利用原子力顯微鏡AFM可對自然界的多糖分子進行觀測

 新聞資訊     |      2022-08-03 08:53:02

利用原子力顯微鏡可對自然界的多糖網(wǎng)絡(luò)例如植物細胞壁進行觀測,得到關(guān)于植物細胞結(jié)構(gòu)方面的信息以及組成細胞壁的多糖分子的結(jié)構(gòu)形貌及其在細胞壁中的聯(lián)結(jié)形式,從而對水果及蔬菜的組織結(jié)構(gòu)進行一系列的研究。此外,還可以由原子力顯微鏡AFM所得到的高分辨信息研究植物在生長過程中細胞壁組織結(jié)構(gòu)的改變以及不同細胞壁成分對水果和蔬菜組織性質(zhì)的影響。對高分子單體的研究原子力顯微鏡可進行分子級,甚至原子級的表面形態(tài)學(xué)觀察,對于許多組成食品材料的高分子單體都能進行表面形態(tài)學(xué)的表征,進而可以對各食品材料的性質(zhì)及功能進行討論和比較,得出有利于各種研究開發(fā)的結(jié)果,并為實際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。


 原子力顯微鏡下的多糖.jpg


多糖分子在食品工業(yè)中常作為增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑等使用,它們的各項性質(zhì)與其在工業(yè)中的應(yīng)用范圍和使用條件密切相關(guān),而這些性質(zhì)又往往與分子的尺寸及結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。利用原子力顯微鏡AFM可對這些多糖分子的尺寸、表面形貌進行觀測,研究各多糖的性質(zhì),例如粘性、增稠性等。已有學(xué)者用原子力顯微鏡對果膠/黃原膠/卡拉膠/阿拉伯木聚糖/蟲草多糖等多糖大分子物質(zhì)進行單分子或分子間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的觀察,同時對纖維素衍生物的單晶結(jié)構(gòu)的研究也有相關(guān)的報道。值得注意的是,對多糖分子進行預(yù)處理(如分餾提純)時,緩沖溶液的濃度對原子力顯微鏡AFM的成像結(jié)果影響很大,因為多糖分子在高離子強度的緩沖溶液下會形成某種聚集體或結(jié)晶,阿拉伯木聚糖分子在高濃度(>2mM)的碳酸銨緩沖溶液下發(fā)生聚集,在云母表面形成樹枝狀的邊界結(jié)構(gòu),而不再存在單個的阿拉伯木聚糖分子。所以,在使用原子力顯微鏡觀測多糖分子單體時要考慮到緩沖溶液的影響。

 

對多糖分子進行觀測發(fā)現(xiàn):有較多多糖分子具有分支狀鏈結(jié)構(gòu),利用某些試劑可對主鏈與支鏈之間的糖苷鍵進行一定的研究,從而對這些多糖的分子形態(tài)及其對性質(zhì)的影響做出微觀層次上的比較或闡述,并有望就外界條件對多糖分子或多糖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響做進一步的研究。