综述：天然来源多糖小分子化合物氧化降解的探索与挑战

《Carbohydrate Polymers》：Explorations and challenges in the oxidative degradation of polysaccharides from natural sources by small compounds

本文系统综述了多种小分子化合物（卤素、过碘酸盐、H2O2、维生素C、TiO2等）诱导多糖氧化降解的路径，通过比较亲电氧化剂、自由基氧化剂和光催化氧化剂的作用效果与选择性，为绿色氧化技术在食品工业中的应用提供理论依据。

　　

卤素和次卤酸盐

卤素原子和次卤酸根离子是常见的强氧化剂，其在溶液中的平衡状态随pH值变化（如式(1)(2)）。溴酸盐可在酸性条件下氧化淀粉增强水溶性，而次氯酸盐能有效裂解葡聚糖的糖苷键，其氧化效率与pH密切相关：碱性条件更利于C2/C3位仲羟基氧化生成酮基，中性条件则优先氧化C6位伯羟基生成羧基。

过氧化物

过氧化氢（H₂2O₂）介导的多糖氧化反应因产物仅为氧气和水而具备绿色特性。近年研究发现，H₂O₂与金属离子（如Fe²⁺）构成的类芬顿体系可通过产生羟基自由基（·OH）实现糖苷键断裂，使琼脂糖分子量从480 kDa降至28 kDa。抗坏血酸（维生素C）在过渡金属存在下能通过还原反应产生活性氧物种（ROS），特异性氧化壳聚糖C6位伯羟基生成羧基，产物得率可达87.2%。

臭氧

作为典型光化学氧化剂，臭氧能显著改变多糖凝胶功能特性。其对链球菌胞外多糖的氧化实验显示，60分钟内可使分子量从150 kDa降至25 kDa。臭氧优先氧化C2/C3位仲羟基形成酮基，进而引发糖环开环和糖苷键裂解。臭氧化淀粉的流变学研究表明，其表观粘度随氧化程度增加而显著降低。

食品与农业关联应用

氧化降解多糖因粘度显著降低，适用于开发不同质构的饮料体系。通过控制氧化程度可制备多糖纳米颗粒，用于功能成分靶向递送。在农业领域，臭氧氧化壳聚糖产物能诱导植物系统抗性，相关基因（PR1、PAL）表达量提升3-5倍。

未来展望

通过PRISMA方法筛选48篇文献分析表明，绿色氧化技术（如H₂O₂/维生素C）虽具应用前景，但其特异性反应机制仍需深入解析。不同氧化剂在反应效率、选择性和绿色化学评分方面的系统比较，将为食品工业中氧化方法的优化选择提供重要参考。