上海騰拔質構儀助力湘潭大學發表關于氣凝膠的國際期刊論文

近日，湘潭大學化工學院研究人員在國際期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(中科院二區, IF=7.7)發表了題為"(E)-2-Hexenal-loaded ethyl cellulose/agarose aerogel: Preparation, characterization and application in fresh rice noodles preservation"的研究論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA質構儀用于測定氣凝膠的應力應變特性、彈性模量和壓縮強度等指標。

本研究旨在開發食品級乙基纖維素 / 瓊脂糖氣凝膠，用于植物精油的控釋以延長新鮮米粉的貨架期。研究評估了十種不飽和醛類精油對主要腐敗菌的抗菌效果，這些腐敗菌包括Leuconostoc lactis, Lactococcus lactis, Acinetobacter johnsonii, Exiguobacterium indicum和Enterobacter sichuanensis。基于其優異的抗菌性能，(E)-2 - 己烯醛被選用于封裝在乙基纖維素 / 瓊脂糖氣凝膠中，以實現控釋并延長新鮮米粉的貨架期。增加乙基纖維素濃度可使氣凝膠的孔徑分布更均勻，增強機械性能和疏水性，并改善 (E)-2 - 己烯醛在氣凝膠中的控釋效果。負載 0.20 μL/mL (E)-2 - 己烯醛的優化氣凝膠表現出顯著的抗菌活性，可有效抑制細菌生長 72 小時。此外，該氣凝膠配方通過減緩總菌落數、pH 值、水分含量、水分活度、烹飪特性、顏色和質地的變化，有效保持了新鮮米粉的品質，在 25°C 下將產品貨架期延長了 4 天。這些研究結果表明，負載 (E)-2 - 己烯醛的乙基纖維素 / 瓊脂糖氣凝膠作為新鮮米粉的創新保鮮策略具有潛力，為提高食品質量和保質期提供了一種有前景的方法。

如圖 3C 所示，應力 - 應變曲線表明，氣凝膠在低應變（<15%）時首先發生彈性變形。隨著應變增加，氣凝膠進入塑性變形區域，孔壁開始坍塌和變形。最后，氣凝膠到達致密化區域，其特征是結構進一步坍塌和孔隙堵塞。如圖 3D-F 所示，隨著乙基纖維素（EC）含量的增加，氣凝膠的彈性模量、抗壓強度和硬度顯著提高。這一改善與氣凝膠骨架內乙基纖維素（EC）和瓊脂糖（AG）之間相互作用位點的增加有關。在氣凝膠中，乙基纖維素（EC）作為增強劑，分散在瓊脂糖（AG）形成的三維網絡結構內，導致孔徑和孔隙率降低。與大孔相比，小孔表現出更強的相互支撐作用，能夠更有效地傳遞和消散外力，從而提高氣凝膠的抗壓強度和彈性模量。三維網絡結構是使氣凝膠成為活性物質有效載體的關鍵因素。乙基纖維素（EC）的加入顯著增強了氣凝膠的機械性能，穩定了三維網絡結構，使其更有利于 E2H 的負載和控釋。

參考文獻：Haiyan Li et al. (E)-2-Hexenal-loaded ethyl cellulose/agarose aerogel: Preparation, characterization and application in fresh rice noodles preservation. International Journal of Biological Macromolecules, 2025.