熱凝膠的結構、功能、改性方法及在食品領域的應用進展

孫 丹，黎 歡，蔣 蕓，朱 莉，詹曉北,

（1.江南大學生物工程學院，教育部糖化學與生物技術重點實驗室，江蘇無錫 214122；2.無錫格萊克斯生物科技有限公司，江蘇無錫 214125）

熱凝膠是由糞產堿桿菌或土壤桿菌生產的一種 細菌胞外多糖，由β-（1,3）糖苷鍵連接的D-葡萄糖組成。自20 世紀90 年代初，熱凝膠就可實現工業化生產，1996 年熱凝膠由美國食品和藥物管理局（FDA）注冊，成為繼黃原膠、結冷膠之后的第三個經FDA 批準的發酵生產食品用多糖，并在韓國、臺灣和日本被注冊為膳食纖維[1]。中國衛生部于2006 年批準熱凝膠作為可食用食品添加劑，并在GB 2760-2011《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》中規定，熱凝膠作為增稠劑、穩定劑和品質改良劑，可以明顯改善食品的加工儲運性能，賦予食品良好的口感[2]。近年來，熱凝膠因具有良好的凝膠特性、持水性、穩定性以及多種生物活性，被廣泛應用于食品領域。然而熱凝膠三螺旋結構上含有大量的氫鍵，不溶于水，只能溶于部分極性溶液，嚴重限制了其在食品領域的應用范圍[3]。基于此，許多研究者采用了一系列的改性方法來改善熱凝膠水溶性，并制備獲得了不同的熱凝膠衍生物。隨著研究的不斷深入，不同的改性方法對于熱凝膠生物活性、聚合度方面的影響也被挖掘出來[4]。深入理解這些改性方法，有利于進一步開發熱凝膠在食品領域的新興應用。

為了獲得對熱凝膠更為全面的認識，擴大熱凝膠在食品領域的應用，本文綜述了其來源、結構、性質方面的研究進展。并在此基礎上，歸納整理了三種類型的熱凝膠改性方法，闡述其基本概念及對應的改善效果，最后總結了熱凝膠在食品領域的新興應用，將熱凝膠的性質、改性方法與實際應用相聯系，進一步佐證了熱凝膠的良好應用價值。

1 熱凝膠的來源及結構

1.1 熱凝膠的來源

熱凝膠的生產菌株來源于1964 年日本大阪大學原田教授等[5]從土壤中分離出來的一種名為Alcaligenes facealisvarmyxogenes（10C3）的細菌。它可以在以10%乙二醇作為唯一碳源的培養基中生長，生產琥珀酰葡聚糖及其它多糖。在進一步研究中又得到一株它的變異菌10C3k，與親株不同，它只產生一種不溶于水的胞外β-（1,3）葡聚糖，因其在加熱條件下可以形成凝膠，被詹曉北等[6]研究者命名為熱凝膠。目前熱凝膠通過微生物發酵法生產，其生物合成的代謝途徑見圖1[7]。

圖1 熱凝膠生物合成途徑Fig.1 The biosynthesis pathway of curdlan

熱凝膠的產量及質量與三方面因素有關，菌株、培養基與發酵條件。菌株具有特異性，不同突變菌株對碳源、氮源的利用及代謝物積累會產生不同的結果[8]。李敏等[9]通過菌株馴化、條件控制、補料流加等策略，使用甘油作為碳源生產出聚合度在18～22 的低分子量熱凝膠，其在生物活性方面表現更為優異。表1 介紹了利用其他突變菌株生產熱凝膠的實例，表明菌株突變是獲取更優熱凝膠的有效方法。培養基的組成會影響菌體生長、熱凝膠的產量及生物活性，合理調整培養基成分有利于提升熱凝膠產率[10-13]。而發酵工藝間的差異，如pH、溫度、通氣量、發酵方式會影響發酵液的流變特性、菌體生長、細胞的狀態等。在熱凝膠生產中常用的Agrobacteriumsp.ATCC 31749 為非偶聯型發酵，是在氮源受限、細胞停止生長后才開始合成熱凝膠[14]。依據此特點，在發酵方式上研究者開發了基于pH、溫度、通氣量等多方面的兩階段發酵控制，以滿足菌株生長、生產兩時期的不同需求。馬立偉等[15]根據發酵過程對氧傳質的不同需求，在種子罐實施高密度培養，在發酵罐中進行細胞稀釋，利于菌株解除溶氧抑制并快速進入產膠期，熱凝膠產量大幅提升。

表1 菌株突變類型及特點Table 1 The mutation types and characteristics of strain

1.2 熱凝膠的結構

熱凝膠是由葡萄糖以β-(1,3)糖苷鍵相連的同多糖，無分支結構，分子式為（C6H10O5）n[20]。在溶劑中熱凝膠主要呈現無規則卷曲、單螺旋、三螺旋三種構象。在熱力學中，右旋三螺旋最穩定，是一條β-(1,3)-葡聚糖鏈與垂直于三螺旋軸的另外兩條鏈形成鏈間氫鍵[21]。熱凝膠不溶于水，但可以溶于稀堿、二甲亞砜（DMSO）等溶液。在稀堿溶液中熱凝膠主要以單螺旋存在，隨著NaOH 濃度的不斷增加，構象會發生三螺旋-雙螺旋-無規則卷曲的轉變[22]。宏觀來看，熱凝膠水溶性增加，粘度、分子量和流變性能降低[23]。利用其在不同濃度NaOH 下的構象轉變，可以調控三螺旋聚集體與三螺旋構象的比例，來增強熱凝膠的部分生物活性和功能特征[24]。熱凝膠/DMSO 溶液中會發生相似的構象變化，隨著DMSO 濃度的增加，熱凝膠會從柔性鏈轉變為鏈纏繞，最終表現為緊密的三螺旋構象[25]。對該溶液進行冷凍處理后，DMSO形成冰晶，發揮交聯劑和致孔劑作用，促進熱凝膠分子鏈內及鏈間氫鍵形成，解凍后獲得柔軟透明的有機凝膠，再通過在水中透析置換DMSO，來制備更強韌的水凝膠[26]。

2 熱凝膠性質

目前，熱凝膠在許多領域已得到廣泛應用，尤其是在食品領域。熱凝膠獨特的凝膠特性和流變性質可以使其作為食品工業中的穩定劑、增稠劑、持水劑、脂肪替代品等。此外，熱凝膠還具有一系列營養特性，如調節腸胃功能、增強免疫力、促進營養吸收等[27]。在食品加工方面，熱凝膠可以被加工為可食用性薄膜保鮮食品[28]，或應用其獨特的粘彈性及加熱、冷卻前后的穩定性提升食品質構[29]。下文重點論述了熱凝膠獨特的凝膠性、抗消化性以及免疫調節能力。

2.1 凝膠性

在不同溫度的水中熱凝膠可以形成兩種類型的凝膠，一種是將熱凝膠懸浮液加熱至55～60 ℃，然后將其冷卻產生可逆“低凝固”凝膠（TRC）；另一種是將熱凝膠加熱至80 ℃，冷卻后形成不可逆“高凝固”凝膠（TIRC）。目前猜測，低凝固凝膠中的熱凝膠分子以單螺旋構象為主，高凝固凝膠中則以多螺旋構象為主，但兩種凝膠的精確構象尚不清楚[22]。熱凝膠的凝膠特性在食品領域應用廣泛，但在開發新食品時，單一凝膠有時無法達到所需的凝膠強度，常用添加助溶劑的方法來實現。Tao 等[30]發現，將熱凝膠和卡拉膠混合后，會發生卡拉膠分散到熱凝膠基質、兩者競爭水分子、發生結構重組和形成氫鍵三個過程，形成更加緊密的凝膠結構。類似的，在多元醇赤蘚糖醇中加入熱凝膠，兩者間可以形成氫鍵，混合凝膠具有更高的凍融穩定性和持水量[31]，有利于提升熱凝膠的凝膠特性應用范圍。

2.2 抗消化性

熱凝膠可以抵抗消化液的消化，運輸到結腸并與腸道微生物群相互作用[32]。腸道菌群可產生一系列代謝物，如短鏈脂肪酸、次級膽汁酸、色氨酸等，影響能量消耗、營養吸收和免疫系統[33]，與健康和疾病密切相關。Xu 等[34]加入熱凝膠寡糖培養乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬和人糞便細菌，相對于葡萄糖對照組，熱凝膠可以促進細菌生長以及乳酸、乙酸產生。使用熱凝膠喂養高脂飲食誘導型肥胖小鼠，可有效降低其血糖、血漿總膽固醇水平，且不會影響小鼠體重、脂肪量、糖脂代謝及肝臟形態[35]，佐證了熱凝膠具有良好的益生作用，可以改變腸道微生物組成進而改善宿主的代謝功能，有助于緩解胃腸道疾病。此外，利用熱凝膠不易被淀粉酶水解的特性，還可以開發低脂食品，來減少脂肪的攝入[36]。

2.3 免疫調節

熱凝膠常通過肥大細胞（MC）、dectin-1 通路等途徑發揮免疫調節能力，維持生物體穩定性。MC 是一種具有模式識別受體（prr），廣泛分布于皮膚及內臟粘膜下微血管周圍的組織細胞。在MCs 上表達的prr 中，有可以識別β-葡聚糖的分子，能夠誘導細胞活化和發生免疫反應。熱凝膠還可以作為MCs的化學吸引劑，激活MCs 合成必需的促炎/免疫調節因子，觸發啟動促炎反應[37]。樹突狀細胞（DC）是專門呈遞抗原的細胞，可以啟動抗原特異性免疫反應，在連接先天免疫反應和適應性免疫反應中發揮關鍵作用。熱凝膠通過dectin-1 和TLR4 信號激活DC，熱凝膠和DC 的組合可以有效抑制小鼠腫瘤的生長[38]。但熱凝膠的疏水性和異質性阻礙了熱凝膠與dectin-1 受體的完美結合，導致抗原呈遞活化細胞減少以及抗腫瘤作用受到限制[39]。Luo 等[39]將甲氧基聚乙二醇接枝到熱凝膠上，成功提高了熱凝膠的免疫活性，經過該復合物治療，巨噬細胞可以分泌更多的腫瘤壞死因子（TNF）-α和白介素（IL）-6，表現出良好的細菌吞噬作用，揭示了熱凝膠作為免疫刺激劑的應用前景。

3 熱凝膠的改性

熱凝膠具有上述優良性能，但在實際應用中還會受到水溶性、機械阻力、生物活性等方面的限制。目前研究者已使用物理修飾、化學修飾、酶催化等多種方式來改善熱凝膠性質。比如可以通過接枝修飾，增加功能基團提升熱凝膠生物活性、水溶性，或者通過降解修飾獲得熱凝膠寡糖，其溶解度在分子量小于8 kDa 時大大提升。此外，熱凝膠寡糖還具有生物活性高，毒副作用小等特點，以熱凝膠為原料制備熱凝膠寡糖具有較好應用前景[1]。下文對常用的改性方法進行總結，為后續熱凝膠及其他多糖的改性研究提供思路。

3.1 物理修飾

3.1.1 超聲處理 超聲處理原理為超聲波的空化效應會使多糖顆粒附近的分子和氣泡發生振動，與介質之間產生高強度的剪切力，使多糖發生降解，降低其分子量和聚合度[40]。對熱凝膠而言，超聲降解效果與其在溶液中呈現的空間構象密切相關，三種構象中三螺旋熱凝膠最不易被超聲降解，會逐步發生三螺旋-單螺旋-無規則卷曲的轉變，伴隨著熱凝膠分子量和粘度下降[41]。隨著超聲時間延長，熱凝膠分子的旋轉半徑先增加后減小，分子間氫鍵逐漸被破壞，由無規則卷曲轉變為更松散的短延伸鏈[42]，這是一種簡單有效降解熱凝膠的物理方法。

3.1.2 輻射處理 輻射處理是利用電離輻射誘導多糖發生聚合、交聯、接枝或降解等變化，主要原理為破壞分子間、分子內氫鍵和切割糖苷鍵來降解多糖。該方法操作簡單，條件易控，在短時間內很容易獲得幾種具有不同功能的衍生物，但在這個過程會同時產生RCHO、RCOOH 和CO2等副產物[40]。輻射處理淀粉、β-葡聚糖可以獲得具有優良性質的寡糖[43]，揭示了該方法在降解熱凝膠方面具有良好應用前景。

3.2 化學修飾

3.2.1 酯化改性 一般使用三氟乙酸酐（TFAA）的淀粉酰化方法進行熱凝膠酯化改性，即在酸性條件下，使TFAA 與熱凝膠的羥基間形成氫鍵。將熱凝膠加入到TFAA 和羧酸的預混合溶液，通過沉淀過濾、甲醇洗滌、真空干燥獲得終產物[44]。酯化改性的熱凝膠為右手單6/1 螺旋構象，與熱凝膠的單螺旋構象基本保持一致，其結晶度會隨著酯側鏈的提升而降低，因此可以通過調整酯側鏈長度改變熱凝膠復合物的結晶度[45]。

3.2.2 羧甲基化改性 羧甲基化改性是將多糖的-OH去質子化，在堿溶液中形成醇鹽基團，然后通過雙分子親核取代反應在氯乙酸和多糖醇鹽之間引入-CH2COONa[46]。一般使用Sasaki 的方法為基礎進行熱凝膠的羧甲基化改性，將熱凝膠加入到異丙醇中，分批加入氫氧化鈉溶液調節至堿性，隨后分批加入一氯乙酸，得到羧甲基化熱凝膠（CMCD）[3]。隨著熱凝膠羧甲基化取代度的不斷增加，其構象由三螺旋轉變為無規則卷曲。因此低取代度（DS）的CMCD 在水中的鏈構象為三螺旋，而高DS 的CMCD 鏈以無規卷曲存在，明確CMCD 構象有利于進一步認識其性質及應用[3]。

3.2.3 磺乙基化改性 磺乙基是一種目前研究較少的陰離子醚取代基，通過熱凝膠與乙烯基磺酸鈉（NaVS）在堿性條件下反應，使熱凝膠的活潑羥基被取代，即使是磺乙基化低取代度，熱凝膠也表現為溶于水。相比于傳統的多糖非均相醚化改性方法，Gabriel 等[47]采用25% NaVS 溶液與2%多糖懸浮液的比例可以獲得更優取代度。磺乙基化熱凝膠常用于生產粘度調節劑以及制備復合材料。

3.2.4 硫酸化改性 硫酸化熱凝膠（CS）可增加巨噬細胞的吞噬作用，促進細胞因子的分泌，增強免疫調節能力。一般常用三氧化硫-吡啶法制備CS，將熱凝膠溶解在DMSO 中，加入三氧化硫-吡啶絡合物并加熱，加入甲醇和乙酸鈉，濃縮、真空干燥獲得CS[48]。早在1997 年，就有研究表明CS 可以抑制艾滋病病毒1 型包膜糖蛋白與淋巴細胞CD4 的結合以及腫瘤壞死因子-α的產生，從而抑制HIV 感染，同時熱凝膠還具有抗HBV 感染的能力[48]。上述化學硫酸化方法只能在熱凝膠的羥基上安裝硫酸鹽基團，Vessella 等[49]基于區域選擇性保護-硫酸化-去保護方法，研究了三種不同的半合成方案并制備出新型低分子量CS，擴大了硫酸化產物范圍。

3.2.5 氨基化改性 熱凝膠的氨基化是對熱凝膠的羥基進行取代，獲得不同氨基取代度的陽離子聚合物。常在N2、三苯基膦和NaN3的存在下，將熱凝膠溶解在DMSO 中與CBr4反應。通過氨基化改性，可以使熱凝膠引入陽離子官能團以增加對某些物質的親和力，尤其是水，氨基熱凝膠常用于制備遞送小干擾RNA 載體[50]，在鑭系發光材料的研究中也有所應用[51]。

3.2.6 磷酸化改性 熱凝膠的磷酸化即在熱凝膠上較為活潑的羥基引入磷酸基團進行羥基取代，進行磷酸化反應的試劑一般為磷酸鹽、磷酸及其酸酐、磷酰氯等。常用方法為在N2條件下，將熱凝膠和亞磷酸分批交替加入到熔融尿素中。改性后的磷酸化熱凝膠水溶性大大提升，用于藥物釋放載體相關研究[52]。

3.2.7 交聯劑 除了上述接枝改性，也有研究者關注到具有交聯作用、親水性和可延展性的交聯劑。交聯劑可以使熱凝膠分子鏈對齊，形成定向的crystalline 結構，并在干燥時獲得強定向的凝膠膜。Matumoto 等[53]使用各種交聯劑如乙二醇二縮水甘油醚，通過應變誘導結晶，獲得具有高機械強度的熱凝膠取向結晶膜，可以通過調整交聯劑的長度和用量，改變結晶膜的伸長率和拉伸強度。

3.3 酶催化

酶催化是一種利用糖苷酶破壞糖苷鍵的有效多糖降解方法。糖苷酶分為內切酶和外切酶，內切糖苷酶通過水解糖鏈內部的糖苷鍵降解熱凝膠，外切糖苷酶是從熱凝膠糖鏈的非還原末端逐個切下單糖[54]，因此采用內切糖苷酶獲取熱凝膠寡糖效率更高。與其他修飾方法相比，酶催化耗能更少，過程更溫和，但試劑較為昂貴，所以應用范圍較小。由于酶的專一性，使其只能作用于相同的糖苷鍵，獲得具有較高均一性的多糖[55]。現有研究者采用共培養技術，同時培養表達內切β-(1,3)-葡聚糖酶的畢赤酵母與生產熱凝膠的農桿菌，經過內切葡聚糖酶催化，熱凝膠的三級結構被破壞，分子量降低，實現了熱凝膠寡糖的直接生產。后續通過啟動子篩選與發酵條件優化，聚合度為3～10 的凝膠多糖寡糖產量可以達到18.77 g/L[56]，是獲取熱凝膠寡糖的良好方法。

4 熱凝膠的應用

熱凝膠在食品領域有著廣泛應用，因其良好的水不溶性、阻氧性能及成膜性質常被用于制備食品保鮮材料[57]。其凝膠特性有利于提升食品質構，對于冷凍面制品和各類肉制品，可以減少冷凍對其品質的損害并提升食品質感[29]，同時在開發骨再生材料方面也表現出良好應用前景[58]。其益生活性有利于調節人體腸道菌群，提升食物代謝能力，以及緩解胃腸疾病等[34]。此外，熱凝膠的免疫活性及抗菌抗氧化能力也多次被應用到疾病診治，作為藥物遞送載體或免疫激活劑等[59]。下文將著重介紹熱凝膠在食品領域的相關應用。

4.1 保鮮、包裝材料

食品在運輸、儲存等過程中可能會受到微生物、水分和氧氣的侵襲，需要良好的膜材料來維持食品質量及延長保質期[60]。近年來，涂抹可食用薄膜已成為實現果蔬綠色安全保鮮的重要手段，Kai 等[61]將熱凝膠與魔芋葡苷聚糖（KGM）制備獲得復合涂層，熱凝膠的加入增強了分子間的糾纏，使其與KGM 形成氫鍵等分子間相互作用力，顯著提升復合涂層的保水性、熱穩定性，利于延長水果保鮮期。熱凝膠還可以提高膜材料耐水性和氧氣阻隔性[57]，羥丙基甲基纖維素（HPMC）具有良好的成膜能力，但其極易溶于水且阻氧性能差。岳莉娜[28]將HPMC/CMCD 薄膜應用在油炸制品裹漿中，薄膜可以阻礙油脂的吸收，降低產品的脂肪含量，具有良好的阻油保水效果。熱凝膠在提升膜材料生物活性方面也有良好的效果，基于熱凝膠開發制備的熱凝膠/細菌纖維素/肉桂精油共混膜[62]、熱凝膠/聚乙烯醇/百里香精油共混膜[63]，抗氧化和抗菌能力表現良好，適用于食品保鮮，證明了熱凝膠在制備膜材料方面的優異性能，為研發新型食品包裝材料提供思路。

4.2 提升食品質構

在食品加工領域，熱凝膠也經常用于改善食品質構。熱凝膠可以改變肉制品中蛋白質的二級、三級結構，促進形成更致密穩定的蛋白質，降低外界因素對生肉品質的影響，延長肉制品保質期[64]。其凝膠特性還有利于提升牛肉餅[65]、白鰱魚糜[66]等肉糜制品的凝膠強度和流變特性，改善整體品質。在面制品的相關研究中，熱凝膠加入到冷凍熟面條中，會提升其在烹飪過程中的硬度、彈性、拉伸斷裂長度、蛋白質百分比面積、結密度，解除過度烹飪對冷凍熟面條的部分影響[29]。在鮮濕面條中添加熱凝膠也有正面效果，其獨特的三螺旋結構可以有效改善面條的持水性與穩定性，促進面筋網絡的形成[67]。此外，熱凝膠還可以減少酸奶在儲存過程中發生蛋白質網絡斷裂應變及脂肪顆粒的釋放，堿處理熱凝膠為酪蛋白提供物理支撐，并與酪蛋白間產生弱排空相互作用，起到增加酸奶的穩定性、持水量的效果，還保持了酸奶的品質及感官體驗[68]。

4.3 開發仿生食品

動物脂肪的過多攝入容易危害人體健康，開發仿生食品是減少日常生活中人們對脂肪的攝入和緩解環境壓力下動物細胞緊缺的有效策略。熱凝膠是一種可食用食品添加劑，可以起到增加食物粘度，延長食物通過腸道時間，增加飽腹感的作用[69]。在許多肉制品中經常食用熱凝膠部分或全部代替脂肪，以制備低脂仿生食品。將熱凝膠和大豆蛋白通過熱處理可獲得凝膠乳液，其硬度、咀嚼性和凝膠強度與豬肉背脂無顯著差異[70]。若將熱凝膠添加到香腸制品中，通過調配熱凝膠的類型與含量，可以起到提升品質或減少脂肪含量的效果，滿足不同消費人群需求[71]。奶酪制品中加入熱凝膠也會提升其穩定性、粘彈性，降低其粒徑，有利于提升奶酪與其他食品的適配度，延長保質期，且不會影響奶酪的味道和香氣，是全脂奶酪的良好替代品[69]。熱凝膠還可以添加到各種魔芋制品中，改善魔芋葡苷聚糖（KGM）凝膠在堿性條件下脫水收縮率高、不耐低溫保存、堿性味道強、顏色深等問題，為開發新型魔芋植物基食品奠定基礎[72]。總體來看，熱凝膠可以通過與蛋白質、脂肪形成蛋白質-多糖-脂肪復合物或利用其凝膠特性改變食品的流變與質構特性來開發各種仿生食品，有效減少了食品中脂肪的含量，有利于人體健康。但熱凝膠的加入也可能降低人體消化液對蛋白質及脂肪的消化降解，從而降低食品的營養價值，這個問題還有待進一步的研究[69]。

4.4 功能性食品載體

功能性食品即具有特定營養保健功能的食品，有利于增強人體免疫力，預防或減緩多種慢性疾病，如心血管疾病、胃腸道疾病、神經系統疾病等[73]。但多數功能性食品中富含的天然活性物質，容易在儲存、運輸、消化過程中受到氧化、酶解等影響，嚴重降低了其生物活性，需要尋找合適的運輸載體。三螺旋多糖熱凝膠具有優良的生物相容性和豐富羥基基團，為提升天然活性物質的穩定性和生物活性提供了新思路。比如，熱凝膠可以用來包裝硒納米顆粒（SENPs），SENPs 是近年來新興的硒補充劑，有利于預防和治療病毒感染相關疾病。一方面熱凝膠可以將SENPs 包裹在自身的三螺旋空腔中，減少SENPs聚集成團，增強的穩定性，另一方面熱凝膠可以與SENPs 間形成氫鍵，增強復合物的自由基清除能力[74]。熱凝膠對于包裝多酚類物質也有良好的效果，川陳皮素（NOB）是一種來自柑橘皮的聚甲氧基黃酮，具有抗炎、抗癌、改善記憶力喪失等多種功效。熱凝膠在不同溫度下呈現不同的凝膠狀態，當加熱到90 ℃以上會形成熱不可逆凝膠，可以抑制NOB 的原位結晶與沉淀，60 h 左右，幾乎全部的NOB 都可以被熱凝膠釋放，有利于提升不溶性天然活性物質的生物利用度[75]。此外還可以通過熱凝膠實現多酚類物質的結腸靶向遞送。采用辛烯基琥珀酸酐（OSA）改性的熱凝膠包裝姜黃素及槲皮素，改性后的聚合物可以通過非共價作用自組裝形成膠束，以及疏水作用成功包裝多酚。隨著消化過程消化液pH 的不斷增加，實現多酚類物質的釋放，有效提升多酚的生物利用度。進一步的糞菌發酵實驗也表明，該聚合物可以促進短鏈脂肪酸的生成，增加雙歧桿菌等有益菌的相對豐度，具有改善腸道菌群的功效[76]，證明了熱凝膠作為功能性食品良好載體的巨大潛力。

5 總結與展望

本文首先簡要介紹了熱凝膠的生產菌株，生產條件優化等，之后從熱凝膠結構入手，詳細描述了熱凝膠常見的三種構象及其在不同溶劑中發生的構象變化。結合熱凝膠構象與其性質之間的密切關系，重點關注了熱凝膠的三個主要性質，即凝膠特性、益生活性和免疫調節能力，通過案例探討了上述性質在實際應用中的具體形式與局限性。之后總結了常見的改性方法，探討其對熱凝膠結構及具體特性的影響，并舉出相關研究成果。最后根據熱凝膠的結構、性質及各種改性方案，綜述了近年來熱凝膠在食品領域的新興應用。

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對于食品品質、營養價值、保健功效的要求也在逐步上升。在此種形勢下，熱凝膠在食品領域也不斷被開發出新的應用，如上文提到的水果保鮮涂層、仿生食品、功能性食品載體等。未來，預計熱凝膠在食品領域還將有更深更遠的發展，比如開發腸道菌群調節劑、智能給藥系統輸送藥品和營養物質等。