由于水胶体凝胶能够塑造质地特性、调节水分分布并稳定多相食品系统，因此成为食品科学和技术领域研究最多的材料之一。柔软且具有粘弹性的基质是决定许多食品产品结构完整性和感官体验的关键因素，影响着产品的弹性、顺滑度和持水能力等性能。在多糖凝胶剂这一大类中，呋塞兰是一种从Furcellaria lumbricalis中提取的硫酸化半乳聚糖，它结合了κ-卡拉胶（κ-carrageenan）和ι-卡拉胶（ι-carrageenan）的特性，从而在机械强度和弹性之间取得了平衡（Laos & Ring, 2005）。呋塞兰能够形成热可逆凝胶，这不仅使其在传统食品配方中具有重要意义，也在新型生物聚合物应用中发挥着重要作用。然而，其凝胶行为强烈依赖于环境参数和配方条件，如pH值、离子强度、溶剂极性以及共溶剂的存在，这些因素会显著影响其水合作用和网络结构（Saluri et al., 2021）。
多元醇（糖醇），如赤藓糖醇、木糖醇和山梨糖醇，是多功能食品和化妆品成分，可用作保湿剂、稳定剂和甜味剂。它们通过广泛的氢键作用调节水结构和介电性能（Ninni et al., 2000），从而影响凝胶化行为。在多糖凝胶中，多元醇与水和聚合物链竞争羟基位点，进而改变水合作用、塑化和粘弹性行为。根据分子大小和羟基密度不同，多元醇可能增强结构刚性（通过促进氢键域的形成并减少自由水），或者作为增塑剂增加分子流动性并降低机械强度（Talja & Roos, 2001）。膨胀特性与渗透压以及溶质的亲溶剂或疏溶剂性质密切相关，这些因素决定了聚合物-聚合物和聚合物-水之间的相互作用平衡。在同时包含亲水相和脂质相的体系中（如乳液凝胶），这些相互作用变得更加复杂，因为多元醇不仅影响水相，还影响界面水层的组织结构，从而影响液滴稳定性并改变基质的整体介电性能（Le Thanh-Blicharz & Lewandowicz, 2020）。
从物理化学角度来看，多元醇在水胶体体系中的效应通常可以通过优先排斥和竞争水分子机制来解释。小分子的多羟基化合物会被聚合物表面排斥，促进优先水合作用并重构氢键网络（Timasheff, 1993）。这种重新分布改变了溶剂性质和分子流动性，进而影响水活度、玻璃化转变温度和生物聚合物基质的热稳定性（Baek et al., 2004; Ergun et al., 2010）。根据浓度和固体含量不同，多元醇可能作为增塑剂或抗增塑剂，导致粘弹性行为和相变的变化（Slade et al., 1991）。在硫酸化半乳聚糖（如卡拉胶）中，凝胶化过程包括从线圈状结构向螺旋结构的转变，随后螺旋结构聚集形成连接区（Morris et al., 1980; Rochas & Rinaudo, 1984）。这些过程对溶剂组成和水的可用性非常敏感。通过改变水结构和活性，多元醇可以调整线圈-螺旋平衡，调节凝胶强度和网络密度，最终效果反映了分子间关联性和塑化的平衡。
先前的研究表明，多元醇可能增强或软化水胶体网络，改变热性能并调整粘弹性平衡，这些变化的方向和程度取决于其分子量和浓度（Li et al., 2024; Shimizu & Matubayasi, 2014a）。这一点在基于呋塞兰的材料中尤为明显，但目前相关数据仍较为零散。据我们所知，尚未有研究系统地比较不同多元醇在基于呋塞兰的水凝胶和乳液凝胶基质中的浓度依赖性效应。在乳液凝胶中，水相与油滴共存，界面水的限制和空间限制等额外因素使体系更加复杂，导致其对多元醇的反应更加复杂。尽管人们对多元醇-藻类水胶体体系越来越感兴趣，但目前的研究主要集中在基于卡拉胶的材料上（Huang et al., 2021; Ramakrishnan & Prud'homme, 2000; Stenner et al., 2016），而多元醇-呋塞兰复合材料的性能尚未得到充分解释。需要强调的是，尽管文献中常将κ-卡拉胶和呋塞兰视为功能等效物，但它们的物理化学和机械性能存在显著差异。因此，有必要通过实验验证呋塞兰的凝胶化机制。特别是缺乏同时评估不同类型和浓度多元醇的水合作用动态、热转变和流变力学稳定性的系统研究。这一研究空白限制了人们对多元醇如何同时影响水相聚合物网络和分散的油-水界面的理解，阻碍了功能性复合凝胶在食品和生物活性递送应用中的合理设计。
因此，本研究旨在阐明低分子量糖醇如何影响基于呋塞兰的复合凝胶的结构和功能特性。通过结合质地分析、粘弹性分析、差示扫描量热法和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）的研究，本研究旨在建立分子相互作用、水结构与宏观性能之间的关联。这些见解将有助于深入理解多糖-多元醇体系，并为开发具有适当机械性能和稳定性的功能性食品材料提供支持。
