近日，食品学院肖杰教授以通讯作者身份就新型Bigel双凝胶稳态增效体系调控新技术在Carbohydrate Polymers（JCR一区；影响因子10.723）、Food Research International（JCR一区；影响因子8.1）、International Journal of Biological Macromolecules （JCR一区；影响因子8.025）发表系列研究论文。
双凝胶是一种在特定温度和剪切速度下制备的均匀体系，它包含不同比例的油凝胶和水凝胶，能够共递送亲水性和疏水性活性物质。这一体系在食品工业中具有广阔的应用前景，特别是在提高口感质构控制和功能组分控制递送方面。研究团队采用蛋白质-多糖二元水凝胶作为研究切入点，通过调整二元水凝胶基质中魔芋胶与明胶的比例，成功实现了双凝胶结构演变的灵活调控。研究不仅关注双凝胶的储藏稳定性和冻融稳定性，还深入探讨了贮藏过程中风味保留的调控规律，为多糖构建环境响应型食品乳液（负载活性成分）的可行性和功效性提供了重要的理论参考和技术支持。此外，通过对双凝胶在模拟口腔咀嚼过程中的口腔风味感知进行评价，以及基于体外模拟胃肠道消化模型的研究，团队阐明了调控参数对双凝胶脂肪酸消化动力学、水/油溶性活性物释放和生物可及性的影响。
二元水凝胶比例和油水比例和对bigel口感和消化特性的调控
目前，口感和营养是影响消费者对食物接受和偏好的重要属性。具有灵活的口腔质构特性和程序性消化道释放行为的双凝胶在食品工业中具有广阔应用前景。明确新型双凝胶的调控理论及稳定机理对提高其稳定性、控释特性、递送性能及口腔质构特性具有重要意义。因此设计一种活性物质在储存时稳定、食用时有效释放且能在胃肠道中消化释放的递送体系是有必要的。双凝胶是在特定的温度和剪切速度下，在有或没有乳化剂的情况下制备的包含不同比例的油凝胶和水凝胶的均匀体系。双凝胶能够共递送亲水性和疏水性活性物质，且在室温下具有良好的储存稳定性，是一种很有前景的脂肪替代品。
团队提出复配水凝胶对双凝胶的口腔感官以及消化行为调控作用。发现双凝胶微观结构的改变可以通过调控水凝胶复配比实现。研究为双凝胶在口腔感官以及消化行为方面的影响因素提出了新思路，有助于提高其在食品研发及口腔感官等领域中的应用。团队在权威期刊Carbohydrate Polymers发表了题为“Oral sensation and gastrointestinal digestive profiles of bigels tuned by the mass ratio of konjac glucomannan to gelatin in the binary hydrogel matrix”的研究论文（原文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120765。）论文第一作者为华南农业大学食品学院硕士研究生刘浪，通讯作者为肖杰教授。
双凝胶微观结构形成机制
基于前期研究进一步拓展KGM/明胶质量比的调控范围，团队丰富了口腔摩擦特性参数（摩擦系数值30 mm/s和100 mm/s F30和F100）和模拟消化中双凝胶的微观结构演变，进一步研究了双凝胶的质构特性（硬度、胶粘性、弹性）和流变特性（频率扫描）。探究油凝胶/水凝胶体积比对二元水凝胶基双凝胶微结构演化、口腔质构感知和消化行为的影响。油凝胶/水凝胶体积比调控双凝胶结构由水包油型双凝胶到双连续结构并最终转向油包水型双凝胶。研究为油凝胶/水凝胶体积比和二元水凝胶中的生物大分子成分（如多糖和蛋白质）在调控双凝胶的微观结构演化、质构、流变特性和消化行为的作用提供了新知识，揭示双凝胶在调控食品口感和消化特性的应用潜力。团队在International Journal of Biological Macromolecules上发表题为“Tailoring the oralsensation and digestive behavior of konjacglucomannan - gelatin binary hydrogel based bigel:Effects of composition and ratio”的研究论文（原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.127963）。论文第一作者为华南农业大学食品学院博士生田文妮、硕士研究生黄榆舒，通讯作者为肖杰教授。
二元水凝胶比例和油水比例对bigel微观结构调控作用
二元水凝胶比例和油水比例和对bigel口腔摩擦特性调控作用
团队创新性将双凝胶应用于冷冻/冷藏低脂食品的开发，双连续型双凝胶基干酪棒表现出理想的润滑口感和口腔流变摩擦特性。双凝胶基奶酪棒在高咀嚼水平下表现出与市售代表性干酪棒相似的剪切稀化特性和口腔摩擦感特性，在低咀嚼度下表现出更顺滑的口感。水凝胶/油凝胶体积比和二元水凝胶基质（KGM/明胶质量比）可灵活调控双凝胶冻融稳定性和口腔加工过程中水/油溶性风味物质释放特征，这对双凝胶在低脂冷冻/冷藏食品的应用提供了新思路。团队在Food Research International上发表题为“Flexible control of bigel microstructure for enhanced stability and flavor release during oral consumption”的研究论文（原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113606）。论文第一作者为华南农业大学食品学院博士生田文妮、硕士研究生黄榆舒，通讯作者为肖杰教授。
二元水凝胶比例和油水比例和对bigel冻融稳定性、流变摩擦特性和口腔风味释放调控作用
双凝胶基模拟奶酪棒及其口腔摩擦特性
以上研究受到广东省引进创新创业团队项目-海外青年英才团队项目、广东省青年珠江学者岗位计划项目的支持。
文图/食品学院