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“簡(jiǎn)單攪拌”就能形成新型大豆蛋白基水凝膠
近日，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)江連洲教授團(tuán)隊(duì)隋曉楠教授課題組成功開(kāi)發(fā)出一種基于動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵交聯(lián)的新型大豆蛋白基水凝膠，在推動(dòng)植物蛋白高值化應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和廣闊的發(fā)展前景。相關(guān)成果發(fā)表在Aggregate上。
為了突破傳統(tǒng)植物蛋白基水凝膠在力學(xué)性能和穩(wěn)定性等方面的局限，本研究深入探索利用動(dòng)態(tài)席夫堿鍵與金屬-配體鍵相結(jié)合的動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵交聯(lián)策略，成功研制出一種新型、環(huán)保的高強(qiáng)度大豆蛋白基水凝膠。與傳統(tǒng)依賴(lài)加熱的水凝膠制備方法不同，本研究通過(guò)創(chuàng)新的化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)，僅通過(guò)簡(jiǎn)單的攪拌過(guò)程，即可促使氧化瓜爾膠中的醛基與經(jīng)表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯修飾的大豆蛋白中的氨基發(fā)生反應(yīng)，直接形成水凝膠。這一方法不僅簡(jiǎn)化了制備步驟，還賦予了水凝膠獨(dú)特的自愈合能力。同時(shí)，借助金屬-配體鍵促進(jìn)了蛋白質(zhì)分子間的交聯(lián)和團(tuán)聚體的形成，進(jìn)一步強(qiáng)化了水凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水凝膠性能的精細(xì)調(diào)控。
通過(guò)梯度調(diào)控金屬-配體鍵的密度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水凝膠機(jī)械性能、溶脹行為和流變學(xué)特性的可控調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足大豆蛋白在多種應(yīng)用中的多樣化需求。此外，該水凝膠還展現(xiàn)出卓越的自愈合能力、良好的粘附性和可注射性，具備顯著的抗菌性能、抗炎效果、調(diào)控巨噬細(xì)胞極化的潛能和優(yōu)異的生物相容性，能有效促進(jìn)細(xì)胞遷移、血管新生和膠原沉積，顯著加速傷口愈合過(guò)程，展示了其作為先進(jìn)生物材料的巨大應(yīng)用前景。
作為一種綠色、無(wú)毒且制備流程簡(jiǎn)單的多功能水凝膠，它不僅彰顯了大豆蛋白在高價(jià)值應(yīng)用領(lǐng)域的廣闊潛力，還強(qiáng)調(diào)了在全球向可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)型過(guò)程中，利用植物資源替代動(dòng)物蛋白制品的重要性，這有助于減少動(dòng)物蛋白的消耗并緩解溫室氣體排放問(wèn)題，對(duì)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)平衡具有積極意義。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/agt2.639
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