可食用水凝膠進入胃后會膨脹，從而使人產(chǎn)生飽腹感，減少零食餐飲攝入。可食用水凝膠由改性纖維素和檸檬酸組成基本結(jié)構(gòu)單位，這種基質(zhì)能夠迅速吸收胃中的水分，并與攝入的食物均勻混合，從而產(chǎn)生數(shù)千個小的單個水凝膠塊。這些水凝膠塊具備食物的彈性或硬度，但沒有熱量值，能夠占據(jù)胃和小腸內(nèi)容物的空間，并引起飽腹感。凝膠塊一旦進入大腸就會被酶部分分解，失去三維結(jié)構(gòu)，從而喪失大部分吸收能力。伴隨分解而釋放的水將被大腸重新吸收，剩余的纖維素材料則被排出到糞便中。

一般來說，水凝膠內(nèi)部的相互作用是影響凝膠穩(wěn)定性、藥物釋放等行為的關鍵因素之一，而水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化又與材料黏度、模量等流變學性能密切相關。因此，對水凝膠進行流變學研究對新型水凝膠的設計和應用都提供了重要的支持。該產(chǎn)品關注樣品儲能模量和損耗模量。在測試原研品與仿制品模量后，可明顯發(fā)現(xiàn)仿制品儲能模量明顯低于原研品。低儲能模量樣品在胃中不易穩(wěn)定存在，胃部蠕動時凝膠顆粒結(jié)構(gòu)易被破壞。根據(jù)該結(jié)果建議客戶適當提高凝膠內(nèi)部交聯(lián)度，增加樣品模量。吸飽水的凝膠顆粒形狀不規(guī)則且大小不一，測試時將多顆樣品裝載在上下轉(zhuǎn)子之間，因此推薦客戶使用表面為刻槽轉(zhuǎn)子，可有效避免樣品測試時發(fā)生滑移。

圖1. 溶脹后可食用水凝膠

圖1為使用模擬胃液溶脹后水凝膠顆粒，溶脹后過過濾掉多余溶液，直徑大約1-5mm且形狀不規(guī)則，分別使用如圖2所示表面光滑轉(zhuǎn)子及刻槽面轉(zhuǎn)子測試水凝膠。

圖2. 光滑面轉(zhuǎn)子和刻槽面轉(zhuǎn)子

圖3

使用兩種轉(zhuǎn)子測試結(jié)果如圖3所示，常規(guī)的表面光滑轉(zhuǎn)子測得模量明顯低于刻槽面轉(zhuǎn)子測試結(jié)果。因為凝膠顆粒表面含水，上轉(zhuǎn)子與凝膠間有水存在，測試時會發(fā)生滑移，也就是說轉(zhuǎn)子往復振蕩而樣品未發(fā)生相應形變，導致光滑轉(zhuǎn)子測試結(jié)果與刻槽轉(zhuǎn)子相比偏小。使用刻槽轉(zhuǎn)子，水凝膠顆粒卡在刻槽中，增大樣品與轉(zhuǎn)子間摩擦力，防止滑移現(xiàn)象，測試結(jié)果更加可靠準確。

圖4. 頻率掃描測試結(jié)果

水凝膠塊具備類似食物的彈性和硬度。競品在角頻率10 rad/s下的儲存模量（G’）為700 Pa左右，而自研的水凝膠1#的模量為290 Pa，2#的模量為230 Pa顯著低于竟品。自研樣品模量低說明水凝膠三維結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，可能會導致水凝膠還未進入腸道，在胃中結(jié)構(gòu)已經(jīng)破壞，無法達到鎖住水分的目的?？梢酝ㄟ^增加自研水凝膠內(nèi)部交聯(lián)度的方式提高儲存模量（G’），從而保證自研水凝膠在腸道中保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

作者

范博文

耐馳儀器公司應用實驗室