引言：

L-阿拉伯糖的溶解度是其在化学和生物科学中研究的重要性质之一。由于其分子结构的特殊性，L-阿拉伯糖在水中的溶解度较高，这使得它在制备溶液、生物化学实验和药物制剂中具有广泛的应用潜力。此外，其溶解度特点还对其在药物输送和生物体内代谢的影响具有重要意义。

简介：

L-阿拉伯糖是一种新型功能性低热量糖，具有选择性肠道蔗糖酶抑制作用。L-阿拉伯糖的口感与蔗糖十分相似，甜度约为蔗糖的50％。可作为改善肥胖和维持身体健康的功能性添加剂 L-阿拉伯糖是合成抗病毒药物克拉夫定和替比夫定的关键原料，这两种药物都是强效的抗乙肝 (HBV) 药物。它在肿瘤治疗和生物学领域中也有着广泛的用途。尽管人们早已知道 L-阿拉伯糖的存在，但此前关于它在水溶液中的溶解度和介稳区宽度的报道较少。

溶解度是材料的热力学性质。平衡和动力学方法通常用于确定溶解度，而浊度监测、聚焦光束反射率测量 (FBRM)、和电导率法等方法已用于确定 MSZW。

1. 自然界中L-阿拉伯糖的存在

游离L-阿拉伯糖在自然界中很少存在，它只存在于针叶树的核心中。作为树胶、半纤维素、细菌多糖和一些糖苷中发现的杂多糖的一种成分，L-阿拉伯糖以β-L-阿拉伯糖的形式存在。玉米芯半纤维素中L-阿拉伯糖：主链是β-1,4-共轭的D-木聚糖，它可以与L-阿拉伯糖的半缩醛羟基在侧链的2位和3位木糖残基结合。通常，超过61%的L-阿拉伯糖存在于非还原端。然而，L-阿拉伯糖主要以L-阿拉伯糖-低聚糖的形式存在于甜菜果胶中：L-阿拉伯糖低聚糖（以多种形式和形状的聚合度为10-20）与果胶的骨架结合。

2. L-阿拉伯糖的理化性质

L-阿拉伯糖（C5H10O5，Mr = 150.13）是一种戊醛糖，最初是通过复杂的化学和物理方法从阿拉伯胶中分离出来的。L-阿拉伯糖在室温下是一种无味的白色针状晶体，可溶于水，微溶于醇，不溶于乙醚、甲醇和丙酮。L-阿拉伯糖的一些性质：熔点：154?C - 158?C，比旋光度[α] 20D（H2O，24小时）+100?+ 104?，相对密度1.585。L-阿拉伯糖的甜度约为蔗糖的一半。

L-阿拉伯糖的线性形式在碳链的顶部有一个羰基 （C1）。1.1的C-5连接氧原子对羰基进行亲核攻击，得到环状结构1.2，由于新形成的手性C-1原子的空间排列不同，形成β-L-阿拉伯糖1.3和α-L-阿拉伯糖1.4差向异构体（如下图所示）。

3. L-阿拉伯糖的溶解度解析

溶解度是材料的热力学性质，它取决于材料的化学成分、溶剂的性质和温度。过饱和或过冷的程度称为亚稳态区宽度 (MSZW)。

测定了L-阿拉伯糖在水溶液中的溶解度和MSZW。采用常规平衡溶解度法测定20～68℃范围内L-阿拉伯糖的溶解度，并采用离子色谱技术进行定量分析。采用量热法测定晶种介稳区宽度在51～73%范围内。还评价了两种盐（氯化钾和氯化钙）对L-阿拉伯糖溶解度和MSZW的影响。结果表明，氯化钾和氯化钙均能提高L-阿拉伯糖的溶解度，且这种提高作用随温度升高而加剧。L-阿拉伯糖的MSZW并不是恒定的，而是呈扩散状。氯化钾提高了L-阿拉伯糖的MSZW，而氯化钙对L-阿拉伯糖MSZW的影响具有浓度依赖性。

L-阿拉伯糖溶解度随温度升高而增大，氯化钾和氯化钙均能提高L-阿拉伯糖在水溶液中的溶解度。L-阿拉伯糖的晶种MSZW不是一个常数，在氯化钾存在下增大，并随氯化钙浓度的变化而变化。

4. L-阿拉伯糖溶解度的重要性及影响因素

（1）为什么溶解度在实际应用中至关重要

L-阿拉伯糖的溶解度在其实际应用中起着至关重要的作用。高溶解度使加工、运输和在各个领域的利用更加容易。例如，在食品工业中，可溶性 L-阿拉伯糖可以很容易地加入到功能性食品中或用作益生元成分。在制药应用中，良好的溶解性对于配制糖浆、悬浮液甚至潜在的药物输送系统至关重要。了解影响 L-阿拉伯糖溶解度的因素是优化其在这些环境中使用的关键。

（2）影响 L 阿拉伯糖溶解度的因素

温度和 pH 是影响 L-阿拉伯糖溶解度的两个关键分子特性。通常，与大多数糖一样，L-阿拉伯糖的溶解度会随着温度的升高而增加。热量为水分子提供更多能量，以克服分子间吸引力并与 L-阿拉伯糖分子形成氢键，从而实现更好的溶解。同样，pH 也会影响溶解度。L-阿拉伯糖具有多个可以参与氢键的羟基，具体取决于溶液的酸度或碱度。优化 pH 值可以创造更有利于与水分子相互作用的环境，最终提高溶解度。

5. 如何溶解 L-阿拉伯糖？

L-阿拉伯糖在水中的溶解度很高 。溶解方法如下：

（1）选择容器：烧瓶或试管等。

（2）测量所需的 L-阿拉伯糖量

（3）添加蒸馏水：您可以根据所需的最终浓度调整水量。例如20% L-阿拉伯糖原液为：将 10 g L-阿拉伯糖溶解于 50 ml ddH2O 中。

（4）搅拌或旋转混合物：这将有助于 L-阿拉伯糖完全溶解。您应该会相对较快地看到形成透明溶液。

（5）对于无菌应用，您可以在溶解 L-阿拉伯糖后对溶液进行过滤灭菌或高压灭菌。

参考：

[1]Hu B, Huang K, Zhang X, et al. Solubility and Seeded Metastable Zone width of functional sugar L-arabinose[J]. Food Science and Technology, 2015, 35: 51-57.

[2]Hu B, Li H, Wang Q, et al. Production and utilization of L-arabinose in China[J]. World Journal of Engineering and Technology, 2018, 6(3): 24-36.

[3]https://barricklab.org/twiki/bin/view/Lab/ProtocolsGeneGorgingMarker

[4]https://www.zymoresearch.com/products/l-arabinose-solution

[5]https://www.researchgate.net/figure/Average-peak-area-and-solubility-of-L-arabinose_tbl1_276444357

[6]https://www.bio-rad.com/webroot/web/pdf/lse/literature/Bulletin_5891A.pdf