上海海洋大學鍾建副研究員課題組在TRENDS FOOD SCI TECH發表關於明膠作為乳化劑用於水包油乳液的綜述文章

2021-02-20 食品放大鏡

近日,上海海洋大學鍾建副研究員課題組在國際食品期刊《Trends in Food Science & Technology》(IF=11.077)在線發表了題為」Gelatins as emulsifiers for oil-in-water emulsions: Extraction,chemical composition, molecular structure, and molecular modification」的綜述文章。鍾建副研究員為通訊作者,張婷為第一作者。

背景

明膠作為天然兩親性大分子,因其表面活性,可以在水包油乳液中用作乳化劑。然而,它們作為乳化劑,通常是比其他表面活性物質更弱。在過去的二十年中,許多研究致力於了解明膠結構與其功能特性的關係,並探索可能的分子修飾方法以提高其乳液穩定能力。

範圍和方法

眾所周知,蛋白質結構決定了自然科學中的功能。基於這一公理,本綜述總結並討論了用於水包油型乳液開發的明膠的提取、化學組成、分子結構和分子修飾。最後,本文提供了明膠作為乳化劑的簡要概述和展望。

主要發現和結論

明膠的來源和提取方法/參數對明膠的化學組成、分子結構和乳化性能有明顯的影響。許多分子修飾方法(例如物理、化學、酶促和複雜修飾)已顯示出對明膠的界面層分子結構和乳液穩定能力的有效改善,然而仍需要進一步的研究以更好地理解明膠來源-提取方法-化學組成-分子結構-分子修飾-界面層結構-乳液穩定能力之間的關係。這項研究可以提供有關明膠的結構-功能關係的基本信息,並可以指導明膠作為乳化劑的研究和開發。

附:文中圖表

Fig.1 Extraction, chemical composition, molecularstructure, and molecular modification of gelatin for emulsion development basedon the axiom of 「protein structure determines function」.

Fig. 2 Schematic diagram of gelatin molecularstructure in gel: (A) amorphous coil; (B) triple helix and coil; (C) triplehelix and coil bundle. Reprinted with permission from (Coppola et al., 2012).

Fig. 3.Schematics of the interactions of gelatin withother molecules. (A) Interaction models of gelatin and ionic surfactant inaqueous solution. No. 1, 2, 3, 4 and 5 represent five different binding modelswith the increase of ionic surfactant concentration, respectively. Blue areasindicate aqueous phases. Green molecules indicate gelatins. Blue circlesindicate hydrophobic domains. (B) Interaction models of gelatin withmacromolecules in aqueous solution. Blue areas indicate aqueous phases. Greenmolecules indicate gelatins. Purple molecules indicate macromolecules. See maintext for details. (For interpretation of the references to color in this figurelegend, the reader is referred to the Web version of this article.)

Fig.4 General gelatin extraction process from different gelatin sources.

Fig. 5 Schematics of physical mixing mechanisms ofgelatins. Blue areas indicate aqueous phases. Yellow areas indicate oil phases.Green molecules indicate gelatins. Purple and pink molecules indicate otheremulsifiers. Black molecules indicate small molecular surfactants. (A)Schematics of physical mixing interactions of gelatin with other emulsifiers.(B–C) Schematics of physical mixing of gelatin with small molecular surfactantsat oil/water phase. (B) Molecular interactions of gelatins with small molecularsurfactants at oil/water interface. (B) Is adapted from Derkach (2015). Numbers(1–5) are consistent with the numbers (1–5) in Fig. 3A. (C) Synergetical (Span80 and soybean lecithin) and competitive (Tween 80 and SDS) adsorption atoil/water interface. (C) Is adapted with permission from Zhang, Ding, Zhang,Tao, et al. (2020). (For interpretation of the references to color in thisfigure legend, the reader is referred to the Web version of this article.)

Fig. 6 Typical reaction mechanisms of common chemicalmodification of gelatin. (A) Phosphorylation modification (Xiong et al., 2016).(B) NHS/EDC Aldehyde modification (Kuijpers et al., 2000). (C) Polyphenolmodification (Huang et al., 2019). (D) Glycosylation modification(Ghaderi&Monajjemzadeh, 2020). (E) Succinylation modification (Zhang, Ding,Tao, Liu, et al., 2020).

原文連結:

https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.10.005

附:簡介

鍾建,男,中共黨員,上海海洋大學食品學院副研究員(2015-現在),碩士生導師,上海市「食品科學與工程」高原學科水產品高質化加工利用學科秘書,上海高水平地方高校重點創新團隊「水產品高質化加工利用」骨幹,上海市食品學會食品安全專業委員會委員(2017.8-)、食品經濟專業委員會委員(2017.8-)。2012年入選上海市浦江人才計劃、2011年入選上海市領軍人才「後備隊」(閔行領軍人才)培養計劃。

個人經歷:瀋陽藥科大學學士(1998-2002),北京大學博士(2002-2007),愛爾蘭都柏林大學博士後(2007-2010),美國普渡大學訪問學者(2007.12-2008.3,2008.5-7,8-9),納米技術及應用國家工程研究中心副研究員(2011-2015),中國科學院高級訪問學者(化學研究所,2016-2017),通威股份有限公司加工設備開發科學家(2016-2017)。

項目經歷:在研縱向、橫向課題2項,曾主持國家自然科學基金青年科學基金1項、上海市浦江人才計劃項目1項、上海市儀器試劑專項1項、橫向課題1項,曾作為子課題負責人參與國家863項目2項。

論文專利:近五年來在Small (IF=10.856)、ACS Applied Materials& Interfaces (IF=8.456)、Trends in Food Science& Technology (IF=8.519)、Food Hydrocolloids(IF=5.839)、FoodChemistry (IF=5.399)等SCI雜誌上以通訊作者發表/接收SCI論文40餘篇(總影響因子超過180,影響因子>5的論文14篇),H-index為21;申請國家發明專利50餘項,其中國際PCT專利1項,授權國家發明專利20餘項。

中英著作:主參編中英著作8部,其中主編英文著作《Evaluation Technologies for FoodQuality》(Elsevier出版社,2019年出版,書號978-0-12-814217-2);獨立譯著《原子力顯微鏡及其生物學應用》(上海交通大學出版社,2019年出版,書號978-7-313-16884-9);參編知名出版社英文專著3部(Wiley 1部、Elsevier2部,2017年和2018年出版);參編科學出版社《食品物性學》(2018年出版,中國輕工業「十三五」規劃教材);參編鄭州大學出版社《食品安全學》(2019年出版);參編《中國農業百科全書-水產品加工與綜合利用》,負責條目2條(已定稿)。

學術聲譽:擔任Trends in Food Science & Technology,CurrentPharmaceutical Design,Journal of Nanomaterials,Science of Advanced Materials等4本SCI雜誌客座編輯;應邀為Accounts of Chemical Research、Advanced Functional Materials、Small、ACS Applied Materials & Interfaces、Trendsin Food Science & Technology、Food Hydrocolloids、Journal of Agricultural and Food Chemistry、Journalof Food Engineering等10餘個學科頂尖SCI雜誌審稿,獲得Publon全球農業科學Top 1%reviewer和交叉學科Top 1%reviewer稱號。

研究方向:水產品加工與綜合利用

1. 水產品加工與營養評價

2. 副產品高質化食品開發

3. 食品品質評價調控技術

研究聚焦:羅非魚加工及其副產品(膠原蛋白/明膠、魚油、鈣源)綜合利用,為水產品加工與綜合利用的基礎研究和工業應用提供新理論、新方法和新技術。

簡介來源:

https://spxy.shou.edu.cn/2017/0914/c9412a211408/page.htm

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