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摘要
常用食品级起泡剂如蛋白质、小分子表面活性剂起泡性能有限,无法实现超稳态且具备环境刺激响应性的智能泡沫材料的制备。本文首次发现天然甜味剂皂苷甘草酸（Glycyrrhizic acid,GA）可作为起泡稳定剂,用于制造一种兼具超稳定性、热刺激响应性和良好加工性的新型多功能食品级泡沫。这种"超级泡沫"的产生是基于GA纳米纤维在气-水界面及连续水相中的多维空间可控自组装而实现的。小角度X射线散射结合显微镜成像结果表明,天然GA纳米纤维可快速吸附在气泡表面形成多层界面膜网络,同时连续相中的GA纤维通过氢键作用组装成高粘弹性的3D水凝胶网络。多维纤维网络的形成赋予了泡沫体系卓越的稳定性,纤维泡沫经数月甚至数年放置后仍可保持稳定且无排液（Liquid drainage）诱导的相分离现象出现。然而,加热（温度高于55-60°C）可引起纤维网络结构的融化裂解,使该超稳态泡沫快速失稳;因此,通过简单地改变环境温度,GA纤维泡沫可实现在稳态与非稳态之间的快速可逆切换,这主要是基于泡沫内部超分子GA纤维水凝胶网络的热可逆凝胶-溶胶相变行为而实现的。本文报道的由天然GA纤维制备的水基泡沫是一种兼具超稳定性、刺激响应性和可加工性的多功能软物质材料,其制备工艺绿色、简单,易于实现规模化生产,符合当今社会对环境友好、可持续发展的要求,这使得该泡沫材料在食品、药品及化妆品领域具有广阔的应用前景。
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单位华南理工大学; 食品科学与工程学院; 广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室
