中國農業科學院都市農業研究所植物與人類健康研究中心甘人友團隊聯合上海交通大學農業與生物學院食品科學與工程系方亞鵬團隊，在食品科技國際著名期刊《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》（影響因子7.862，中科院SCI期刊工程技術1區頂級（TOP）期刊）上發表題為“Recent advances in the structure, synthesis, and applications of natural polymeric hydrogels”的高水平綜述，詳細闡述了天然聚合物水凝膠的類別及其合成方式，以及在醫藥食品領域的應用。
水凝膠是一種具有膨脹能力的聚合網絡材料，并在膨脹時能將大量的水保持在其三維結構中。近年來，水凝膠在食品和生物醫學領域的應用受到越來越多的關注。如上圖所示，根據合成的步驟，水凝膠可分為化學水凝膠和物理水凝膠，這二者的區別在于分子間的交聯方式，前者通過化學鍵交聯，后者通過微弱的交互作用交聯，例如氫鍵。聚合物水凝膠一般以離子單體為基礎，并且是交聯的，因此它們具有極高的吸水特性，甚至比由高交聯的非離子單體合成的水凝膠的吸水性還要高。
來源于多糖和蛋白質等生物聚合物的天然水凝膠越來越受到關注。來自天然聚合物的水凝膠優于合成水凝膠，前者運用牛奶蛋白，乳清蛋白，雞蛋蛋白或不同的多糖可以制造出食品級的膠體，在食品工業中具有廣闊的應用前景，目前它們已被用于不同生物材料的遞送系統，如益生菌和具有生物活性的化合物，水凝膠作為遞送載體的前景會越來越遼闊。此外，水凝膠還可用于封裝、包裝以及結構化食品的制造。
這篇文章綜述了天然聚合物水凝膠的設計概念、類型、功能和應用等內容，重點介紹了水凝膠在食品中的應用。天然聚合物水凝膠由于其出色的生物相容性具有巨大的優勢，可以作為合成聚合物水凝膠的潛在替代品。
最后作者提出了未來的研究方向。未來還需要進行更多的研究來了解均聚或共聚水凝膠的質地、機械、結構和消化相關的性質。此外，用于特異性/靶向遞送水凝膠（如用于胃腸道）的開發也需要進行更多的研究。基于天然高分子材料的食品包裝系統在食品工業中有著廣闊的應用前景，基于水凝膠的包裝研發也是一個值得進一步研究的方向。水凝膠在食品工業中的應用為天然聚合物在不同食品領域的應用開辟了新的視野。
參考文獻：
Khalid Gul, Ren-You Gan*, Cui-Xia Sun, Ge Jiao, Ding-Tao Wu, Hua-Bin Li, Ahmad Kenaan, Harold Corke & Ya-Peng Fang*. （2021） .Recent advances in the structure, synthesis, and applications of natural polymeric hydrogels, Critical Reviews in Food Science and Nutrition,in press. DOI: 10.1080/10408398.2020.1870034
日期：2021-01-25
水凝膠是一種具有膨脹能力的聚合網絡材料，并在膨脹時能將大量的水保持在其三維結構中。近年來，水凝膠在食品和生物醫學領域的應用受到越來越多的關注。如上圖所示，根據合成的步驟，水凝膠可分為化學水凝膠和物理水凝膠，這二者的區別在于分子間的交聯方式，前者通過化學鍵交聯，后者通過微弱的交互作用交聯，例如氫鍵。聚合物水凝膠一般以離子單體為基礎，并且是交聯的，因此它們具有極高的吸水特性，甚至比由高交聯的非離子單體合成的水凝膠的吸水性還要高。
來源于多糖和蛋白質等生物聚合物的天然水凝膠越來越受到關注。來自天然聚合物的水凝膠優于合成水凝膠，前者運用牛奶蛋白，乳清蛋白，雞蛋蛋白或不同的多糖可以制造出食品級的膠體，在食品工業中具有廣闊的應用前景，目前它們已被用于不同生物材料的遞送系統，如益生菌和具有生物活性的化合物，水凝膠作為遞送載體的前景會越來越遼闊。此外，水凝膠還可用于封裝、包裝以及結構化食品的制造。
這篇文章綜述了天然聚合物水凝膠的設計概念、類型、功能和應用等內容，重點介紹了水凝膠在食品中的應用。天然聚合物水凝膠由于其出色的生物相容性具有巨大的優勢，可以作為合成聚合物水凝膠的潛在替代品。
最后作者提出了未來的研究方向。未來還需要進行更多的研究來了解均聚或共聚水凝膠的質地、機械、結構和消化相關的性質。此外，用于特異性/靶向遞送水凝膠（如用于胃腸道）的開發也需要進行更多的研究。基于天然高分子材料的食品包裝系統在食品工業中有著廣闊的應用前景，基于水凝膠的包裝研發也是一個值得進一步研究的方向。水凝膠在食品工業中的應用為天然聚合物在不同食品領域的應用開辟了新的視野。
參考文獻：
Khalid Gul, Ren-You Gan*, Cui-Xia Sun, Ge Jiao, Ding-Tao Wu, Hua-Bin Li, Ahmad Kenaan, Harold Corke & Ya-Peng Fang*. （2021） .Recent advances in the structure, synthesis, and applications of natural polymeric hydrogels, Critical Reviews in Food Science and Nutrition,in press. DOI: 10.1080/10408398.2020.1870034
日期：2021-01-25
