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一、研究背景

水凝膠是由親水性大分子通過物理或化學(xué)交聯(lián)形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物。即使在吸收大量水后，它也能保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，膨脹而不溶解。由于水凝膠的高吸水性和生物相容性，水凝膠在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

酵母多糖是從酵母細(xì)胞壁中提取的一種大分子復(fù)合物，主要由b-葡聚糖和甘露聚糖分子組成，具有抗氧化、抗腫瘤、抗病毒、免疫增強(qiáng)和吸附特性。但由于分子內(nèi)羥基之間的相互作用形成了致密的三螺旋結(jié)構(gòu)，酵母多糖在水和大多數(shù)有機(jī)溶劑中的溶解度很低。在過去的幾十年里，堿性水溶液是公認(rèn)的綠色溶劑，用于溶解多糖制備高性能材料。然而，關(guān)于酵母多糖水凝膠的研究仍處于起步階段，學(xué)術(shù)界對(duì)這一領(lǐng)域的關(guān)注還很有限。

武漢輕工大學(xué)王學(xué)東教授團(tuán)隊(duì)在《International Journal of Biological Macromolecules》期刊（IF=7.7）上發(fā)表了題目為“Formation, structural characterization and hypoglycemic activity in vitro of yeast polysaccharide hydrogels”的文章，該工作采用14 wt%的NaOH水溶液作為溶劑，以氣態(tài)乙酸為凝固劑構(gòu)建新型酵母多糖水凝膠（H-YPs）。所得H-YPs呈多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有良好的生物相容性，并且能通過抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶，有效阻礙碳水化合物快速消化。這為提高酵母多糖的利用率和開發(fā)具有良好生物活性的多糖凝膠提供了新策略。

文章中樣品質(zhì)構(gòu)特性就是我們上海保圣的質(zhì)構(gòu)儀，那么具體操作方法是什么呢？

實(shí)驗(yàn)方法

質(zhì)構(gòu)和力學(xué)性能的測(cè)定：H-YPs的硬度和凝膠強(qiáng)度使用質(zhì)構(gòu)儀（TA.TOUCH，上海保圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，中國(guó)）進(jìn)行。參數(shù)設(shè)置如下：探頭型號(hào)TA/0.5，測(cè)前速率為1.0 mm/s，測(cè)中速率為1.0mm/s，測(cè)后速率為1.0mm/s，初始力為5.0 gf，形變?yōu)?/span>50%，間隔時(shí)間為5s。選擇單次測(cè)壓模式來評(píng)估壓縮力學(xué)性能。

結(jié)論

圖2B所示的質(zhì)構(gòu)特性表明，隨著酵母多糖濃度的增加，H-YPs的硬度和凝膠強(qiáng)度都有提高。當(dāng)酵母多糖濃度在10 wt%，H-YP的硬度和凝膠強(qiáng)度分別達(dá)到665.0 gf和155.0 g*cm。這種現(xiàn)象歸因于多糖分子鏈纏結(jié)增加以及分子間氫鍵相互作用增強(qiáng)。應(yīng)力-應(yīng)變曲線（圖2C）表明，多糖濃度的增加增強(qiáng)了相互作用位點(diǎn)和分子間力，從而提高了水凝膠的應(yīng)力值。此外，本研究中水凝膠的最大壓縮應(yīng)力為30.0 kPa，超過了文獻(xiàn)中記錄的甲殼質(zhì)-葡聚糖復(fù)合水凝膠（CGC）的應(yīng)力值。