多元復合流體凝膠的制備及其特性研究

顧賽麒，周琳卉，王蘇寧，周緒霞，丁玉庭

（浙江工業大學食品科學與工程學院，浙江 杭州 310014）

流體凝膠（fluid gel）是指一類具有流動性、分散在非凝膠連續相（通常是水）中的膠凝顆粒懸浮液[1]，具有微觀結構可調控的特點，目前已作為藥物或益生菌的緩釋載體得到商業化應用，同時，其也作為理想的脂肪替代物，在低能量食品市場中應用潛力巨大[2]。常見的流體凝膠一般為多糖和蛋白的共混體系，向其中添加少量油脂可賦予體系更好的潤滑感與穩定性。多糖-蛋白-油脂復合體系經不同程度的剪切力作用，其內部微結構發生重排，從而獲得具有不同流變特性的流體凝膠[3]。

多糖、蛋白、油脂是制備流體凝膠的三大類基料組分。變性淀粉中的乙?；矸哿姿狨ィ╝cetylated distarch phosphate，ADSP）具有抗熱、抗酸、抗老化等特點，與蛋白質等大分子復合時，可吸附在顆粒上形成一個厚的吸附層，且保持足夠的構象自由避免聚集，從而改善體系結構和穩定性[4]。水解明膠（hydrolysate gelatin，HG）擁有蛋白水解物的多種功能特性（如抗氧化及抗菌活性等）[5]。Hu等[6]發現水解蛋白可阻止多糖鏈內分子結合和氫鍵的形成，可有效抑制淀粉多糖回生。Sunisa等[7]的研究表明水解明膠可減少蛋白質鏈之間的相互作用，增加網絡體系的自由體積。大豆油（soybean oil，SO）為產量最大的植物油之一，在凝膠劑作用下可以發生結構化，有助于流體凝膠內部形成穩定的三維網絡結構。目前，添加油脂的復合凝膠已作為脂肪替代物在奶酪方面成功應用，產品穩定性顯著提高[8]。

流體凝膠自身流動性主要取決于靜電和疏水相互作用，該作用可通過調節pH及離子強度來實現[9]。Lopez等[10]發現中性偏酸性條件下體系內電荷密度降低促進了鏈間結合，從而有利于凝膠的形成；堿性條件下，氫氧根離子對變性淀粉有增溶作用，因此體現為抑制作用。Wang等[11]發現鈣離子可與多糖形成鈣橋，促進凝膠的形成。此外，多糖-蛋白凝膠形成過程中常伴隨靜電相互作用，適當鹽離子的加入能夠屏蔽靜電現象，以調整流體凝膠的流變特性。Basse等[12]發現離子濃度為0.5 mol/L時，對凝膠形成和凝膠彈性的促進作用遠大于0.8 mol/L。因此，流體凝膠具有豐富的機械性能及流變學行為，可廣泛應用于醫藥、食品、化工等領域。

本文采用魔芋膠、乙?；矸哿姿狨?、水解明膠和大豆油為主要基料，以不同pH、氯化鈣濃度等條件制備復合流體凝膠（KGM-ADSP-HG-SO，KAHS），基于正交試驗確定其最優制備工藝，并對三種不同水平的復合流體凝膠自身特性進行比較分析，旨在為研發新型流體凝膠的制備工藝提供方法借鑒。

1 材料及方法

1.1 材料與儀器

魔芋膠（食品級） 湖北強森魔芋科技有限公司；乙?；矸哿姿狨ィㄊ称芳墸?臨沂市富興變性淀粉廠；大豆油（食品級） 益海嘉里食品營銷有限公司；無水檸檬酸鈉（食品級） 北京鼎國昌盛生物科技有限責任公司；骨膠原蛋白肽（食品級，2000 Da） 包頭東寶生物技術股份有限公司；分子蒸餾單甘酯 陜西晨明生物科技有限公司；磷酸、十二烷基硫酸鈉（SDS）、尿素 均為分析純，北京鼎國昌盛生物科技有限責任公司。

FA25高速分散機 上海Fluko流體機械制備有限公司；UV762紫外可見分光光度計 上海儀電分析儀器有限公司；CR21GⅡ高速離心機 日本日立公司；TA-XT Plus質構儀 英國Stable Micro System公司；Ultra Scan色差儀 美國Hunter Lab公司；MCR302流變儀 奧地利安東帕有限公司；TG209F1熱重儀 德國NETISCH；Q100型差示掃描量熱儀

美國TA公司；PHS-3 C pH計 上海精密科學儀器有限公司；DHG-9070型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 多元復合流體凝膠的制備 分子蒸餾單甘酯與大豆油按質量比1:20混合，高溫加熱至完全溶解作為油相備用；稱取各物料并將其分散于一定濃度的氯化鈣溶液中，使用0.1 mol/L鹽酸溶液調節pH，攪拌形成均勻水相。將油水兩相混合低速剪切3 min，后于90 ℃水浴加熱；待完全水合后于2000 r/min剪切20 min，靜置冷卻至室溫后重復剪切20 min，最終制得樣品，并于4 ℃冷藏保存。

1.2.2 單因素實驗 采用單因素實驗設計，依次考察不同基料添加量對制備流體凝膠的影響，保持pH 6.5，氯化鈣濃度0.2 mol/L：保持魔芋膠4%，水解明膠6%，大豆油8%不變，考察不同乙酰化二淀粉磷酸酯添加量（0、2%、4%、6%、8%、10%）對凝膠特性的影響；保持魔芋膠4%，乙?；矸哿姿狨?%，大豆油8%不變，考察不同水解明膠添加量（0、2%、4%、6%、8%、10%）對凝膠特性的影響；保持魔芋膠4%，乙?；矸哿姿狨?%，水解明膠6%不變，考察不同大豆油添加量（0、2%、4%、6%、8%、10%）對凝膠特性的影響；

保持魔芋膠4%，乙酰化二淀粉磷酸酯6%，水解明膠6%，大豆油8%，氯化鈣濃度為0.2 mol/L不變，考察不同pH（3、4、5、6、7、8、9、10）對凝膠特性的影響；保持魔芋膠4%，乙?；矸哿姿狨?%，水解明膠6%，大豆油8%，pH6.5不變，考察不同氯化鈣濃度（0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mol/L）對凝膠特性的影響。

1.2.3 正交試驗 根據單因素實驗結果，按表1設計進行正交試驗。為消除不同指標間的量綱差異，同時對凝膠強度、質量損失率與感官評定指標進行離差標準化（min-max normalization，MMN），將三者標準化后的數值分別乘以各自權重系數（0.4、0.3和0.3，由學校和企業專家共同開會討論決定）后進行加和，其和值即為綜合評分（Y）。

表1 正交試驗因素與水平Table 1 Factors and level tables of orthogonal experiment

1.2.4 質構特性及凝膠強度測定 將上述流體凝膠置于直徑6 cm、高度10 cm的圓柱型孔板中，樣品表面均勻且高度保持一致，置于室溫下平衡30 min后，使用質構儀測定。質構測定采用TPA模式，參數設定如下：探頭P/0.5，測定前、中、后速度均為1 mm/s，觸發力5 g，應變50%，進行兩次壓縮，兩次壓縮時間間隔為4 s，每個樣品重復測定6次；凝膠強度測定選擇相同模式，參數設定如下：探頭：P/5S，測試前中后速度均為1 mm/s，觸發力5 g，應變50%，每個樣品平行測定15次。

1.2.5 感官評定 評定方法依據于學萍等[13]、潘治利等[14]的感官評定法并稍作修改，邀請15位感官評定經驗豐富食品專業人員（7男8女，平均年齡23歲）對流體凝膠的擠出流暢性、組織狀態、色澤和涂抹性進行綜合評分，感官評分標準見表2。

表2 感官評分標準Table 2 Sensory evaluation criteria

1.2.6 動態流變特性 采用MCR302流變儀測量流體凝膠的剪切流變性。藥匙取20 mL流體凝膠均勻分散于平板上。緩慢降低上板（直徑75 mm），兩個平行板間隙閉合至1 mm。動態振蕩模式實驗：先進行應變掃描，應變掃描范圍為0.1%～100%，固定頻率1 Hz，以此確定線性粘彈區。25 ℃恒溫下，確定1%應變后，進行動態頻率掃描，頻率掃描范圍為0.1～100 Hz，測定儲能模量（G'）和損耗模量（G''）頻率函數曲線。

1.2.7 質量損失率 稱取5 g流體凝膠置于離心管中，于4 ℃、10000 r/min條件下離心20 min后，棄去上清液，分別對空離心管、離心前后帶凝膠的離心管進行稱重，分別記其質量為m1、m2和m3，凝膠質量損失率按式（1）進行計算：

1.2.8 差示掃描量熱分析 稱取20 mg流體凝膠，放入40 μL氧化鋁坩堝底部后密封，在流速為20 mL/min氮氣保護下，將坩堝置于差示掃描量熱儀中進行測定，測定溫度范圍為?50～60 ℃，升溫速率為10 ℃/min，進行差示掃描量熱法（differential scanning calorimeter，DSC）分析。水分形態分析[15]：可凍結水（Wf）含量通過樣品在0 ℃附近的焓變（ΔH）計算得出，見公式（2）。非凍結水含量（Wnf）由總水分含量（EWC）減去可凍結水含量（Wf）可得，見公式（3），EWC按GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》的方法進行測定。

其中：ΔH為復合凝膠DSC測得吸熱峰面積計算的單位質量焓變（J/g）；ΔH0為純水的單位質量焓變（J/g），334.00 J/g。

1.2.9 熱穩定性 稱取20 mg樣品于熱重分析儀中，采用高純氮氣為載氣，氣體流量為30 mL/min，以10 ℃/min的速度將樣品從25 ℃加熱至600 ℃，對樣品進行熱重（thermogravimetry，TG）和熱重微分（thermogravimetric differential，DTG）測定。

1.2.10 分子相互作用力 參考金楊等[16]的方法，并加以調整。將試驗樣品分別與純水、0.6 mol/L氯化鈉、0.6 mol/L脲、0.6 mol/L十二烷基硫酸鈉溶液以1:10（wt%）混合攪拌。室溫靜置平衡30 min后采用1.2.4質構測定方法，測定實驗組與對照組（純水組）之間凝膠硬度變化，通過凝膠硬度變化值表征靜電作用力、氫鍵、疏水相互作用大小。

1.2.11 傅里葉變換紅外光譜 采用傅里葉變換紅外光譜（fourier transform infrared spectrometer，FTIR）對復合凝膠進行分析。分別稱取2 mg冷凍干燥后的凝膠粉末與200 mg溴化鉀混勻、研磨、壓片進行全波段掃描。FTIR測試條件：波長4000～400 cm?1，分辨率4 cm?1，溫度25 ℃，掃描32次。

1.3 數據處理

運用SPSS 22.0軟件和Origin 2018軟件進行數據處理和作圖，采用多重比較法中的最小顯著差法（least significant difference, LSD），且P<0.05判定為顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 基料組分對多元復合流體凝膠質構特性的影響 物料不同添加量對復合流體凝膠質構特性的影響如表3所示。隨著乙?；矸哿姿狨サ脑黾樱z硬度、粘著性總體呈上升趨勢，添加量最大與添加量為0%時相比，凝膠硬度和粘度增幅分別為194.70%、225.81%。由于乙?；矸哿姿狨ゾ哂辛姿狨セ鶊F，增大了淀粉膨潤率使之充分吸收水分，支撐凝膠體系，從而提高凝膠的質構特性[17]。相比添加量為0時，當水解明膠添加量為10%時，凝膠硬度、粘著性、內聚性及膠著性均呈下降趨勢，凝膠硬度和粘著性降幅較大，分別達25.84%、42.90%，這可能與水解明膠肽鏈的靜電相互作用和空間排斥力不平衡有關。隨著水解明膠添加量的增加，凝膠彈性變化不顯著（P>0.05），表明水解明膠添加量對凝膠彈性指標影響較小。上述結果與王煜桐等[18]和Mirzapour等[19]報道的凝膠質構特性隨水解明膠添加量變化的趨勢一致。粘著性隨大豆油的增加顯著下降（P<0.05），凝膠硬度則先上升后下降。當大豆油含量為8%時，凝膠硬度達到最大值（93.49 g）?？赡苁谴蠖褂团c凝膠基質相互作用充當活性填充劑，減少了凝膠基質內顆粒的間隙，提高了蛋白凝膠的硬度，但高濃度大豆油（10%）會導致硬度下降，可能是由于油滴的聚集行為破壞了凝膠網絡結構。Jiao等[20]研究發現添加3%魚油，魚糜凝膠硬度有所增加，而進一步添加則會導致凝膠硬度降低。

2.1.2 基料組分對多元復合流體凝膠感官評價的影響 由表4可知，隨著乙?；矸哿姿狨ヌ砑恿康脑黾樱黧w凝膠的擠出流暢性、組織狀態和涂抹性得分均先上升后下降，可能是凝膠分子間交聯作用增大，促使凝膠硬度增強（表3）。當乙?；矸哿姿狨ヌ砑恿看笥?%時，復合凝膠擠出困難且表面粗糙，添加量為6%時，流體凝膠組織狀態最好，總體感官得分最高。增加水解明膠添加量，凝膠擠出流暢性和涂抹性增強，組織狀態及感官總分先增加后減小。綜合考慮，為避免水解明膠對復合凝膠破壞性過大并同時改善復合凝膠流動性，應控制其添加量約為6%。不同大豆油添加量對流體凝膠的擠出流暢性、色澤和涂抹性差異并不顯著，但對組織狀態評分呈顯著差異。組織狀態評分先上升后下降，可能是由于適量的大豆油可增強凝膠強度，但過量的大豆油會從網絡孔隙中流出，導致凝膠表面析油嚴重，塌陷程度變大，組織狀態均一性變差[21]。表3中凝膠性能變化趨勢也印證了上述觀點。因此，大豆油添加量為8%左右，可有效緩解大豆油析油和組織狀態均一性較差的現象，且具有總體最佳感官體驗。

表3 添加不同基料組分制得多元復合流體凝膠質構特性Table 3 Determination of the texture index of multiple composite fluid gel prepared by adding different base components

表4 添加不同基料組分制得多元復合流體凝膠感官評價結果（分）Table 4 Sensory evaluation results of multiple composite fluid gel prepared by adding different base components (score)

2.1.3 基料組分對多元復合流體凝膠流變特性的影響 多元復合流體凝膠動態流變特性須在線性粘彈區內進行測定。線性粘彈區是指復合模量G'不隨應變而變化的區域[22]。由應變掃描曲線（圖1）可知，選取應變為1%能確保所施加的應變不會破壞凝膠網絡結構。動態流變學考察了不同樣品的變化趨勢，儲能模量G'表示形變可逆且貯存能量的彈性性質，損耗模量G''表示形變不可逆而能量損耗的粘性性質[23]。分析圖1可知，各組樣品G'均大于G''，即體系以彈性性能為主。G'和G''均隨頻率增加而增大，且呈頻率依賴性，說明體系具有典型的弱凝膠特性。G'和G''隨乙?；矸哿姿狨ヌ砑恿吭黾佣龃?，當添加量為10%時，G'和G''達到最大值（圖1B）。說明該流體凝膠在乙?；矸哿姿狨プ饔孟?，分子間網絡交聯程度顯著增加。這與修琳等[24]研究的多糖蛋白凝膠儲能與損耗模量均隨淀粉增加而增加的趨勢相似。隨水解明膠的添加，G'和G''均呈下降趨勢。水解明膠添加量為10%時，流動性最強，G'和G''則降至最低值（圖1D）。張煒杰等[25]發現水解明膠的小分子鏈起潤滑作用，減少了分子間流動時的摩擦力，宏觀表現為粘度降低，流動性增加。由圖1F可知，大豆油添加量為8%時，G'和G''最大；當添加量大于8%，G'和G''開始下降，可能是復合凝膠大分子間相分離，形成不同相的濃度差，導致體系結構和性質出現差異。這與凝膠質構特性變化（表3）相呼應。Wu等[26]發現復合凝膠中添加的油脂可作為活性填充劑能與基質作用，能增強儲能模量及凝膠強度。三種基料物質隨著頻率增加，儲能模量與損耗模量始終呈緩慢增加的變化趨勢，說明該凝膠體系穩定性較強。由圖1B可知，在頻率接近100 Hz時，乙?；矸哿姿狨ソM的模量變化最小，說明該淀粉對體系穩定性可能有一定的促進作用。

圖1 添加不同基料組分制得多元復合流體凝膠動態流變特性Fig.1 Dynamic rheological properties of multiple composite fluid gel prepared by adding different base components

2.1.4 pH和氯化鈣濃度對多元復合流體凝膠穩定性的影響 質量損失率和凝膠強度能反映凝膠穩定性及凝膠性能，可直觀地評價凝膠品質和質量。凝膠質量損失率與其結構有關，凝膠強度越強結構越穩定，質量損失率越低。由圖2A可知，凝膠強度隨pH升高先增加后減小，當pH為6時，凝膠強度最大（98.23 g）。由于pH靠近水解凝膠等電點時，分子間靜電斥力降低且氫鍵生成，促使凝膠網絡的形成和成長；反之，當pH遠離其等電點時，分子鏈展開，分子相互靠近較困難，凝膠強度減弱[27]。觀察圖2A可知，復合流體凝膠質量損失率與凝膠強度呈負相關，凝膠強度越強，質量損失率越小。質量損失主要是由于析油現象，大豆油填充于凝膠網絡結構中，當凝膠三維網絡結構越緊密，凝膠強度越強，對大豆油的束縛力也越強，從而降低了復合流體凝膠的質量損失率。

圖2B顯示，不同氯化鈣濃度影響下，復合流體凝膠的凝膠強度和質量損失率均有一定的差異。隨著鹽濃度的增加，凝膠強度呈先上升后下降的趨勢，質量損失率變化趨勢與之相反。當氯化鈣濃度為0.4 mol/L時，凝膠強度升至最大值（118.31 g），質量損失率降至最小值（1.4%）。Cao等[28]發現由于鈣離子對多糖-蛋白凝膠中的帶電物質能產生靜電屏蔽效應。因此，適當添加鈣離子能顯著提高凝膠強度（P<0.05），但過量鹽離子將中和體系的負電荷，使凝膠之間斥力減弱，形成的網絡節點數也隨之減少，凝膠強度降低[29]。適量鈣離子可使多糖凝膠體系孔徑變小、孔徑數量增加，提高體系持水性和凝膠強度，但過量鈣離子則導致凝膠相分離[30]。

圖2 不同pH和氯化鈣濃度對多元復合流體凝膠強度和質量損失率的影響Fig.2 Effects of different pH and calcium chloride concentration on gel strength and mass loss rate of multiple composite fluid gels

2.2 正交試驗確定最優配方工藝

根據單因素實驗結果，選擇乙酰化二淀粉磷酸酯、水解明膠及大豆油添加量，氯化鈣濃度及pH作為考察對象，采用5因素4水平方法，以綜合評分（Y）為指標，按照L16（45）正交表進行正交試驗，正交試驗結果見表5，方差分析結果見表6。由表5可知，復合凝膠為KAHS-5組和KAHS-14組綜合評分較高，分別為0.76和0.83。經離差標準化分析可知，各因素對粘彈性流體凝膠影響程度依次為B>A>E>C>D，且D為不顯著因素，理論最佳配方為A4B2C3D3E2，即乙?；矸哿姿狨?.5%、水解明膠5.5%、大豆油8%、pH6.5、氯化鈣0.35 mol/L。經外部重復試驗驗證三次后，其綜合評分高達0.98±0.01，故可將其定義為“最優組”，記為KAHSS-H。觀察表5，基于綜合評分高低，從中進一步篩選出綜合評分最低的KAHS-4組（為0.01），以及綜合評分居中的KAHS-7組（為0.57），將其分別定義為“最低組”和“中間組”，依次記為KAHS-4-L和KAHS-7-M。本研究后續對三組不同配方復合凝膠（最低組、中間組和最優組）的熱穩定性進行比較分析，并初步探討其內在機制。

表5 正交試驗結果Table 5 The results of orthogonal test

表6 基于綜合評分的正交試驗方差分析Table 6 The variance analysis of orthogonal test based on comprehensive score

2.3 不同綜合評分等級的多元復合流體凝膠熱穩定性分析

圖3A為復合流體凝膠差示掃描量熱圖，各組凝膠樣品的譜峰反映其熱焓變化。復合凝膠最低組（KAHS-4-L）、中間組（KAHS-7-M）和最優組（KAHS-S-H）譜圖相似，?20～0 ℃之間均有一個較寬的吸收峰，表明復合凝膠中可凍結水在升溫過程中發生了焓變，故可知體系中可凍結水和非凍結水含量。通過分析焓變可知，三組復合凝膠中最優組可凍結水含量最低（8.22%），非凍結水含量最高（50.33%）。

圖3B結果顯示，最低組、中間組、最優組三組熱解最終固體殘留物分別為13.41%、13.66%、14.51%，且最優組熱重曲線總體位于其他兩組上方，表明最優組凝膠熱穩定性最好。DTG曲線顯示（圖3C），三組樣品均出現3個明顯的失重峰，表明其熱分解主要分為三階段：第一階段（30～200 ℃），此階段凝膠體系開始失去自由水和中間水，由于最優組的自由水與親水基團緊密結合，形成的非凍結結合水使結構更穩定，故第一階段最優組失重速率小于其他兩組；第二個階段（200～300 ℃），主要失去非凍結水，體系中親水基團的結合水脫除及凝膠側鏈上的氫鍵受熱斷裂分解；最后階段（300～600 ℃），主要是凝膠體系大分子鏈的分解。凝膠體系熱穩定性與分子作用力有關，根據圖3結果推測，最優組凝膠分子作用力可能顯著強于另外兩組。

圖3 不同綜合評分等級的多元復合流體凝膠熱穩定性分析結果Fig.3 Thermal stability analysis results of multiple composite fluid gels with different comprehensive scoring grades

由表7可知，三組復合凝膠的熔融峰起點均小于0 ℃。根據“三態水”模型可知，當復合凝膠達到溶脹平衡時，可凍結中間水含量較低，其熔融峰被自由水掩蓋、疊加[31]。同時，復合凝膠吸收峰溫度有所偏移，且吸收峰溫度最優組<中間組<最低組，即最優組冰點溫度最低。結合焓變結果可知，最優組中水分子有生成更多氫鍵的可能，以形成類似“籠形”的“聚集體”，增強凝膠網絡與水分子之間作用力，將更多水分子禁錮在復合凝膠網絡中，使不易流動的水流動性變差、冰點下降，吸熱峰的峰值向低溫區移動。綜上分析，最優組持水能力比最低組和中間組強。

表7 不同綜合評分等級的多元復合流體凝膠水分分布狀態Table 7 Moisture distribution of multiple composite fluid gels with different comprehensive scoring grades

2.4 不同綜合評分等級的多元復合流體凝膠分子間作用力分析

復合流體凝膠需要一定分子間作用力來維持凝膠內部結構，作用力類型可能為靜電作用、氫鍵、疏水作用等。本研究通過添加對凝膠有不同破壞作用的試劑來確定分子間作用力類型。氯化鈉主要削弱靜電作用，但對氫鍵作用無影響；脲則破壞氫鍵作用，且不會削弱靜電作用；SDS則破壞疏水作用。通過以上破壞力間接判斷分子間作用力大小[32]。圖4A反映不同試劑作用后，與對照組相比凝膠硬度的變化值來表征相互作用力大小。各組凝膠分子間作用力主要是疏水作用力，氫鍵和靜電作用力相對較弱，說明疏水作用力是凝膠體系中維持網絡結構的主要因素，且最優組疏水作用力最高。一方面，可能因為復合凝膠暴露大量疏水性氨基酸殘基，顯著增強了分子間疏水相互作用；另一方面，疏水作用力是維持魔芋膠三維結構的主要作用力，90 ℃熱誘導后，疏水作用力提高[33]。李曉飛等[34]研究發現的溫度降低會使凝膠體系疏水作用力減弱，側面印證了此觀點。同時，最優組氫鍵比其他兩組強。綜上所述，最優組分子作用力相對最強，與上述結論中最優組熱穩定性較強的現象相呼應。

FTIR是用于研究分子結構的常用手段，根據光譜圖中振動譜帶的強度、寬度和出峰位置等信息，可從分子水平分析高聚物的構象變化。觀察圖4B可知，最低組、中間組、最優組三組凝膠樣品具有相似的紅外光譜，表明三組復合凝膠均沒有生成新官能團，最低組、中間組、最優組分別在3238.48、3235.55、3233.12 cm?1附近出現較大峰，且凝膠發生紅移，分子間O-H氫鍵伸縮振動，與分子內和分子間的氫鍵作用有關。O-H氫鍵伸縮振動向低波數方向移動，分子間鍵能增強[35]，表明最優組氫鍵大于其他兩組，這與分子作用力結論相互印證。

圖4 不同綜合評分等級的多元復合流體凝膠分子間作用力分析結果Fig.4 Intermolecular force analysis results of multiple composite fluid gels with different comprehensive scoring grades

3 結論

本研究創制了一種新型多元流體凝膠體系。隨著乙?；矸哿姿狨ズ痛蠖褂吞砑恿康纳撸摿黧w凝膠的硬度、儲能模量及損耗模量呈遞增趨勢，表明加入乙?；矸哿姿狨ズ痛蠖褂湍軌蛟鰪姀秃夏z相互作用力和網絡結構。然而，隨著水解明膠添加量的升高，上述指標呈相反趨勢。通過正交試驗確定了復合凝膠的最優工藝配方：6.5%乙酰化二淀粉磷酸酯、5.5%水解明膠和8%大豆油，保持pH及氯化鈣濃度分別為6.5、0.35 mol/L。熱重及差示掃描量熱結果顯示，最優組復合凝膠的熱穩定及持水性最佳，凝膠分子間作用力主要為疏水作用力，其次為氫鍵和靜電作用力，且最優組復合凝膠的氫鍵和疏水作用力最強。傅里葉紅外光譜結果同樣表明，最優組復合凝膠的氫鍵鍵能高于最低組和中間組。為制備新型多元流體凝膠提供了基礎研究。