《Food Chemistry》：Unveiling the structural evolution and molecular assembly in ethanol-induced gelation of tamarind seed polysaccharide
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•乙醇诱导TSP在加热-冷却过程中经历四阶段结构演变。•加热使初始聚集体重组为弱的、局部相关的缔合结构。•冷却促进纤维排列并形成稳定的TSP凝胶网络。•乙醇通过调节水化和链间缔合来调控TSP的凝胶化过程。引言罗望子种子多糖（TSP）是一种从豆科植物罗望子的种子胚乳中提取的中性
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乙醇诱导TSP在加热-冷却过程中经历四阶段结构演变。
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加热使初始聚集体重组为弱的、局部相关的缔合结构。
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冷却促进纤维排列并形成稳定的TSP凝胶网络。
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乙醇通过调节水化和链间缔合来调控TSP的凝胶化过程。
引言
罗望子种子多糖（TSP）是一种从豆科植物罗望子的种子胚乳中提取的中性多糖。其主链由β-D-1,4键连接的葡萄糖组成，侧链则由α-D-1,6键连接的木糖和β-D-1,2键连接的半乳糖构成（Huanbutta & Sittikijyothin, 2017）。TSP是一种高分子量多糖，其支链在水介质中被描述为相对刚硬且伸展，而链间缔合即使在低浓度下也能导致超分子聚集（Raj & Lee, 2024）。它是一种广泛使用的食用胶体，具有增稠、凝结等多种功能（Raj et al., 2024），同时也是膳食纤维的理想来源，对高血压和糖尿病具有潜在益处（Yamatoya, Tabuchi, Suzuki, & Yamada, 2020）。
TSP最显著的特性是其能够形成凝胶。天然TSP通常仅在水中无法形成自支撑凝胶，但溶剂组成的变化或分子结构的改变可以诱导凝胶化（Yuguchi, Kumagai, Wu, Hirotsu, & Hosokawa, 2004）。例如，据报道15 wt%乙醇水溶液中1.5 wt% TSP具有热可逆凝胶化特性，在加热过程中凝胶-溶胶转变发生在约47 °C（Yamanaka et al., 2000）。高浓度糖也能诱导TSP凝胶化（Wataoka et al., 2023）。例如，含有1.5–2.5%（w/v）TSP和55–65%（w/v）蔗糖的体系可形成自支撑凝胶，其凝胶粘弹性强烈依赖于多糖和蔗糖的浓度（Salazar-Montoya, Ramos-Ram??rez, & Delgado-Reyes, 2002）。分子修饰是凝胶化的另一途径。部分去除半乳糖侧链会改变木聚糖-葡聚糖的自组装行为，半乳糖去除比例约为33–43%时促进从球形向细长带状聚集体的转变，而充分脱半乳糖的木聚糖-葡聚糖（>35%半乳糖去除）在水介质中已报道可表现出热可逆凝胶化特性（Han, Liu, Zhang, Sun, & Jiang, 2020）。这些结果表明，TSP凝胶化对聚合物浓度、溶剂组成、侧链结构和热处理高度敏感（Nishinari, Takemasa, Suzuki, & Yamatoya, 2021; Zhang, Cui, Xie, Song, & Ai, 2024）。以往研究将乙醇诱导的TSP凝胶化归因于溶剂质量变化导致的链水合降低和分子间缔合增强。疏水相互作用可进一步稳定水合程度较低的链组装体（Umemura & Yuguchi, 2009）。时间分辨SAXS研究揭示了乙醇诱导的凝胶-溶胶转变过程中TSP的显著结构变化（Yamanaka et al., 2000）。然而，在完整加热-冷却循环中乙醇诱导凝胶化过程中TSP的连续结构演变，以及分子间缔合、纳米尺度组装与宏观凝胶形成之间的关联，仍缺乏充分理解。
本研究选择30%（v/v）乙醇作为代表性的凝胶形成条件，研究TSP的温度依赖性组装行为。综合运用流变学、微量差示扫描量热法（micro-DSC）、原子力显微镜（AFM）、同步辐射小角X射线散射（SAXS）和二维核磁共振（2D NMR）表征了加热-冷却循环过程中的结构变化。本研究旨在揭示乙醇修饰的溶剂环境如何调控TSP的缔合与分级组装，为溶剂介导的多糖凝胶化提供多尺度理解。
章节摘要
材料
TSP（重量平均摩尔质量：9.964 ± 0.06 × 105 Da）购自云南木漏来集团食品有限公司（中国云南）。无水乙醇由国药集团化学试剂有限公司（中国上海）提供。反渗透（RO）膜（UPI-II-10T，中国）用于制备RO水。
TSP分散液和乙醇诱导TSP凝胶的制备
通过将适量无水乙醇和RO水加入TSP中，制备了含不同最终乙醇浓度（0%、20%、25%、30%和35%，v/v）的TSP分散液。浓度
加热-冷却过程中的热和流变转变
图1a展示了含有不同乙醇浓度的TSP样品在4 °C下储存36小时后，在25 °C下倒置2小时的照片。如图所示，不含乙醇的TSP分散液在倒置时从底部流向瓶盖处。相比之下，乙醇浓度在20%（v/v）至35%（v/v）之间的TSP样品没有流动，表明发生了乙醇诱导的凝胶化——这一行为与早期报道一致（Yamanaka et al., 2000）。在这些可形成凝胶的
结论
本研究利用流变学、微量DSC、AFM、SAXS和二维NMR分析探讨了乙醇诱导TSP凝胶的凝胶形成机制。TSP在加热-冷却循环过程中表现出四个特征性的结构演变阶段。（1）在25 °C下，乙醇降低了溶剂质量和链水合程度，增加了链-链缔合的倾向和部分沉淀，可能涉及疏水相互作用和氢键调控的贡献。（2）在第二阶段期间，
CRediT作者贡献声明
刘喜忠：撰写——初稿、可视化、验证、方法论、调查研究、形式分析、数据整理。闫思聪：撰写——审阅与编辑、可视化、验证、方法论、调查研究、形式分析、数据整理。李可馨：可视化、调查研究、形式分析、数据整理。刘毅：撰写——审阅与编辑、资源。赵国华：撰写——审阅与编辑、资源。张宾嘉：撰写——审阅与编辑、软件、资源、方法论，
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
作者感谢湖北省重点研发计划（2022BBA004）的资助。同时，感谢上海光源BL19U2 SAXS束线工作人员在数据收集方面提供的支持。
刘喜忠|闫思聪|李可馨|刘毅|赵国华|张宾嘉|乔冬玲
