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钙离子诱导的裂褶菌碱溶性多糖-海藻酸钠复合水凝胶凝胶特性及其抗氧化性OA

Characteristics and Antioxidant Capacity of Schizophyllum commune Alkali-soluble Polysaccharide-Sodium Alginate Composite Hydrogel Induced by Calcium Ion

中文摘要英文摘要

为了改善海藻酸钠(sodium alginate,Alg)凝胶机械性能差和功能单一的问题,以 Alg和裂褶菌碱溶性多糖(Schizophyllum commune alkali-soluble polysaccharide,SCAP)为原料,经 Ca2+诱导制备 SCAP/Alg/Ca2+复合水凝胶并探讨了其成胶机制以及不同 SCAP 添加量对复合水凝胶的凝胶特性、抗氧化活性的影响.结果表明:SCAP/Alg/Ca2+复合水凝胶主要通过离子键、氢键和疏水相互作用力形成,其中 SCAP和 Ca2+的加入有助于复合水凝胶形成高度有序的多孔网络结构.当 SCAP添加量为 3%时,复合水凝胶的持水力为 87.32%;在 pH7.4时,其溶胀率分别为 45.56%(湿)和 2479.82%(冻干).流变学测试显示,复合水凝胶的储存模量由纯 Alg水凝胶的455.33 Pa提升至 17768.56 Pa,从而改善了水凝胶的流变学性能.SCAP和 Ca2+的添加未影响复合水凝胶的热稳定性,但有效提升了复合水凝胶的抗氧化能力,对 DPPH 自由基的清除率由纯 Alg的 6.95%提升至 26.65%,ABTS+和羟基自由基清除率也提升了约 10%.此外,SCAP/Alg/Ca2+复合水凝胶可能还具有 pH响应性,即在胃液中结构稳定,进入肠液后则迅速降解.本研究结果将为 SCAP/Alg/Ca2+复合水凝胶在生物医药载体等领域的应用提供了科学依据和理论基础.

To address the issue of the poor mechanical properties and limited functionality of sodium alginate(Alg)gels,a composite hydrogel SCAP/Alg/Ca2+that uses Alg and Schizophyllum commune alkali-soluble polysaccharide(SCAP)as substrates was prepared by induction of Ca2+.The gelation mechanism and the effects of SCAP addition amounts on the characteristics and antioxidant activity of the composite hydrogel were investigated.The results showed that the SCAP/Alg/Ca2+composite hydrogel could be formed by the interactions of ionic bonds,hydrogen bonds and hydrophobic force.The composite hydrogel exhibited a highly ordered porous network structure with the addition of SCAP and Ca2+.When the SCAP addition amount was 3%,the water holding capacity of the composite hydrogel achieved 87.32%.At pH7.4,its swelling ratios were 45.56%(wet)and 2479.82%(freeze-dried),respectively.Rheological analysis revealed a significant enhancement in the storage modulus,increasing from 455.33 Pa for pure Alg hydrogel to 17768.56 Pa for the composite hydrogel,indicating improved rheological properties.The incorporation of SCAP and Ca2+did not affect the thermal stability of the composite hydrogel but effectively enhanced its antioxidant capacity.The scavenging rate of DPPH free radicals increased from 6.95%for pure Alg to 26.65%,while the scavenging rates of ABTS+and hydroxyl free radicals also improved by approximately 10%.Furthermore,the SCAP/Alg/Ca2+composite hydrogel may also exhibit pH-respon-siveness,maintaining structural integrity in gastric fluid while undergoing rapid degradation in intestinal fluid.The findings of this study provide a scientific basis and theoretical foundation for the biomedical carrier application of SCAP/Alg/Ca2+composite hydrogels.

马海娜;蔡杰;殷朝敏;范俐红;文静;谢芳;高虹;范秀芝;史德芳;黄志成

武汉轻工大学硒科学与工程现代产业学院,湖北 武汉 430023武汉轻工大学硒科学与工程现代产业学院,湖北 武汉 430023湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所国家食用菌加工技术研发分中心,湖北 武汉 430064||农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室,湖北 武汉 430064湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所国家食用菌加工技术研发分中心,湖北 武汉 430064湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所国家食用菌加工技术研发分中心,湖北 武汉 430064武汉轻工大学硒科学与工程现代产业学院,湖北 武汉 430023湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所国家食用菌加工技术研发分中心,湖北 武汉 430064||农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室,湖北 武汉 430064湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所国家食用菌加工技术研发分中心,湖北 武汉 430064||农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室,湖北 武汉 430064湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所国家食用菌加工技术研发分中心,湖北 武汉 430064||农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室,湖北 武汉 430064湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所国家食用菌加工技术研发分中心,湖北 武汉 430064||农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室,湖北 武汉 430064

轻工纺织

裂褶菌碱溶性多糖海藻酸钠Ca2+诱导凝胶特性pH响应性抗氧化性

Schizophyllum commune alkali-soluble polysaccharidesodium alginateCa2+-inducedhydrogel characteris-ticspH-responsivenessantioxidant capacity

《食品工业科技》 2026 (18)

115-123,9

"十四五"国家重点研发计划(2024YFD2100800)湖北省重点研发计划项目(2024BBB028)湖北省中央引导地方科技发展专项(2025EIA033)湖北省食用菌体系加工岗位(2025HBSTX4-09).

10.13386/j.issn1002-0306.2025080316

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