上海腾拔质构仪助力湘潭大学发表关于气凝胶的国际期刊论文

近日，湘潭大学化工学院研究人员在国际期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(中科院二区, IF=7.7)发表了题为"(E)-2-Hexenal-loaded ethyl cellulose/agarose aerogel: Preparation, characterization and application in fresh rice noodles preservation"的研究论文。在该论文中，研究人员利用上海腾拔Universal TA质构仪用于测定气凝胶的应力应变特性、弹性模量和压缩强度等指标。

本研究旨在开发食品级乙基纤维素 / 琼脂糖气凝胶，用于植物精油的控释以延长新鲜米粉的货架期。研究评估了十种不饱和醛类精油对主要腐败菌的抗菌效果，这些腐败菌包括Leuconostoc lactis, Lactococcus lactis, Acinetobacter johnsonii, Exiguobacterium indicum和Enterobacter sichuanensis。基于其优异的抗菌性能，(E)-2 - 己烯醛被选用于封装在乙基纤维素 / 琼脂糖气凝胶中，以实现控释并延长新鲜米粉的货架期。增加乙基纤维素浓度可使气凝胶的孔径分布更均匀，增强机械性能和疏水性，并改善 (E)-2 - 己烯醛在气凝胶中的控释效果。负载 0.20 μL/mL (E)-2 - 己烯醛的优化气凝胶表现出显著的抗菌活性，可有效抑制细菌生长 72 小时。此外，该气凝胶配方通过减缓总菌落数、pH 值、水分含量、水分活度、烹饪特性、颜色和质地的变化，有效保持了新鲜米粉的品质，在 25°C 下将产品货架期延长了 4 天。这些研究结果表明，负载 (E)-2 - 己烯醛的乙基纤维素 / 琼脂糖气凝胶作为新鲜米粉的创新保鲜策略具有潜力，为提高食品质量和保质期提供了一种有前景的方法。

如图 3C 所示，应力 - 应变曲线表明，气凝胶在低应变（<15%）时首先发生弹性变形。随着应变增加，气凝胶进入塑性变形区域，孔壁开始坍塌和变形。最后，气凝胶到达致密化区域，其特征是结构进一步坍塌和孔隙堵塞。如图 3D-F 所示，随着乙基纤维素（EC）含量的增加，气凝胶的弹性模量、抗压强度和硬度显著提高。这一改善与气凝胶骨架内乙基纤维素（EC）和琼脂糖（AG）之间相互作用位点的增加有关。在气凝胶中，乙基纤维素（EC）作为增强剂，分散在琼脂糖（AG）形成的三维网络结构内，导致孔径和孔隙率降低。与大孔相比，小孔表现出更强的相互支撑作用，能够更有效地传递和消散外力，从而提高气凝胶的抗压强度和弹性模量。三维网络结构是使气凝胶成为活性物质有效载体的关键因素。乙基纤维素（EC）的加入显著增强了气凝胶的机械性能，稳定了三维网络结构，使其更有利于 E2H 的负载和控释。

参考文献：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.