Materials Studio模拟分析葡甘聚糖分子模型力学性能

作     者：黄勤 

作者单位：福建农林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：庞杰;陈振发

授予年度：2014年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：魔芋葡甘露聚糖 Materials Studio 模型建模 力学性能 

摘      要：魔芋是天南星科多年生草本植物的总称,全世界魔芋品种大约有130种,我国魔芋主要有花魔芋和白魔芋两种,盛产于四川、湖南、湖北、贵州、福建等省,栽培适应性强,块茎大产量高,葡甘露聚糖含量大,魔芋葡甘露聚糖(Konjae glucomannan,简称KGM)是天南星科中魔芋植物块茎所富含的一种非离子型水溶性高分子多糖,在食品化工、生物医药、农业等方面有着重要的用途,但是葡甘聚糖的机械强度和稳定性差,在很大程度上限制了它的应用。 20世纪90年代,随着计算机硬件和模拟技术的发展,鉴于计算机分子模拟研究不受样品制备、测试技术和设备购置等限制等优点,计算机模拟技术在研究复杂的分子结构方面得到了广泛和重要应用。葡甘聚糖微观结构研究是获得对高分子结构和生物功能认识的基点。基于此,本文建立葡甘聚糖微观结构模型,通过运用分子动力学模拟,从理论计算和计算机模拟角度去探索、获得关于葡甘聚糖分子运动、结构和弹性模量等信息,加深人们对葡甘聚糖结构和力学性质认识,对葡甘聚糖的合成、改性与应用产生指导作用。 本文通过利用分子动力学模拟软件Materials Studio建立葡甘聚糖的无定型单胞三维初始模型;通过选取COMPASS力场,运用分子力学和分子动力学计算方法,模拟运算获得分子位移和能量等参数,确定适合研究的单胞模型;通过对其进行动力学平衡运算,得到弹性模量,据此求出体积模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比等参数,进而讨论模型力学性能。 本文建立了常温常压下合适的葡甘露聚糖分子片段单链单胞模型,加深我们对葡甘聚糖分子结构的认识,为研究葡甘露聚糖材料提供一定的模型依据;为葡甘露聚糖材料的研究提供计算机模拟依据;为其他粒子或聚合物交联葡甘聚糖,实现改性研究提供新的技术手段。