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乙醇诱导下黄原胶与藻酸盐相反粘度趋势的机制解析:RG-I在聚集体行为中的关键作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月02日 来源:Food Hydrocolloids 11.0
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本研究针对乙醇对复杂多糖粘度调控机制不明的科学问题,通过冷/热乙醇提取法获得RG-I含量差异显著的黄原胶多糖(CEP/HEP),结合[η]、Rg、AFM等多尺度表征技术,首次揭示RG-I通过空间位阻效应调控乙醇诱导的分子链收缩与聚集行为:高RG-I的CEP粘度提升154%而低RG-I的HEP下降99%,为乙醇食品开发提供理论支撑。
在功能性乙醇饮料和保藏食品快速发展的背景下,多糖在乙醇-水体系中的行为机制成为食品工业亟待解决的科学难题。传统认知认为乙醇会通过脱水效应导致多糖分子链收缩、粘度降低,但这一规律在复杂多糖体系中存在显著例外。中国农业科学院的研究团队以黄原胶种子壳多糖(PSHPs)为模型,通过对比冷乙醇提取物(CEP,含9.42%鼠李糖和7.40%半乳糖醛酸)与热乙醇提取物(HEP,含1.21%鼠李糖和1.53%半乳糖醛酸),在《Food Hydrocolloids》发表了揭示RG-I调控乙醇响应机制的重要研究。
研究采用多尺度技术联用策略:通过高效液相色谱(HPLC)分析单糖组成,尺寸排阻色谱(SEC)测定分子量,动态光散射(DLS)获取流体力学半径(Rh),结合原子力显微镜(AFM)直观观测分子形貌,并利用旋转流变仪系统表征流变特性。
乙醇诱导相反粘度趋势
CEP在25%乙醇中粘度提升154%,而HEP降低99%。温度敏感性分析显示CEP在乙醇体系中粘度变化活化能增加,表明RG-I增强了分子间相互作用能垒。
分子构象变化
当乙醇浓度从0%增至20%,CEP的旋转半径(Rg)仅缩小30%,HEP则锐减71%。AFM显示CEP形成高度分支的网状结构,HEP则呈现紧缩的线性构象。
RG-I的调控机制
高RG-I含量的CEP中,乙醇通过削弱鼠李半乳糖醛酸-I(RG-I)侧链的空间位阻,促进分子间氢键形成和缠结网络致密化;而HEP因缺乏RG-I保护,分子链过度收缩导致原有网络瓦解。
该研究突破性地将溶剂效应理论与多糖精细结构相关联,提出RG-I含量是预测乙醇响应性的关键指标。这不仅为乙醇食品的配方设计提供理论依据,更启示通过定向调控RG-I含量可开发性能可编程的多糖基食品添加剂。研究团队特别指出,传统被视为"弱凝胶"的高RG-I组分在乙醇体系中展现独特优势,为低度酒增稠剂等创新应用开辟了新路径。
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