果蔬加工制造与营养健康创新团队揭示了果胶基美拉德反应荧光产物形成机制及荧光特性
近日，中国农产品加工研究所果蔬加工制造与营养健康创新团队揭示了果胶基美拉德反应荧光产物形成机制及荧光特性，相关研究成果发表于国际知名学术期刊《Food Chemistry》（JCR一区，IF=8.5），加工所2022级博士生胡佳星为论文第一作者，毕金峰研究员和李旋副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（32272357）和国家苹果产业技术体系（CARS-27）的支持。
果胶作为一种绿色、可再生的天然多糖，因具有多个活性的羟基和羰基基团的结构特点而具有高反应活性。前期研究发现，果胶在热处理过程中会通过主链水解、β-消除、脱羧、脱甲氧基和中性糖水解等方式产生具有活性羰基的化合物，并进一步参与美拉德反应生成具有荧光的产物。因此，基于果胶制备绿色安全荧光产物，可以有效解决目前制备荧光物质中原料安全性低、制备复杂等问题。
本研究以果胶和L-赖氨酸为原料，通过水热法合成果胶基美拉德反应荧光产物（PCD），系统揭示了其形成机制与荧光特性。研究发现，果胶在高温下发生去甲氧基化和脱羧反应，生成具有α-1,4-糖苷键连接的活性羰基中间体，进一步与赖氨酸反应形成含C=N/C-N键、吡啶环和吡咯环结构的荧光产物。通过对比葡萄糖基产物（GCD）及纯果胶（P），发现PCD因保留果胶网状骨架结构产生的空间位阻效应和结构刚性，有效抑制了聚集引起的荧光猝灭（ACQ），且使其产物具备优异的光稳定性、离子耐受性、溶剂稳定性以及宽泛的pH适用范围。
该研究阐明果胶基美拉德产物的荧光形成机制，为开发环保、高效的多糖基荧光材料提供了理论依据。PCD以天然果胶为原料、安全性高，制备工艺简单，克服了传统荧光材料合成复杂、毒性残留等问题，在食品包装、生物医学及智能材料等领域具有重要应用潜力。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.143614
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