《Food Hydrocolloids》：Refined structural characterization and variability of gum arabic using partial hydrolysis
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本研究针对阿拉伯胶(GA)复杂糖蛋白结构解析不足及批次功能性差异机制不明的问题，通过优化部分酶解和碱水解方法，系统分析了8种不同品质GA样本及其糖蛋白组分(AG/AGP/GP)的阿拉伯半乳聚糖侧链精细结构和蛋白糖基化程度。研究发现18种侧链寡糖(12种为新发现)，其中Rha1→4GlcA1→6Gal1和Ara1→3/Ara1→4Gal1→6Gal1的丰度与分子量正相关，而Hyp糖基化程度虽影响空间构象但与乳化品质无直接关联，揭示了多糖结构而非蛋白修饰对GA功能性的主导作用。
在食品工业中，阿拉伯胶(GA)作为一种天然乳化剂和稳定剂被广泛应用，尤其常见于饮料、糖果和乳液制品。这种来源于金合欢树（Acacia senegal）的渗出物，虽然已被研究数十年，但其复杂的糖蛋白结构和批次间的功能性差异始终是科研人员面临的挑战。不同批次的阿拉伯胶在乳化稳定性上表现各异，这直接影响了其在工业应用中的可靠性。传统研究多聚焦于蛋白含量与分子量的关联，而对糖蛋白中多糖域的精细结构及其与功能性的内在联系缺乏系统解析。
为深入探究阿拉伯胶的结构奥秘，由Frederike Kersten领衔的研究团队在《Food Hydrocolloids》上发表了最新成果。研究人员选取了八种具有不同乳化品质的阿拉伯胶样本，通过疏水相互作用色谱(HIC)将其分离为阿拉伯半乳聚糖(AG)、阿拉伯半乳聚糖-蛋白(AGP)和糖蛋白(GP)三个组分。研究采用β-1,3-半乳聚糖水解酶(BT0264/BT0265)对多糖骨架进行部分酶解，结合高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测/电喷雾电离多级质谱(HPAEC-PAD/ESI-MSn)分析侧链寡糖组成；通过甲基化分析解析糖苷键类型；利用碱水解法评估羟脯氨酸(Hyp)糖基化程度；并采用高效尺寸排阻色谱-多角度激光光散射(HPSEC-MALLS)表征分子尺寸分布。
3.1 阿拉伯半乳聚糖侧链的结构表征
酶解实验释放出18种侧链寡糖，其中12种为首次报道。主要寡糖F16（占总量36%）的结构经MSn解析确定为包含重复单元Rha-(1→4)-GlcA-(1→6)-Gal的多分支结构。所有样本的侧链类型高度保守，但相对丰度存在差异：短链寡糖F7/F8（Rha1→4GlcA1→6Gal1）和F17（Ara1→3/Ara1→4Gal1→6Gal1）在高分子量样本和蛋白富集组分中显著富集，与分子量呈正相关（Pearson R=0.85）。然而，侧链分布与乳化品质无直接对应关系，表明多糖骨架长度可能比侧链类型对功能性影响更大。
3.2 蛋白结构域的特征分析
氨基酸组成显示AGP组分Hyp含量最高（38.8%），且糖基化Hyp占比达83%。碱水解优化实验发现50°C反应16小时可最大限度保留Hyp-多糖键。尽管Hyp糖基化程度与分子量负相关（R=-0.90），但高品质样本并未呈现规律性差异。值得注意的是，碱水解产物中未检测到Hyp-阿拉伯糖苷，且HPSEC显示多糖发生降解，推翻了传统认知中GA多糖耐碱水解的假设。
本研究通过多维分析揭示了阿拉伯胶结构-功能关系的复杂性：侧链寡糖的特定模式（如F7/F8）虽与分子扩张相关，但不足以单独决定乳化品质；而蛋白糖基化程度虽影响构象，却非品质差异的主因。这提示阿拉伯胶的功能性取决于多糖结构与蛋白组分的协同作用，为基于结构特征的品质预测提供了新视角。该方法学框架还可拓展至其他植物胶质研究，对食品工业中天然乳化剂的精准开发具有重要指导意义。
