食品科学最新研究进展：3D打印功能凝胶、改性淀粉与功能性原料研发

一文了解食品行业最新动态

全球科研新突破

用于制备吞咽障碍膳食3D打印红蜂胶凝胶的改性小麦淀粉：体外胃肠消化过程中的酚类物质含量与生物活性研究

巴西圣保罗大学：Bruna Sousa Bitencourt（第一作者）、Pedro Esteves Duarte Augusto（通讯作者）等在《International Journal of Biological Macromolecules》（IF：8.7）期刊上发表了题为“Modified wheat starch for the development of 3D-printed red propolis gels for dysphagic diets: phenolic content and bioactivities during in vitro gastrointestinal digestion”的论文。

该研究结合巴西红蜂胶、改性淀粉与3D打印技术，开发适用于吞咽障碍人群的功能性膳食产品。实验制备系列凝胶，系统评价其3D打印成型性、适配吞咽障碍人群的质构特性、蜂胶酚类物质生物可及性及生物活性。

实验原料采用天然小麦淀粉、130℃干热处理（DHT）2 h/4 h改性小麦淀粉，淀粉添加梯度设置4%~10%，蜂胶固定添加量为4%。淀粉添加量≤6%时，体系易出现蜂胶团聚物，堵塞打印喷头，无法完成成型；淀粉浓度提升至8%~10%可制备均匀、可稳定打印的凝胶。

叉子测试（IDDSI标准）结果显示：DHT_2h 8%、DHT_2h 10%、DHT_4h 10%三组凝胶质构符合吞咽障碍膳食食用标准，选取以上配方开展体外消化实验。综合打印成型精度与结构完整性，60%填充密度为最优参数，食用3块该规格打印凝胶即可摄入500 mg蜂胶。

体外胃肠消化实验证实，淀粉基质可对酚类化合物起到稳定保护作用，10%淀粉-蜂胶复合凝胶能够提升酚类物质生物可及性与抗氧化能力。抗炎细胞实验表明，单纯淀粉无抗炎功效；含蜂胶凝胶消化后可抑制NF-κB通路活化，减少促炎细胞因子释放，具备显著抗炎潜力。

该研究证实3D打印技术与功能性原料复配存在协同效应，为开发适配吞咽障碍人群饮食、健康需求的定制化功能食品提供可行方案。

来源 | 《International Journal of Biological Macromolecules》

巨型沼泽芋（Cyrtosperma merkusii）1、2型抗性淀粉大分子：调控脂质代谢的潜在功能性原料

印度尼西亚万鸦老国立大学自然科学与地球科学学院生物系Emma Mauren Moko（第一作者、通讯作者）在生物大分子领域权威期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（IF：8.7）上发表了题为“Resistant starch type 1 and 2 macromolecules from giant swamp taro (Cyrtosperma merkusii): A potential solution for lipid metabolism–regulating strategies”的研究论文。

傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电镜的表征结果共同证实，从巨型沼泽芋块茎中提取的淀粉大分子带有典型A型结晶特征，颗粒表面平滑且存在部分棱角结构，天然富集1、2型抗性淀粉。

为期14天的大鼠干预试验显示，各组试验动物采食量无明显差异，排除进食量干扰后，巨型沼泽芋淀粉处理组大鼠体重保持平稳且小幅下降；血清检测结果表明该淀粉可显著下调总胆固醇、甘油三酯水平，提升有益高密度脂蛋白含量，同时降低ALT、AST肝功能转氨酶，减轻高脂饮食造成的肝细胞损伤。肝脏病理切片可见，高脂阴性对照组存在大面积脂肪变性、细胞凋亡现象，芋淀粉干预组脂肪浸润程度明显减轻，氧化应激标志物MDA水平持续稳步下降。生物标志物相关性与聚类分析显示，芋淀粉处理组与降脂药物辛伐他汀组聚类特征高度相近，说明其作用靶点以脂质代谢通路为主，作用机理推测依靠抗性淀粉重塑肠道菌群、分泌短链脂肪酸并通过肠-肝轴调节全身脂代谢。该研究存在明显局限，暂未明确该淀粉对肠道菌群具体优势菌种的调控规律，相关分子机制仍有待深入挖掘。

来源 | 《International Journal of Biological Macromolecules》

Ca²⁺交联海藻酸钠‑纳米纤维素构建蛋盒结构包裹花生油体用于仿肉制品

近日，浙江海洋大学食品与药学学院赵亚东教授团队在Nature旗下食品TOP期刊《npj Science of Food》发表了题为“Ca²⁺ crosslinked sodium alginate-nanocellulose as egg-box structure wraps peanut oil bodies for meat analogue”的研究性论文。赵亚东教授为通讯作者，Mengyue Li和Ruizhi Yang为共同第一作者。

30mM钙离子浓度为最优制备条件，该条件下乳液凝胶微观结构最为均一，海藻酸钠/纤维素纳米纤维外壳可紧密包覆花生油体液滴。该最优体系具备最高硬度、最佳持水性及最稳固的弹性网络结构。通过利萨茹曲线分析，本研究成功阐明了蛋盒结构与凝胶基质的相互作用机制，证实该植物肉基质可由黏弹性凝胶向强弹性凝胶转变。强化的非共价相互作用与贯通式网络结构，使凝胶具备优异的结构稳定性，可有效抵抗机械外力破坏。反观高钙离子浓度条件（≥40 mM），过量钙离子会引发体系过度交联，造成凝胶外壳破碎、颗粒聚集，最终导致功能特性劣变。本研究为植物基人造肉的结构设计与性能优化提供了重要理论依据，进一步拓宽了花生油体复合材料的应用场景。

来源 | 《npj Science of Food》

多基因编辑改良大麦淀粉以实现籽粒抗性淀粉与膳食纤维的富集

四川农业大学小麦研究所西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室：Qiang Yang（第一作者），Zhongyi Li（通讯作者）、江千涛教授（共同通讯作者）在生物学大类中科院一区TOP期刊《Plant Biotechnology Journal》（IF：12.8）发表题为“Genome editing of five starch synthesis genes produces highly resistant starch and dietary fibre in barley grains”的研究论文。

该研究利用CRISPR/Cas9多基因编辑技术，成功创制含1~3个淀粉合成基因突变的纯合大麦株系，靶标基因突变造成蛋白翻译提前终止，显著降低对应功能蛋白积累，改变淀粉合成关键酶复合体稳态。多基因编辑显著重塑大麦淀粉颗粒微观形貌与粒径分布，大幅降低总淀粉含量、四倍提升籽粒直链淀粉占比，其中sbeIIasbeIIb、ssIIasbeIIasbeIIb株系直链淀粉含量最高可达87.43%；突变株系支链淀粉链长分布、淀粉热学特性、溶胀能力均发生明显改变。多基因编辑株系抗性淀粉、β-葡聚糖、果聚糖与总膳食纤维含量同步大幅提升，最优三突变株系抗性淀粉含量较野生型提升35倍，且部分多基因株系可弥补ssIIa单突变带来的粒重降低缺陷。相较于单一基因编辑，多靶点同步修饰能够协同提升籽粒功能性营养组分并兼顾农艺性状，筛选获得ssIIassIVa、sbeIIasbeIIb、ssIIasbeIIasbeIIb三份优良种质，为健康谷物食品开发提供优质育种材料，同时证实多基因编辑是改良作物淀粉营养品质的高效可行策略。

来源 |《Plant Biotechnology Journal》

基于低共熔溶剂的杨梅果渣酚类物质绿色提取工艺优化及生物活性评价

2026年8月，江南大学食品学院余达威副研究员联合浙江舜祥酒业有限公司在国际食品期刊《Food Bioscience》（Q1，IF = 6.2）发表题为*“Sustainable extraction of waxberry (Myrica rubra Sieb. et Zucc.) pomace phenolics using deep eutectic solvents with optimization and bioactivity evaluation”*的研究性论文。江南大学食品学院本科生余世杰为第一作者，通讯作者为江南大学食品加工与配料研究中心余达威副研究员。本研究得到余姚市农社类科技创新项目（2025JH03010028）支持。

杨梅（Myrica rubra

Sieb. et Zucc.）是我国东南沿海地区广泛种植的特色水果，常被加工成果汁，加工过程产生大量果渣副产物（约占鲜果重量的20%）。这些果渣富含花青素等多酚类活性成分，具有显著的降血糖和抗氧化活性，但若处置不当会造成环境负担和资源浪费。然而，果渣中致密的纤维素-果胶细胞壁基质严重限制了这些活性成分的释放，传统有机溶剂提取法存在效率低、热敏性成分易降解、溶剂残留安全隐患等问题。因此，开发高效、绿色的果渣多酚回收技术对于杨梅加工副产物的高值化利用具有重要意义。

近年来，深共熔溶剂（DES）因其绿色可持续、成本低、可生物降解、制备简单等优势，被认为是传统有机溶剂的理想替代品。然而，DES固有的高粘度严重制约了其传质效率。将DES与超声辅助提取（UAE-DES）联用，可利用声空化效应在低温条件下物理破坏细胞壁，加速溶剂渗透，从而在提高提取率的同时最大限度地减少热输入。尽管UAE-DES已被广泛用于植物活性成分的回收，但针对杨梅渣这类特定基质且同时兼顾总酚和花青素提取效率的策略仍缺乏系统研究。

本研究以杨梅渣为原料，系统筛选了四种酸性DES体系，结合LF-NMR和FTIR深入解析了DES的氢键网络结构与提取性能之间的构效关系，并通过单因素实验和响应面法优化了提取工艺参数。同时，采用UPLC-QTOF-MS鉴定了提取物中的主要活性成分，并系统评估了提取物的体外抗氧化活性。该研究可为杨梅加工副产物的绿色高值化利用提供技术支撑，为其他富含花青素的果蔬残渣中活性成分的可持续回收提供方法学参考，并为天然抗氧化剂在功能性食品领域的应用开辟新途径。

来源 |《Food Bioscience》

太易检测不只是一家提供全流程食品安全与质量保障系统的供应商，更是助力食品企业迈向智能体工厂的技术赋能者。食品行业的未来，属于那些率先建设智能体工厂的企业。而这条路径，已经明确。