综述：天然胶（阿拉伯胶、瓜尔胶和黄原胶）作为潜在益生元的功能作用及食品应用综述

这篇综述系统探讨了阿拉伯胶（gum Arabic）、瓜尔胶（guar gum）和黄原胶（xanthan gum）作为益生元（prebiotics）的潜力，重点分析了其通过促进益生菌（probiotics）增殖、调节肠道菌群和产生短链脂肪酸（SCFAs）的机制，以及在功能性食品（如共生食品synbiotics和微胶囊技术）中的应用前景。同时指出天然胶在食品工业中面临的微生物降解、黏度下降等技术挑战，并提出了化学修饰等解决方案。

　　

Abstract

天然胶（阿拉伯胶、瓜尔胶和黄原胶）作为非消化性碳水化合物，近年来因其益生元特性备受关注。这些生物聚合物不仅能通过发酵产生短链脂肪酸（SCFAs）维持肠道稳态，还能显著提升益生菌（如乳酸杆菌Lactobacillus）在胃肠道中的存活率。阿拉伯胶（分子量2.5×10⁵
–1.0×10⁶
Da）的复杂多糖结构赋予其抗消化特性，而瓜尔胶的β-1,4-甘露糖骨架和黄原胶的阴离子特性则分别通过促进丁酸菌（butyric acid-producing bacteria）增殖和调节pH稳定性发挥作用。

Introduction

益生菌在功能性食品中的存活率受加工、储存及胃肠道环境影响，而天然胶的益生元功能可有效缓解这一瓶颈。阿拉伯胶源自金合欢属（Acacia）树皮渗出物，其阿拉伯吡喃糖和半乳吡喃糖结构被证实可富集有益拟杆菌（Bacteroides）；瓜尔胶作为半乳甘露聚糖（galactomannan），能通过调控肠道菌群组成提升益生菌活性；微生物发酵生产的黄原胶则因其乙酰基和丙酮酸基团，展现出独特的pH依赖型溶解度与黏度特性。

Gum Arabic

阿拉伯胶的高分子量结构和丰富的羟基使其成为理想的微胶囊壁材，其包埋的益生菌在模拟胃肠液中存活率提升达3 log CFU/g。但含水率>10%的特性易引发微生物降解，需通过酯化或辐照改性降低水活性。

Guar Gum

瓜尔胶的冷水溶性限制了其在酸性食品中的应用，但酶解法制备的低分子量瓜尔胶寡糖（MW<10⁴
Da）可显著提高对双歧杆菌（Bifidobacterium）的促生长效率，同时避免储存期黏度损失。

Xanthan Gum

黄原胶的微生物合成路径使其易受纤维素酶降解，但羧甲基化改性可增强其抗酶解能力，并使其在pH 3–7范围内保持稳定黏度，适用于益生菌酸奶的配方优化。

Challenges

天然胶在食品应用中的主要障碍包括：

1. 微生物污染导致的保质期缩短（尤其黄原胶）；
2. 酸性环境下瓜尔胶的黏度骤降；
3. 阿拉伯胶在高温加工中的结构解聚。

Conclusion

通过化学修饰（如乙酰化）和物理处理（超声波破碎）可显著提升天然胶的功能性。未来研究应聚焦于开发pH敏感型胶体复合物，以拓展其在肠道靶向递送系统中的应用。