近日，我校纺织科学与工程学院徐进副教授团队在淀粉基凝胶材料领域取得新进展。研究成果“Regulation of corn starch gel’s rheological properties and entanglement behavior by spring-dextrin with different degrees of polymerization”为题发表在国际期刊Food Hydrocolloids上。
淀粉凝胶具有来源广泛、可再生、生物相容性好等优点，是食品结构设计、3D打印食品及新型功能材料等领域的重要天然高分子凝胶体系。然而，天然淀粉凝胶在力学强度、结构恢复和长期稳定性方面仍存在一定局限。传统化学改性或外源多糖复配虽然能够改善凝胶性能，但也可能带来环境负担、体系相容性不足或相分离等问题。因此，开发绿色、安全且可精准调控的淀粉凝胶改性方法，是推动淀粉基材料高值化应用的重要方向。
针对上述问题，研究团队以玉米淀粉凝胶为模型体系，通过酶法制备了不同聚合度分布的弹簧糊精，并将其引入淀粉凝胶网络中，实现了对凝胶流变性能、链缠结行为和微观结构的协同调控。研究发现，弹簧糊精的链长差异会显著改变淀粉分子间相互作用和网络构建方式：高聚合度弹簧糊精主要通过链段位阻作用增强凝胶网络刚性；中等聚合度弹簧糊精能够促进分子间氢键形成和网络均匀扩展，在提升凝胶强度的同时改善结构恢复性能；低聚合度弹簧糊精则更易诱导淀粉大分子卷曲，削弱三维网络结构并降低凝胶模量。
为阐明其调控机制，研究团队结合流变测试、拉曼光谱、傅里叶红外光谱氢键分析及分子动力学模拟，系统揭示了弹簧糊精聚合度与淀粉分子相互作用、链缠结行为及凝胶网络结构之间的内在关系。该研究建立了“弹簧糊精链长—分子作用—网络结构—凝胶性能”的关联机制，为同源淀粉基多糖调控凝胶性能提供了新思路，也为面向3D打印食品、可调控凝胶材料及淀粉基功能体系的设计提供了理论依据和技术路径。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2026.112676
图1. 不同聚合度弹簧糊精的链长分布
图2. 弹簧糊精调控淀粉分子构象与网络结构重构的分子动力学模拟
