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魔芋葡甘聚糖相互作用位点及微观结构的变化过程

叶炳鸿

   本论文以魔芋葡甘聚糖为材料,运用分子动力学模拟和现代仪器分析相结合的手段,初探了魔芋葡甘聚糖的相互作用位点,研究了魔芋葡甘聚糖与瓜尔豆胶、卡拉胶及与大豆分离蛋白相互作用的微观结构及其变化过程,并分析了其相互作用的机理。主要研究内容与结果如下: 1.魔芋葡甘聚糖与瓜尔豆胶相互作用的研究 利用Hyperchem 7.0分子结构计算软件,采用分子动力学的方法,研究了魔芋葡甘聚糖与瓜尔豆胶的微观结构及相互作用过程,揭示了性能变化的结构原因及分子间存在的作用力,并通过实验分析二者相互作用后性能的变化情况,以验证模拟结果的预测性及合理性。结果表明:魔芋葡甘聚糖与瓜尔豆胶共混后具有一定地协同增效作用;共混胶的粘度随温度升高而不断减小,流变性能变好;但二者共混不能形成性能优异的凝胶。分析模拟结果,从模拟分子构象图上可看出二者只是并列排布在一起,之间通过分子间氢键连接,结合得并不紧密;氢键的存在对共混胶起到了非常重要的增容作用,分子间氢键的主要作用位点在魔芋葡甘聚糖的甘露糖的O(2)、O(5)、O(6)、乙酰基位置及瓜尔豆胶的葡萄糖O(6)、甘露糖O(2)上。 2.魔芋葡甘聚糖与瓜尔豆胶、卡拉胶相互作用的研究 为了探寻魔芋葡甘聚糖形成优异凝胶的条件,在研究内容第2点的基础上,我们又加入了卡拉胶。利用Hyperchem 7.0分子结构计算软件模拟了魔芋葡甘聚糖、瓜尔豆胶及卡拉胶三者相互作用过程,并通过实验分析三者相互作用后性能的变化情况。结果表明:魔芋葡甘聚糖、瓜尔豆胶及卡拉胶三者共混后能形成性能优异的凝胶,凝胶强度、脱液收缩率都得到了很大程度地改善;从模拟分子构象图上,亦可看出魔芋葡甘聚糖、瓜尔豆胶及卡拉胶分子紧密缠绕在一起,在较高温度下因分子链的重排即三维凝胶网络的重构而形成性能优异的凝胶,分子间主要通过氢键连接,主要作用位点在魔芋葡甘聚糖的甘露糖的O(2)、O(5)、O(6)、乙酰基位置及瓜尔豆胶的葡萄糖O(6)、甘露糖O(2)上,卡拉胶糖环上的O(6)、硫酸基等基团上。 3.魔芋葡甘聚糖与大豆分离蛋白相互作用的研究 利用Hyperchem 7.0分子结构计算软件,采用分子动力学的方法,研究了魔芋葡甘聚糖与大豆分离蛋白的微观结构及相互作用的过程,揭示性能变化的结构原因及分子间存在的作用力,并通过实验分析二者相互作用后性能的变化情况。结果表明:魔芋葡甘聚糖与大豆分离蛋白按1∶1配比在碱性条件下产生相互作用,虽能形成凝胶,但缺乏一定的强度和韧性,且质地粗糙;从模拟分子构象图上,可看出两者存在着一定的协同作用,分子间有一些氢键存在,但两者之间未产生较强的弱作用力,分子间氢键的主要作用位点在魔芋葡甘聚糖上的甘露糖的O(2)、O(5)、O (6)及大豆分离蛋白氨基、羰基等基团之间。 4.魔芋葡甘聚糖与大豆分离蛋白、卡拉胶相互作用的研究 为了探寻魔芋葡甘聚糖与大豆分离蛋白相互作用形成优异凝胶的条件,在研究内容第4点的基础上,我们又加入了卡拉胶。利用Hyperchem 7.0分子结构计算软件模拟了魔芋葡甘聚糖、大豆分离蛋白及卡拉胶三者相互作用过程,并通过实验分析三者相互作用后性能的变化情况。结果表明:魔芋葡甘聚糖、κ-卡拉胶与大豆分离蛋白复配能形成性能优异的凝胶,强度、脱液收缩率都得到了很大程度地提高,且具有较高的热稳定性、耐蒸煮性;从模拟结果分析,魔芋葡甘聚糖、κ-卡拉胶及大豆分离蛋白分子相互缠绕,分子间作用力大大加强,且三者之间主要作用力为氢键作用和静电作用,氢键的作用位点主要发生于蛋白质与多糖分子链上羟基、硫酸基、氨基或胺基、羰基等基团之间。……   
[关键词]:魔芋葡甘聚糖;相互作用位点;分子动力学;氢键;构象;势能
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:福建农林大学2007年