小，表明双网络与多酚-金属网络的协同作用显著提升了结构稳定性。
3.5. 储存稳定性与抗氧化活性
室温储存28天后，复合RES NPs/PE-SPI凝胶的RES包封率（EE）仍≥83%，保留率≥92%，显著高于未修饰RES的凝胶（59.84%）。DPPH自由基清除率始终维持在75%以上，表明多酚-金属网络与双网络凝胶共同发挥了保护RES活性、延缓氧化的作用。
3.6. RES膳食珠凝胶在即饮饮料中的应用
将凝胶制成直径0.5 cm的珠粒，浸泡于水果茶模拟体系中。在4–55°C下浸泡10小时，复合珠凝胶均保持形态完整，无明显粘连或崩解。质地分析显示，C-Fe@RES/PE-SPI珠凝胶在55°C下仍维持咀嚼性≥700 mJ、硬度≥1450 g，RES保留率≥92%，DPPH清除率≥84%。饮料浊度略有增加但不影响感官，微生物检测符合国家安全标准。相关性分析表明，凝胶的硬度、咀嚼性与RES保留率、抗氧化活性呈强正相关，证实结构稳定性是维持功能活性的关键。
本研究成功构建了PE-SPI双网络凝胶负载复合RES NPs的递送系统，通过温度/pH协同调控形成了以氢键、离子键、疏水作用、静电相互作用及二硫键为基础的多层次网络结构。该凝胶显著提升了RES的包封效率、储存稳定性及抗氧化活性，并在即饮饮料体系中展现出良好的应用潜力。其创新点在于将多酚-金属网络与多糖-蛋白双网络结合，通过多重相互作用延缓活性成分释放，为疏水性营养素在液态食品中的高效递送提供了新思路，对功能饮料开发具有重要参考价值。
