Combined PGC-Triple-Tof-MS Enables the Separation， Identification of Sugar Beet Pectin Derived Oligomers

doi:10.7503/cjcu20220023

Abstract

Abstract:

Sugar beet pectin（SBP） was extracted by high-temperature acid method， the water-eluted components（SBPW） and salt-eluted components（SBP3） were obtained by strong anion exchange chromatography. The results of monosaccharide composition and molecular weight analysis showed that SBPW was mainly composed of galactose（Gal）， arabinose（Ara） and galacturonic acid（GalA）， with a molecular weight of 1100， while SBP3 was dominated by GalA and weighted 41450. Combined sequential enzymatic degradation and porous graphitized carbon column-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry（PGC-Triple-Tof MS）， the fine structure of SPPW and SPP3 oligosaccharides was analyzed. The results showed that the main chain of SPBW was ［→4）-α-GalA-（1→2）-α-Rha-（1→］ repetitive units composed of RG-Ⅰ pectin， and neutral sugar side chain ［α-（1→5） arabinan and β-（1→4） galactan］ were substituted for Rha at the O-4 position. SBP3 consisted of HG and RGⅠ with a molar of 3：2， HG was a linear structure of α-1，4-linked GalA， HG and RG-Ⅰ domains were connected directly by α-1，4 glycoside bonds. New characteristic structures of oligosaccharide have also been found， similar to α-GalA（1→2）α-Rha（1→4）α-Rha（1→4）α-GalA（1→2）α-Rha.

Key words: Sugar beet, Pectin, Oligosaccharide, Structure analyses, Porous graphitized carbon column-Tandem mass spectrometry

CLC Number:

O629.1

TrendMD:

ZHU Kai, LI Jie, WU Xiaoyi, HU Weiwei, WU Dongmei, YU Chengxiao, GE Zhiwei, YE Xingqian, CHEN Shiguo. Combined PGC-Triple-Tof-MS Enables the Separation， Identification of Sugar Beet Pectin Derived Oligomers[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(6): 20220023.

Figures/Tables 8

References 35

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Content	SBP	SBPW	SBP1	SBP2	SBP3	SBP4	SBP5
Fuc	N.D. ^f	n.d.	14.61	3.30	N.D.	0.21	N.D.
Rha	16.09±0.44	11.34	12.9	19.9	13.16	5.11	6.15
Ara	13.67±1.36	39.09	21.23	22.59	14.78	12.12	8.14
Gal	2.01±0.52	18.32	10.31	11.58	15	9.54	6.16
Glc	0.16±0.21	5.87	4.51	5.99	1.54	3.4	N.D.
Man	0.99±0.29	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.
Xyl	2.29±1.49	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	.N.D.	5.23
GalA	57.02±0.39	25.38	35.50	35.04	52.44	69.14	74.26
GlcA	N.D.	N.D.	0.94	1.61	3.08	0.48	N.D.
Rha/GalA	0.28	0.45	0.36	0.57	0.25	0.07	0.08
HG（%） ^a	40.93	14.04	22.6	15.14	39.28	64.03	68.11
RG?Ⅰ（%） ^b	32.18	22.68	25.80	39.80	26.32	10.22	12.30
DM ^c	43.14±0.09	5.14	66.16	48.93	29.46	20.48	10.13
DAc ^d	21.23±0.12	3.38	17.89	10.13	7.68	N.D.	N.D.
10^-3M_w^e	344.4±0.73	1.10±2.62	55.36±0.63	100.2±0.36	41.45±0.49	74.43±0.35	74.39±1.82
M_w/M_n	2.56±1.86	4.39±1.23	2.31±1.69	2.88±1.43	1.56±1.34	1.84±0.75	2.63±7.26

Content	SBP	SBPW	SBP1	SBP2	SBP3	SBP4	SBP5
Fuc	N.D. ^f	n.d.	14.61	3.30	N.D.	0.21	N.D.
Rha	16.09±0.44	11.34	12.9	19.9	13.16	5.11	6.15
Ara	13.67±1.36	39.09	21.23	22.59	14.78	12.12	8.14
Gal	2.01±0.52	18.32	10.31	11.58	15	9.54	6.16
Glc	0.16±0.21	5.87	4.51	5.99	1.54	3.4	N.D.
Man	0.99±0.29	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.
Xyl	2.29±1.49	N.D.	N.D.	N.D.	N.D.	.N.D.	5.23
GalA	57.02±0.39	25.38	35.50	35.04	52.44	69.14	74.26
GlcA	N.D.	N.D.	0.94	1.61	3.08	0.48	N.D.
Rha/GalA	0.28	0.45	0.36	0.57	0.25	0.07	0.08
HG（%） ^a	40.93	14.04	22.6	15.14	39.28	64.03	68.11
RG?Ⅰ（%） ^b	32.18	22.68	25.80	39.80	26.32	10.22	12.30
DM ^c	43.14±0.09	5.14	66.16	48.93	29.46	20.48	10.13
DAc ^d	21.23±0.12	3.38	17.89	10.13	7.68	N.D.	N.D.
10^-3M_w^e	344.4±0.73	1.10±2.62	55.36±0.63	100.2±0.36	41.45±0.49	74.43±0.35	74.39±1.82
M_w/M_n	2.56±1.86	4.39±1.23	2.31±1.69	2.88±1.43	1.56±1.34	1.84±0.75	2.63±7.26

t_R/min	m/z	Pseudomolecular Ion	Chemical structure
4.1	389.16	［M+HCOO］^-	Gal1→4Gal
4.9	283.11	［M-H］^-	Ara1→5Ara
10.3	343.14	［M+HCOO］^-	Ara1→4Rha
12.4	371.08	［M-H］^-	GalA1→4GalA
13.7	551.19	［M+HCOO］^-	Gal1→4Gal1→4Gal
17.8	461.04	［M+HCOO］^-－	Ara1→5Ara1→5Ara
19.9	445.15	［M-H］^-	Ara1→5Ara1→2Gal
21.1	547.15	［M-H］^-	GalA1→4GalA1→4GalA
25.2	593.19	［M+HCOO］^-	Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara
26.5	713.24	［M+HCOO］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal
27.3	799.24	［M-］^-	Gal1→4Gal（X→1Ara）1→4Gal1→4Gal
27.8	649.15	［M-］^-	Gal1→4Rha1→4GalA1→2Rha
30.3	679.21	［M-H］^-	Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara
31.3	663.18	［M-H］^-	GalA1→2Rha1→4 GalA1→2Rha
33.3		［M-H］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal
35.1	723.12	［M-H］^-	GalA1→4GalA1→4GalA1→4GalA
36.6	801.27	［M-H］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→5Ara1→XRha
38.7	801.26	［M-H］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal1→5Ara
41.6	899.12	［M-H］^-	GalA1→4GalA1→4GalA1→4GalA1→4aA
42.1	857.27	［M+HCOO］^-	Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara
42.9	1037.34	［M+HCOO］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal
44.0	809.23	［M-H］^-	GalA1→2Rha1→4Rha1→4GalA1→2Rha
46.4	809.23	［M-H］^-	Rha1→4GalA1→2Rha1→4GalA1→2Rha
48.6	839.21	［M-H］^-	Rha1→4GalA1→2Rha1→4GalA1→4GalA1→4GalA

t_R/min	m/z	Pseudomolecular Ion	Chemical structure
4.1	389.16	［M+HCOO］^-	Gal1→4Gal
4.9	283.11	［M-H］^-	Ara1→5Ara
10.3	343.14	［M+HCOO］^-	Ara1→4Rha
12.4	371.08	［M-H］^-	GalA1→4GalA
13.7	551.19	［M+HCOO］^-	Gal1→4Gal1→4Gal
17.8	461.04	［M+HCOO］^-－	Ara1→5Ara1→5Ara
19.9	445.15	［M-H］^-	Ara1→5Ara1→2Gal
21.1	547.15	［M-H］^-	GalA1→4GalA1→4GalA
25.2	593.19	［M+HCOO］^-	Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara
26.5	713.24	［M+HCOO］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal
27.3	799.24	［M-］^-	Gal1→4Gal（X→1Ara）1→4Gal1→4Gal
27.8	649.15	［M-］^-	Gal1→4Rha1→4GalA1→2Rha
30.3	679.21	［M-H］^-	Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara
31.3	663.18	［M-H］^-	GalA1→2Rha1→4 GalA1→2Rha
33.3		［M-H］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal
35.1	723.12	［M-H］^-	GalA1→4GalA1→4GalA1→4GalA
36.6	801.27	［M-H］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→5Ara1→XRha
38.7	801.26	［M-H］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal1→5Ara
41.6	899.12	［M-H］^-	GalA1→4GalA1→4GalA1→4GalA1→4aA
42.1	857.27	［M+HCOO］^-	Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara1→5Ara
42.9	1037.34	［M+HCOO］^-	Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal1→4Gal
44.0	809.23	［M-H］^-	GalA1→2Rha1→4Rha1→4GalA1→2Rha
46.4	809.23	［M-H］^-	Rha1→4GalA1→2Rha1→4GalA1→2Rha
48.6	839.21	［M-H］^-	Rha1→4GalA1→2Rha1→4GalA1→4GalA1→4GalA

t_R/min	m/z	Pseudomolecular Ion	Proposed structure	Graphical structure
4.0	389.16	［M+HCOO］^-	Gal1→4Gal
5.1	283.11	［M-H］^-	Ara1→5Ara
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34.8	723.12	［M-H］^-	GalA1→4GalA1→4GalA1→4GalA
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