超声辅助 OSA 改性罗望子种子胶的合成、结构及功能表征

为解决罗望子种子胶（TSG）功能特性待提升的问题，研究人员开展超声辅助辛烯基琥珀酸酐（OSA）改性 TSG 的研究，通过 FTIR、SEM 等表征发现 TSGOSA-US乳化能力（100%）和稳定性（87.10%）最优，为其工业应用提供依据。

　　

罗望子（Tamarindus indica L.）作为热带地区常见的豆科植物，其种子中富含罗望子种子胶（TSG），这是一种由葡萄糖、半乳糖和木糖以 3:2:1 摩尔比组成的支链多糖。尽管 TSG 具有亲水、生物相容性等特性，在食品、医药等领域有潜在应用，但其天然功能特性（如乳化能力、稳定性）有限，且作为食品加工副产物的罗望子种子尚未得到充分利用。如何通过改性技术提升 TSG 的功能属性，拓展其工业应用场景，成为亟待解决的科学问题。

为突破这一瓶颈，来自巴基斯坦的研究人员开展了相关研究。他们以 TSG 为研究对象，采用辛烯基琥珀酸酐（OSA）化学改性及超声辅助 OSA 改性两种方法，旨在开发具有优异乳化性能的功能性多糖衍生物。研究成果发表在《Food Chemistry Advances》，为天然多糖的高值化利用提供了新思路。

研究人员主要采用以下关键技术方法：

1. TSG 提取与改性：通过碱提酸沉法从罗望子种子中提取 TSG，分别进行 3% OSA 化学改性（TSG_OSA）和超声辅助 OSA 改性（20 KHz，600W，60 min，TSG_OSA-US）。
2. 结构与理化表征：利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）验证 OSA 与 TSG 的共轭；通过扫描电子显微镜（SEM）观察表面形貌变化；采用滴定法测定取代度（DS）；并对水分含量、pH、膨胀指数（SI）、持水能力（WHC）、持油能力（OHC）及乳化能力（EC）和稳定性（ES）等理化指标进行分析。

3. 结果与讨论

3.1 提取与改性效果

TSG 提取率为 36±0.1%，定性分析显示其主要成分为碳水化合物，不含蛋白质、脂质等杂质。OSA 改性后，TSG_OSA-US的 DS（0.0162）显著高于 TSG_OSA（0.0087），表明超声处理可增强 OSA 与 TSG 的化学反应活性。

3.2 结构表征

FTIR 结果显示，TSG 的特征峰证实其主要成分为木葡聚糖，而 TSG_OSA和 TSG_OSA-US在 1748 cm^-1处出现新的酯羰基峰，证明 OSA 成功共轭。SEM 图像显示，未改性 TSG 表面光滑，改性后表面出现孔洞和粗糙结构，超声辅助改性组的结构破坏更显著，可能与其更高的 DS 相关。

3.3 理化性质

• 水分与 pH：改性后 TSG 水分含量降低，TSG_OSA-US最低（6.87%）；pH 值下降，可能与 OSA 引入的羧基有关。
• 膨胀与持水 / 油能力：TSG_OSA-US的膨胀指数（82.93%）、WHC（17.30%）和 OHC（1.37%）均为最高，表明超声辅助改性增强了其亲水 - 疏水平衡能力。
• 乳化性能：TSG_OSA-US的 EC 达 100%，30 天的 ES 为 87.10%，显著优于未改性 TSG（ES 43.09%），说明 OSA 改性尤其是超声辅助处理可有效提升乳化稳定性。

4. 结论与意义

本研究证实，超声辅助 OSA 改性可显著提升罗望子种子胶的功能特性。TSG_OSA-US因较高的取代度和独特的多孔结构，展现出优异的乳化能力和稳定性，为其在食品工业（如沙拉酱、乳制品的天然乳化剂）、医药领域（药物缓释载体）及化妆品行业的应用提供了理论依据。此外，该改性技术为天然多糖的高效利用开辟了新路径，有助于推动农业副产物的高值化开发，符合可持续发展的绿色化学理念。研究结果为进一步探索多糖基功能材料的工业化应用奠定了基础。