天然低共熔溶剂浓度对魔芋粉中葡甘露聚糖纯化的影响：聚焦溶胀动力学、脱乙酰机制及纯化机理

本研究创新性地探讨了天然低共熔溶剂（NADES）浓度对魔芋葡甘露聚糖（PGM）纯化过程的影响，揭示了BPG14（甜菜碱/1,2-丙二醇）浓度梯度（30%-100%）下PGM的溶胀动力学转变（从扩散机制到松弛机制）、脱乙酰度（DD）变化及理化特性。最佳70% BPG14浓度使PGM纯度达89.04%，乙酰基含量降至1.44%（w/w），并形成高强度凝胶，为食品医药领域提供了绿色溶剂解决方案。

　　

亮点

本研究首次系统阐明了NADES浓度对葡甘露聚糖（GM）纯化过程的双重作用机制：既调控溶胀行为（通过水分含量改变协同扩散系数），又驱动脱乙酰反应。70% BPG14浓度被证实为黄金平衡点，可在保证高效纯化（89.04% GM含量）的同时，精准控制乙酰基保留量（1.44% w/w），赋予材料优异的凝胶强度。

材料与方法

BPG14的制备

将甜菜碱与1,2-丙二醇按1:4摩尔比混合，制备浓度梯度为30%-100%（W_BPG14/W_total）的NADES溶液。纯BPG14（100%浓度）含水量仅0.84%，稀释后粘度从120.9 mPa·s骤降至2.2 mPa·s，pH值从8.5降至7.4——这种"溶剂水合效应"直接影响了GM分子链的溶胀动力学。

结论

BPG14浓度升高会显著提升PGM的脱乙酰度（DD），并通过FTIR和¹³C NMR证实乙酰基断裂。有趣的是，水分含量增加使溶胀机制从Fickian扩散转变为松弛控制，而70% BPG14浓度下获得的PGM凝胶储能模量（G’）最高，展现出最佳的工业应用潜力。这种NADES介导的绿色纯化策略，为功能性多糖材料的精准设计提供了新范式。