海藻酸钠/丝素蛋白复合水凝胶的制备及性能研究

将海藻酸钠与丝素蛋白共混制备海藻酸钠/丝素蛋白水凝胶,探讨水凝胶成形过程及不同参数对水凝胶凝胶时间的影响及药物在海藻酸钠/丝素蛋白水凝胶中的缓释情况。试验表明:氯化钙/甲酸溶剂体系溶解脱胶蚕丝可以获得纳米原纤结构的再生丝素溶液,在凝胶过程中,复合水凝胶的凝胶时间随海藻酸钠的含量增加而延长,丝素蛋白/海藻酸钠比例为50/50时,凝胶时间需要89 min;当凝胶温度由15℃升至55℃时,凝胶时间由150 min缩短到55 min,因此可以通过调整海藻酸钠的比例、凝胶温度来调节复合水凝胶的凝胶时间;载药复合水凝胶释药曲线表明,药物释放过程呈先快后慢规律。     

魔芋葡甘聚糖/明胶复配胶液表观粘性研究

该文研究了胶液浓度、pH、剪切速率对魔芋葡甘聚糖及明胶溶液表观粘度影响,并将两者进行复配,研究了pH、复配胶溶液浓度、复配比例对复配胶液表观粘度影响。研究结果表明,魔芋葡甘聚糖和明胶溶液表观粘度随浓度增加而增加;随pH增高呈现出先升后降趋势。魔芋葡甘聚糖溶液表观粘度随剪切速率升高而降低,并表现出了剪切变稀假塑性。明胶溶液表观粘度随剪切速率增加而趋于稳定。复配胶液表观粘度随魔芋葡甘聚糖所占比例增加而增大,随复配胶液浓度变大而变大,随pH增加先升后降;在总胶浓度为2%、魔芋葡甘聚糖与明胶为7∶5的配比、pH=8情况下,复配胶液表现出较好流动性,且形成富有弹性和咀嚼性凝胶体。     

两种海藻酸钠基凝胶的溶胀和质构性能

壳聚糖、果胶和海藻酸钠是天然多糖,具有良好的生物相容性和生物可降解性等优点。以CaCl_2为交联剂制备壳聚糖-海藻酸钠水凝胶和果胶-海藻酸钠水凝胶,研究Ca Cl2浓度、多糖质量比(壳聚糖与海藻酸钠、果胶与海藻酸钠)和交联温度对水凝胶在模拟人体胃肠道环境(pH 1.2胃、pH 6.8小肠、pH 7.4结肠缓冲溶液)中溶胀性能的影响。当壳聚糖或果胶和海藻酸钠质量比为1.25∶1、CaCl_2浓度为0.09 mol/L、温度为60℃时,制备的水凝胶在pH 1.2溶液中溶胀率最小,在pH 6.8和pH 7.4溶液中溶胀率较大;结果表明所制备水凝胶具有pH值敏感性。此外,在优化条件下水凝胶具有较好的质构性能。     

改性竹笋纤维水凝胶的制备与表征及其对亚甲基蓝吸附性能研究

以竹笋下脚料为原料提取纤维素并进行改性后,添加κ-卡拉胶并在环氧氯丙烷交联下通过反相悬浮聚合法,成功制备出pH敏感型竹笋复合水凝胶,并使用FT-IR、热重分析、扫描电镜对该复合水凝胶进行表征,研究水凝胶的溶胀性能与动力学,并以亚甲基蓝为模型药物分子,研究不同初始浓度和初始pH对水凝胶吸附性能影响。实验发现:改性竹笋纤维素与κ-卡拉胶发生化学交联,形成具有固定分解温度的三维网状结构水凝胶。该复合水凝胶由于其带负电荷侧链基团在不同pH溶液中静电斥力的差异不同使得其溶胀行为具有pH敏感性,在溶胀初始阶段服从Fickian扩散,在整个阶段符合Schott模型。复合水凝胶具有多孔性能和溶胀性能,使其具有较强吸附性能,吸附实验发现该复合水凝胶对模型药物亚甲基蓝吸附性能良好,该复合水凝胶在药物吸附与缓释领域具有潜在应用价值。     

明胶改善海藻酸钠水凝胶膜的物理性能研究

本研究旨在解决Ca²⁺交联海藻酸钠水凝胶膜极易脱水收缩，三维网络结构单一及热机械性能较差等问题，具体是以海藻酸钠和明胶为成膜基材，以碳酸钙和葡糖酸内酯为交联剂，通过流延法制备水凝胶膜，探究明胶/海藻酸钠的不同比例(0:6、1:6、2:6、3:6、4:6、5:6)对水凝胶膜物理性能的影响。本实验利用傅里叶变换红外光谱对水凝胶膜分子间作用力进行分析，并通过微观结构、溶胀率、凝胶含量、水接触角、机械性能和热性能等指标对水凝胶膜物理性能进行表征。结果表明：明胶和海藻酸钠之间的作用力主要为氢键和聚电解质相互作用，明胶的引入有效改善了单一海藻酸钠水凝胶膜的三维网络结构，提高了水凝胶膜的凝胶含量和疏水性，增强了水凝胶膜的机械性能和热性能，但明胶/海藻酸钠的比例过大也会造成明胶与海藻酸钠相容性和机械性能的下降。综上，当明胶/海藻酸钠的比例为3:6时，水凝胶膜的拉伸强度(29.6 MPa)、弹性模量(164.99 MPa)、凝胶含量(38.91%)和溶胀率(2942.50%)最高，此时水凝胶膜的物理性能最佳，在诸多领域具有潜在的应用价值。     

大豆蛋白基复合水凝胶的制备及其体外释放

利用天然无毒的京尼平交联大豆蛋白(SB)和壳聚糖(CS)制备复合水凝胶(HD)控释载体,以茶碱(TP)作为药物模型,结合扫描电镜和核磁共振研究了复合凝胶的表观形态和结构,并对其在模拟胃肠液中的控释特性进行研究。结果表明:复合水凝胶中大豆蛋白和壳聚糖通过京尼平发生了明显的交联作用,并呈现紧密的网络结构。在pH1.2模拟胃液中,复合水凝胶的溶胀度和茶碱释放率较低,但在pH6.8模拟肠液中,却呈现较高的溶胀度和释放率。复合水凝胶在模拟胃肠液中120h内可实现对茶碱的可控释放。复合凝胶的释放特性不仅与SB/CS比例相关,而且还取决于添加的京尼平的含量。本实验结果说明了这种京尼平交联的复合凝胶较为适合用作药物在胃肠道中的定向运送载体。     

聚丙烯酰胺复合TEMPO氧化纳米纤维素的黏性水凝胶

本研究将TEMPO氧化纳米纤维素（TONC）加入丙烯酰胺（AM）单体中,通过自由基聚合制备了具有高强胶黏性能的聚丙烯酰胺（TONC/PAM）复合水凝胶。采用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱表征了TONC/PAM复合水凝胶的结构,探讨了TONC/PAM复合水凝胶的形貌、流变和溶胀行为,研究了不同TONC含量的TONC/PAM复合水凝胶对不同基材的拉伸剪切强度。结果表明,随着TONC含量增加,复合水凝胶孔径和溶胀率逐渐变大。当TONC含量为0.4%时,复合水凝胶孔径为（600±50） μm,溶胀率达1700%。当固化时间为48 h时,不含TONC的水凝胶在木材上的最大拉伸剪切强度为5.0 MPa;而TONC含量为0.2%的复合水凝胶的最大拉伸剪切强度可达8.0 MPa。该复合黏性水凝胶在木材和建筑中具有很大的应用潜力。     

载柚皮素的海藻酸钠/壳聚糖复合水凝胶

以海藻酸钠(SA)、羧甲基壳聚糖(CMCS)和柚皮素天然可降解的高聚物为原料,制备了复合水凝胶,对其微观形貌、力学性能、溶胀降解行为等进行表征与分析,为后续功能水凝胶材料的设计、制备和性能研究打下基础。     

米蛋白-海藻酸钠互穿网络水凝胶的制备及性能表征

为满足食品领域目前对于高机械强度水凝胶的需求,本研究以碎米蛋白和海藻酸钠为主要原料,通过热处理和离子交联法制备一种高力学性能的食品级碎米蛋白（RP）-海藻酸钠(SA)互穿聚合物网络（IPN）水凝胶。通过改变米蛋白与海藻酸钠凝胶体系中米蛋白的浓度（80、100、120、140、160 mg/mL）调节IPN水凝胶的力学性能,混合液加热及钙离子交联形成水凝胶后,测定其质构性能、流变性能、白度、溶胀性、含水量等性质。结果表明:随着凝胶体系中碎米蛋白浓度的增大,RP-SA IPN水凝胶的储存模量G'、损耗模量G"和凝胶硬度均增加,当碎米蛋白浓度达到为140 mg/mL时,凝胶硬度增加幅度变小。水凝胶溶胀性先降低后趋于平缓,但水分分布更为均匀。因此,适量的碎米蛋白能对RP-SA IPN水凝胶网络有很好的填充效果,并对水凝胶的形态没有太大的改变,同时可通过调节蛋白的添加量来调节水凝胶的力学性能,该研究为米蛋白在食品领域的应用提供了理论基础。     

魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的协同作用及其流变特性

研究魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的协同作用及其流变特性。研究表明,魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配比低于3∶7时,随魔芋葡甘聚糖含量的增加,复配凝胶的储能模量G′和凝胶强度逐渐增大;当魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配比高于3∶7时,随魔芋葡甘聚糖含量的增加复配凝胶的储能模量G′逐渐减小,凝胶强度逐渐减弱,且不同复配比的复配凝胶的变化趋势不随总质量分数而变化;当魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配比在3∶7时的协同作用最大,凝胶强度最强。通过对不同复配比的复配凝胶在线性黏弹区内的稳态储能模量Gc′与临界应变值随总质量分数变化的曲线进行拟合,发现两者随总质量分数的变化符合power-law模型Gc′∝Cn,γc∝Cn′,魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配比在1∶9～4∶6之间,幂律系数n随魔芋葡甘聚糖含量的增加而减小,说明在此复配比范围黄原胶对复配凝胶起主导作用;当两者复配比高于4∶6时n值随魔芋葡甘聚糖含量的增加而增加,说明魔芋葡甘聚糖对复配凝胶起主导作用;n’值均为负值且始终随魔芋葡甘聚糖含量的增加而增大,说明总质量分数越高复配凝胶的临界应变值越小,凝胶的韧性越弱;魔芋葡甘聚糖含量越高复配凝胶的临界应变值受总质量分数的影响越小。温度扫描试验表明,不同复配比的复配凝胶在加热过程中表现出相同的趋势,即随着温度的升高G′逐渐降低,在60℃左右达到平衡;冷却过程中复配凝胶的凝胶化开始,温度随黄原胶含量的增加而升高。蠕变试验表明,复配凝胶的瞬时弹性系数E1在两者复配比为5∶5时达到最大值,其它复配比条件下随魔芋葡甘聚糖含量的增加而减小,延迟弹性系数E2和黏性系数η1均在魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配比等于3∶7时达到最大值。     

米谷蛋白-小麦阿拉伯木聚糖复合水凝胶性能研究

目的 研究不同米谷蛋白与阿拉伯木聚糖浓度对复合凝胶性质的影响。方法 本研究采用米谷蛋白与小麦阿拉伯木聚糖作为主材料,通过热处理与漆酶诱导复合处理使得米谷蛋白中的酪氨酸与小麦阿拉伯木聚糖链上的阿魏酸共价交联形成复合水凝胶。比较不同浓度米谷蛋白及阿拉伯木聚糖对复合水凝胶的硬度、流变、持水性及溶胀特性的影响。结果 随米谷蛋白及阿拉伯木聚糖浓度分别升高,其复合水凝胶的凝胶硬度、流变特性、持水能力及溶胀特性均显著提高。但可能因凝胶网络结构及作用力等原因,二者浓度达到一定限度(160 mg/ml、25 mg/ml)后,其持水与溶胀特性略有降低。结论 高浓度材料制备所得米谷蛋白/阿拉伯木聚糖复合水凝胶具有较高的力学性能与保水性能,这也为该水凝胶在食品领域进一步研究提供了一定的理论基础。     

软糖用κ-卡拉胶与明胶溶液及其复配液的表观粘度研究

本文研究了剪切速率、胶液浓度、测定温度对κ-卡拉胶及明胶溶液表观粘度的影响,并将两者进行复配,研究了复配比例、复配胶溶液浓度及测定温度对复合胶溶液表观粘度的影响。研究结果表明,单一胶体溶液的表观粘度随着浓度的增加而增加;随着测定温度的升高而下降,卡拉胶溶液表现出剪切变稀的假塑性,明胶溶液随着剪切速率的变化,表观粘度趋于稳定。复配胶的表观粘度随κ-卡拉胶所占比例的增大而增大,随着复配胶浓度的增加而增加,随着测定温度的升高而降低;在总胶含量4%,卡拉胶比明胶为3:7的配比下,复配胶液流动性好,冷却后可形成富有弹性和咀嚼性的凝胶体。     

聚乙烯醇/海藻酸钠载药复合水凝胶的制备及其抗菌性能

以聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol, PVA)和海藻酸钠(Sodium alginate, SA)为原料，采用循环冷冻-解冻法制备具有半互穿网络结构(SIPN)的PVA/SA复合水凝胶并搭载盐酸万古霉素(VAN)。通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)和X射线粉末衍射仪(XRD)等仪器对其形貌和结构进行表征，分析PVA/SA@VAN载药复合水凝胶的溶胀度和力学性能，并探究其抗菌性能。结果表明：PVA/SA@VAN载药复合水凝胶均呈现出三维多孔结构，孔隙率在80%以上，在磷酸盐缓冲液中的溶胀度可达1338%,具有良好的力学性能。抗菌实验表明，PVA/SA@VAN载药复合水凝胶对金黄色葡萄球菌具有显著的抗菌效果。该研究结果可为载药复合水凝胶在创伤敷料中的应用方面提供参考。     

蚕丝蛋白/明胶复合水凝胶的结构与生物相容性

针对蚕丝蛋白水凝胶不易快速凝胶成型的问题,将明胶蛋白水溶液与蚕丝蛋白以一定质量比复合,通过挤出式3D打印设备制备得到蚕丝蛋白/明胶复合水凝胶,并对复合水凝胶的流变性能、微观结构和生物相容性进行分析。结果表明:明胶的添加提高了复合水凝胶的黏度和储能模量,有利于3D打印过程中蚕丝蛋白的快速凝胶成型;明胶的添加未对蚕丝蛋白的二级结构产生影响,通过3D打印法可制备具有微周期格栅状蚕丝蛋白/明胶复合水凝胶支架,该支架具有三维多孔结构;当蚕丝蛋白与明胶质量比为50∶50时,复合水凝胶支架的断裂强度达3.43 MPa,是纯蚕丝蛋白的3.9倍;培养7 d后,MC3T3-E1细胞可在复合水凝胶支架上生长、增殖和分化。     

钙源及海藻酸钠/多孔玉米淀粉配比对其凝胶特性的影响（网络首发、推荐阅读）

采用氯化钙滴注法和碳酸钙内源固化法制备不同多孔淀粉含量的海藻酸钠凝胶,并分析了凝胶硬度、析水率、溶胀特性、结晶结构、微观结构等性质。结果表明：钙源和海藻酸钠/多孔淀粉配比（质量比r值）显著影响凝胶性质,r较高时（r=4∶2或5∶1）,碳酸钙诱导形成形状均一、结构致密凝胶块,硬度较大,析水率低,氯化钙诱导形成形状均一、具有致密外壳的凝胶珠。不同的凝胶结构使凝胶珠在初期溶胀较慢,最终的溶胀率较高;而凝胶块在初期溶胀较快,最终的溶胀率稍低。两种方法制备的凝胶具有结肠液中溶胀率高、胃液中溶胀率低的特点,具有良好的pH响应性。微观结构分析表明,海藻酸钠与多孔淀粉之间具有良好的相容性。研究结果对开发制备pH响应型生物活性物质递送载体有借鉴意义。     

魔芋葡甘聚糖/明胶流变特性及其成膜研究

研究了复配胶溶液浓度、复配比例、pH对魔芋葡甘聚糖-明胶复配溶液流变特性及复配膜拉伸特性的影响,然后选取最佳复配工艺,以拉伸强度为指标用响应面法对其进行优化。研究结果表明复配溶液的表观黏度和复配膜的拉伸强度随魔芋葡甘聚糖所占比例的增加而增大,随着复配溶液浓度的变大而变大,随着pH值的增加先升高后下降;在总胶质量浓度为2.0 g/100 mL、魔芋葡甘聚糖与明胶的比例为7:5、pH为8的情况下,复配胶液表现出较好的流动性,形成富有弹性和咀嚼性的凝胶体,且制得的复配膜拉伸强度最佳。响应面优化结果说明了3个因素对复配膜拉伸强度有显著的影响,且试验得出的真实最佳参数:质量浓度为2.13g/100 mL、魔芋葡甘聚糖/明胶为1.46、pH为8.13,在此条件下,魔芋葡甘聚糖-明胶复配膜拉伸强度的理论预测值为42.9 MPa,验证值为42.3 MPa。     

海藻酸钠-聚丙烯酰胺/凹凸棒土复合水凝胶的吸附性能研究

以海藻酸钠、丙烯酰胺和凹凸棒土为主要原料,采用溶液聚合方式制备了海藻酸钠-聚丙烯酰胺/凹凸棒土复合水凝胶。研究了引发剂用量、交联剂用量、海藻酸钠用量、凹凸棒土用量对染料吸附性能的影响。最佳条件下,海藻酸钠-聚丙烯酰胺/凹凸棒土复合水凝胶对亚甲基蓝的去除率可达98%。     

κ-卡拉胶比例对明胶凝胶体系凝胶特性、水分分布及微观结构的影响

论文采用质地剖面(texture profile analysis,TPA)/穿刺分析、低场核磁场共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)、计算机断层扫描技术(computed tomography,CT)和流变仪研究了κ-卡拉胶的比例对明胶凝胶的凝胶强度、质构特性、水分分布、动态黏弹性和微观结构的影响,并分析了几者之间的相关性。结果表明:随κ-卡拉胶比例的增加,混合凝胶体系的凝胶强度、硬度、咀嚼性、胶凝温度及熔化温度相对增大,弹性及内聚性降低,黏性和回复性先下降后上升;凝胶网络结构趋向于致密、均匀;结合水比例(S_(21))下降,不易流动水比例(S_(22))相对增加,且当体系中κ-卡拉胶的比例逐渐增加至50%时,单组份弛豫时间(T_(2W))及不易流动水的弛豫时间(T_(22))的减小较为明显,而结合水的弛豫时间(T21)变化相对较小;相关性分析表明,凝胶强度、硬度、咀嚼性与S_(21)负相关,与S_(22)、T21正相关。弹性与S_(21)、T_(22)和T_(2W)正相关,与S_(22)负相关。内聚性与T_(22)和T_(2W)正相关。研究可为明胶-κ-卡拉胶复配胶在食品中的应用提供理论支持。     

双网络桑皮纤维/海藻酸钠水凝胶的制备及其性能

为制备桑皮纤维基水凝胶,文章以桑皮纤维作为骨架结构,海藻酸钠为柔性片层功能性组件,采用共混法制备了桑皮纤维/海藻酸钠双网络复合水凝胶;分析了水凝胶的形貌、流变性能,并优化了桑皮纤维/海藻酸钠水凝胶的制备工艺,为纤维素基水凝胶的制备提供了一定的借鉴。     

海藻酸钠-果胶复合溶液流变性质对核壳胶囊形成与质构的影响

基于海藻酸钠与果胶在钙离子体系中协同生成凝胶的原理,利用反向成球技术,通过在海藻酸钠-果胶复合溶液中加入含钙芯液,制备具有核壳结构的海藻酸钠果胶复合凝胶小球,即核壳胶囊。采用流变仪和质构分析仪分别研究海藻酸钠-果胶复合溶液和芯液的流变性质及其对核壳胶囊质构特性的影响。结果表明,随着果胶在复配体系中所占的比例上升,复合溶液的粘度逐渐下降,最佳的复配比例为海藻酸钠:果胶=7:3(w/w),复合溶液浓度为0.6%,其质构特性的最大力值为(430.1±24.4)g·cm^-2,外壳的咀嚼性数值为(1054.9±23.4)g;流变分析显示,当芯液中黄原胶浓度0.4%、乳酸钙浓度1.5%时,所制备的核壳胶囊具有最优的球度(达标率100%)和良好的质构特性(最大力值为(376.3±18.2)g·cm^-2,咀嚼性为(1104.0±43.3)g)。