果蔬加工制造與營養健康創新團隊揭示了果膠基美拉德反應熒光產物形成機制及熒光特性

近日，中國農業科學院農產品加工研究所果蔬加工制造與營養健康創新團隊揭示了果膠基美拉德反應熒光產物形成機制及熒光特性，相關研究成果發表于國際知名學術期刊《Food Chemistry》（JCR一區，IF=8.5），加工所2022級博士生胡佳星為論文第一作者，畢金峰研究員和李旋副研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金（32272357）和國家蘋果產業技術體系（CARS-27）的支持。
 
　　果膠作為一種綠色、可再生的天然多糖，因具有多個活性的羥基和羰基基團的結構特點而具有高反應活性。前期研究發現，果膠在熱處理過程中會通過主鏈水解、β-消除、脫羧、脫甲氧基和中性糖水解等方式產生具有活性羰基的化合物，并進一步參與美拉德反應生成具有熒光的產物。因此，基于果膠制備綠色安全熒光產物，可以有效解決目前制備熒光物質中原料安全性低、制備復雜等問題。
 
　　本研究以果膠和L-賴氨酸為原料，通過水熱法合成果膠基美拉德反應熒光產物（PCD），系統揭示了其形成機制與熒光特性。研究發現，果膠在高溫下發生去甲氧基化和脫羧反應，生成具有α-1,4-糖苷鍵連接的活性羰基中間體，進一步與賴氨酸反應形成含C=N/C-N鍵、吡啶環和吡咯環結構的熒光產物。通過對比葡萄糖基產物（GCD）及純果膠（P），發現PCD因保留果膠網狀骨架結構產生的空間位阻效應和結構剛性，有效抑制了聚集引起的熒光猝滅（ACQ），且使其產物具備優異的光穩定性、離子耐受性、溶劑穩定性以及寬泛的pH適用范圍。
 
　　該研究闡明果膠基美拉德產物的熒光形成機制，為開發環保、高效的多糖基熒光材料提供了理論依據。PCD以天然果膠為原料、安全性高，制備工藝簡單，克服了傳統熒光材料合成復雜、毒性殘留等問題，在食品包裝、生物醫學及智能材料等領域具有重要應用潛力。
 
　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.143614



日期：2025-03-31