淀粉凝胶具有来源广泛、可再生、生物相容性好等优点，是食品结构设计、3D打印食品、医药载体及新型功能材料等领域的重要天然高分子凝胶体系。然而，天然淀粉凝胶在力学强度、结构恢复性能和稳定性方面仍存在一定局限。传统化学改性或外源多糖复配虽然能够改善凝胶性能，但可能带来环境负担、体系相容性不足或相分离等问题。因此，开发绿色、安全、可调控的淀粉凝胶改性方法，是推动淀粉基材料高值化应用的重要方向。
基于此，团队提出了一种利用不同链长“弹簧糊精”调控淀粉凝胶性能的新方法。研究团队以淀粉为原料，通过酶解方式制备了不同聚合度分布的弹簧糊精，并将其引入淀粉凝胶体系，实现了对淀粉凝胶流变性能、链缠结行为和微观网络结构的协同调控。该方法的突出特点在于，弹簧糊精来源于淀粉本身，属于同源多糖改性体系，有利于提升体系均一性和相容性；同时，酶解制备过程条件温和、绿色，可避免传统化学改性可能带来的环境问题。
研究发现，不同链长的弹簧糊精对淀粉凝胶表现出明显不同的调控行为。高聚合度弹簧糊精主要通过分子链位阻效应增强凝胶网络刚性，从而提升凝胶强度；中等聚合度弹簧糊精能够增加分子间氢键比例，促进凝胶网络均匀扩展，在提高凝胶强度的同时改善结构恢复性能；低聚合度弹簧糊精则会诱导淀粉大分子发生卷曲，削弱三维网络结构，使凝胶模量显著下降，并形成层状堆叠结构。
为揭示上述调控机制，研究团队结合流变测试、拉曼光谱、傅里叶红外光谱氢键分析以及分子动力学模拟，对弹簧糊精调控淀粉凝胶结构与性能的关系进行了系统研究。结果表明，弹簧糊精的聚合度差异会显著影响淀粉分子间相互作用、链缠结行为和凝胶网络构建方式，从而赋予淀粉凝胶不同的力学响应和恢复特性。该研究建立了“弹簧糊精链长—分子作用—网络结构—凝胶性能”之间的关联机制，也为利用同源淀粉基多糖实现凝胶性能定向调控提供了新思路。相关成果以Regulation of corn starch gel’s rheological properties and entanglement behavior by spring-dextrin with different degrees of polymerization为题发表在Food Hydrocolloids期刊上。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2026.112676
图1.不同聚合度弹簧糊精的链长分布
图2.弹簧糊精调控淀粉凝胶流变性能
图3.弹簧糊精调控淀粉分子构象与网络结构重构的分子动力学模拟
分子动力学模拟进一步揭示了弹簧糊精链长对淀粉分子构象、链缠结和网络重构过程的影响。不同聚合度弹簧糊精通过改变分子间作用方式，最终导致凝胶网络强度、均匀性和恢复性能产生差异。
作者简介：
黎骐榕，江南大学纺织科学与工程学院轻化工程专业研究生。2024年毕业于江南大学纺织科学与工程学院，2025年优秀研究生。
徐进，江南大学纺织科学与工程学院副教授、博士生导师、至善项目导师。2013年毕业于江南大学获博士学位，同年任教于纺织科学与工程学院；2019-2020年在美国普渡大学纳米研究中心交流访问。主要研究方向包括纺织品生态加工和可持续闭环材料。近年来，主持国家自然科学基金面上项目、青年项目、江苏省自然科学基金青年项目等课题，以第一/通讯作者在Chemical Engineering Journal、Carbohydrate Polymers、Food Hydrocolloids、Journal of Cleaner Production、Journal of Agricultural and Food Chemistry等期刊发表系列研究成果。
