基于多糖-淀粉凝胶体系的凉粉草多糖组分凝胶特性研究及其构效关系解析

针对凉粉草粗多糖(MCP)凝胶性能不足的问题，本研究通过分离纯化获得MCP-A/MCP-B组分，结合木薯淀粉(CS)及其乙酰化衍生物(CSA)构建复合凝胶体系。研究发现MCP-B+CSA体系具有最优的持水性、热稳定性和流变特性，LF-NMR和SEM证实其结构最稳定，为功能性凝胶食品开发提供理论依据。

　　

【研究背景】
凉粉草(Mesona chinensis)作为中国传统药食两用植物，其多糖(MCP)因具有抗氧化、降血糖等生物活性备受关注。然而市场上以粗MCP制备的凝胶产品普遍存在机械强度低、持水性差等问题。更棘手的是，学界对MCP不同组分的精细结构及其与淀粉协同成胶机制认知模糊。现有研究多聚焦粗MCP-小麦淀粉体系，但乙酰化改性淀粉(CSA)与纯化MCP组分的相互作用仍是空白。这一知识缺口严重制约了高品质凉粉草凝胶产品的开发。

【研究概况】
福建上杭连特生物科技有限公司联合研究团队在《Food Hydrocolloids》发表论文，通过DEAE-52离子交换柱和Sephadex G-100凝胶层析分离纯化MCP，获得MCP-A（水洗脱组分）和MCP-B（0.5/0.8 mol/L NaCl梯度洗脱组分）。将各组分分别与CS/CSA按0.05g:0.75g比例构建复合凝胶体系，采用流变仪、低场核磁共振仪(LF-NMR)和扫描电镜(SEM)等多维度表征技术，首次系统揭示了MCP-B+CSA体系的优越性能。

【关键技术】

1. 多糖分级纯化技术：采用DEAE-52纤维素柱层析结合Sephadex G-100分子筛
2. 复合凝胶构建：精确控制MCP-R/A/B与CS/CSA的质量配比(1:15)
3. 多尺度表征：流变学分析(动态振荡/剪切测试)、LF-NMR氢谱(T₂
   弛豫时间)、SEM微观形貌观测

【研究结果】
• 材料特性：
MCP-B总糖含量(71.10±0.15%)显著高于MCP-A(52.23±0.14%)，乙酰化使CSA的取代度达0.32±0.02

• 凝胶性能：
MCP-B+CSA体系表现出：

• 最高储能模量(G'>350 Pa)和屈服应力(τ>12 Pa)
• 最优持水性(98.7±0.3%)和热稳定性(热降解温度提升15.6℃)
• LF-NMR显示最短T₂₁
  弛豫时间(85.3 ms)，表明结合水比例最高

• 结构表征：
SEM显示MCP-B+CSA形成致密三维网络结构，孔径分布均匀(5-15 μm)，而MCP-A+CS呈现松散片层结构

【结论与意义】
该研究首次阐明：1) 乙酰化修饰通过增强CSA与MCP-B的氢键作用，显著提升凝胶网络稳定性；2) MCP-B的特定糖链构型(如更高糖醛酸含量)是形成优质凝胶的关键结构基础。这一发现不仅为凉粉草凝胶食品的精准配方设计提供科学依据，更为多糖-淀粉复合凝胶的理性设计开辟新思路。未来研究可进一步解析MCP-B的一级结构特征及其与CSA的分子互作机制。