近日，大連工業大學食品學院、海洋食品加工與安全控制全國重點實驗室、國家海洋食品工程技術研究中心、海洋活性多糖開發應用技術國家地方聯合工程實驗室宋爽教授課題組在食品領域TOP期刊Food Hydrocolloids (Q1, IF=11.0)發表題為“Low-molecular-weight carrageenan prepared by photocatalysis-freeze-thaw circle and its in vivo distribution after oral administration”的研究性論文。宋爽教授為通訊作者，2021級博士宋晨為第一作者。該研究得到了國家重點研發計劃項目（2023YFF1103600）的資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.111027
Part 1 研究背景
低分子量卡拉膠（LMWC）因其出色的溶解性和豐富的生物活性，在食品和醫藥領域引起了極大關注。低分子量卡拉膠具有多種有益于人類健康的生物活性，包括抗炎、抗肥胖、抗氧化和抗菌活性等。盡管近年來在低分子量卡拉膠的研究上取得了很多進展，但由于制備方法困難以及制備成本較高，低分子量卡拉膠的應用仍然十分有限。
本團隊前期利用光催化技術降解卡拉膠，發現降解產物的結構與原卡拉膠基本相同，硫酸基團也被保留下來。然而，由于反應時間較長，會產生一些副產物。因此，仍需進一步改進制備低分子量卡拉膠的方法。本研究基于κ-卡拉膠在冷凍和解凍后會出現兩相的特性，建立了一種光催化-凍融循環方法，制備出了副產物較少的低分子量卡拉膠。
Part 2 成果介紹
本研究基于κ-卡拉膠在冷凍和解凍后會出現兩相的特性，建立了一種光催化-凍融循環制備低分子量卡拉膠的方法。κ-卡拉膠形成的凝膠具有三維網絡結構，在凍融過程中會出現脫水收縮現象。在冷凍過程中，水分子凝結成冰晶，在解凍后形成水相；在解凍過程中，小分子降解產物可以在卡拉膠凝膠網絡的孔隙中隨水相流出，而構建網絡結構的高分子量卡拉膠在凍融過程后不溶解，可被收集用于下一輪光催化-凍融循環過程中。另外我們發現，降解產物的分子量會受到氯化鉀濃度的影響，在加入具有增強凝膠強度能力的氯化鉀后可以使制備出的低分子量卡拉膠相對分子量更低。更重要的是，光催化-凍融循環法可以及時分離出已降解的低分子量卡拉膠，避免了其在反應體系中繼續反應，充分保護了低分子量卡拉膠的硫酸基團不被破壞，產生更少的副產物。
Part 4 作者簡介
第一作者
宋晨，大連工業大學食品學院、海洋食品加工與安全控制全國重點實驗室、國家海洋食品工程技術研究中心2021級博士研究生。研究方向為海洋多糖結構特性與功能活性研究。目前以第一作者在Food Hydrocolloids、Polymers國際期刊發表SCI論文2篇，申請發明專利2項。
通訊作者
宋爽，大連工業大學食品學院教授、博士生導師，食品營養與健康系主任，國家海洋食品工程技術研究中心海洋多糖組負責人。注冊營養師，中國生物工程學會糖生物工程專業委員會委員，Foods (Food Nutrition) 編委，Food Bioscience、Frontiers in Nutrition、Foods等期刊客座編輯。主要研究方向為海洋功能性多糖的研究與開發。主持科研項目10余項，其中國家級項目6項。以第一作者或通訊作者發表SCI收錄論文70余篇；作為第一發明人獲授權國家發明專利18件；作為第一設計人獲計算機軟件著作權1項；參與制定行業標準1項，企業標準6項；獲遼寧省科學技術進步二等獎1項（排名1），遼寧省自然科學學術成果三等獎1項（排名1），中國輕工業聯合會科學技術進步獎三等獎1項（排名2）；獲評遼寧省優秀教師，遼寧省優秀研究生導師團隊負責人，入選遼寧省農業領域青年科技創新人才培養資助計劃、大連市青年科技之星、大連市杰出青年科技人才。
日期：2025-01-12
全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.111027
Part 1 研究背景
低分子量卡拉膠（LMWC）因其出色的溶解性和豐富的生物活性，在食品和醫藥領域引起了極大關注。低分子量卡拉膠具有多種有益于人類健康的生物活性，包括抗炎、抗肥胖、抗氧化和抗菌活性等。盡管近年來在低分子量卡拉膠的研究上取得了很多進展，但由于制備方法困難以及制備成本較高，低分子量卡拉膠的應用仍然十分有限。
本團隊前期利用光催化技術降解卡拉膠，發現降解產物的結構與原卡拉膠基本相同，硫酸基團也被保留下來。然而，由于反應時間較長，會產生一些副產物。因此，仍需進一步改進制備低分子量卡拉膠的方法。本研究基于κ-卡拉膠在冷凍和解凍后會出現兩相的特性，建立了一種光催化-凍融循環方法，制備出了副產物較少的低分子量卡拉膠。
Part 2 成果介紹
本研究基于κ-卡拉膠在冷凍和解凍后會出現兩相的特性，建立了一種光催化-凍融循環制備低分子量卡拉膠的方法。κ-卡拉膠形成的凝膠具有三維網絡結構，在凍融過程中會出現脫水收縮現象。在冷凍過程中，水分子凝結成冰晶，在解凍后形成水相；在解凍過程中，小分子降解產物可以在卡拉膠凝膠網絡的孔隙中隨水相流出，而構建網絡結構的高分子量卡拉膠在凍融過程后不溶解，可被收集用于下一輪光催化-凍融循環過程中。另外我們發現，降解產物的分子量會受到氯化鉀濃度的影響，在加入具有增強凝膠強度能力的氯化鉀后可以使制備出的低分子量卡拉膠相對分子量更低。更重要的是，光催化-凍融循環法可以及時分離出已降解的低分子量卡拉膠，避免了其在反應體系中繼續反應，充分保護了低分子量卡拉膠的硫酸基團不被破壞，產生更少的副產物。
Part 4 作者簡介
第一作者
宋晨，大連工業大學食品學院、海洋食品加工與安全控制全國重點實驗室、國家海洋食品工程技術研究中心2021級博士研究生。研究方向為海洋多糖結構特性與功能活性研究。目前以第一作者在Food Hydrocolloids、Polymers國際期刊發表SCI論文2篇，申請發明專利2項。
通訊作者
宋爽，大連工業大學食品學院教授、博士生導師，食品營養與健康系主任，國家海洋食品工程技術研究中心海洋多糖組負責人。注冊營養師，中國生物工程學會糖生物工程專業委員會委員，Foods (Food Nutrition) 編委，Food Bioscience、Frontiers in Nutrition、Foods等期刊客座編輯。主要研究方向為海洋功能性多糖的研究與開發。主持科研項目10余項，其中國家級項目6項。以第一作者或通訊作者發表SCI收錄論文70余篇；作為第一發明人獲授權國家發明專利18件；作為第一設計人獲計算機軟件著作權1項；參與制定行業標準1項，企業標準6項；獲遼寧省科學技術進步二等獎1項（排名1），遼寧省自然科學學術成果三等獎1項（排名1），中國輕工業聯合會科學技術進步獎三等獎1項（排名2）；獲評遼寧省優秀教師，遼寧省優秀研究生導師團隊負責人，入選遼寧省農業領域青年科技創新人才培養資助計劃、大連市青年科技之星、大連市杰出青年科技人才。
日期：2025-01-12
