魔芋葡甘聚糖是一类重要的植物来源的生命活性多糖。深入研究以魔芋植物资源多糖为代表的天然多糖,加强其基础研究,提升其潜在应用价值,扩展其应用范畴,对魔芋的深加工利用研究具有重要的意义。本文旨在通过流变仪、质构仪等物性检测手段和光谱分析等分析手段研究不同离子体系下葡甘聚糖的物性特征及微结构的变化,重点研究铁离子、钾离子、铜离子与葡甘聚糖相互作用体系的流变学特性的变化规律及其微结构的变化;并初步探索出其作用机理得出以下结果:(1)首先对葡甘聚糖在不同溶液体系中的静态流变学及动态流变学特性进行了系统研究,得出以下结果:葡甘聚糖水溶胶较低浓度时,表现出牛顿流体的性质,在浓度大于1%时,表现为非牛顿流体,呈现出假塑性,且浓度越高受剪切影响越大。黏度随着温度的升高而降低;K+、Cu2+等金属离子均会导致溶胶液的黏度升高,离子化合价越高,对其黏度影响越大;而在本实验研究的条件下,Fe3+的存在,使葡甘聚糖溶胶变成稀溶液;Cl-、SO42-、CO32-等阴离子对葡甘聚糖体系黏度及应力变化显著。其中SO42-使体系的黏度增加,并且提高了葡甘聚糖的凝胶性能。Cl-对体系有类似的影响,但影响不大。CO32-使葡甘聚糖黏度随着剪切速率的增大而逐渐降低。在阴离子影响下,葡甘聚糖体系在剪切达到0.19s-1后呈现出剪切稀变的特性;蔗糖、盐酸胍、甘油、乙醇等物质的加入使葡甘聚糖体系的初始黏度显著增加。不同离子对葡甘聚糖体系模量也有影响,离子的加入使体系的凝胶温度点明显提前,促进了葡甘聚糖凝胶。(2)铁离子(Ⅲ)对葡甘聚糖的溶液特性以及微观构象有显著影响。Fe3+使葡甘聚糖体系的黏度发生变化。同一剪切力作用下,随着浓度的增加,黏度升高越明显,而当体系加入0.1mol/L6mLFeCl3时,黏度急剧升高,大于此值时黏度下降,此为体系配合反应的最佳浓度;不同pH值对体系影响显著,其中酸性条件下,葡甘聚糖溶胶转变为溶液状态,碱性条件下仍为粘稠的胶状;动态流变性质测定结果显示,在64℃时,低频率下,G’和G"出现交点,比单一的葡甘聚糖凝胶点提前,Fe3+与葡甘聚糖发生配位作用,显示出较低的模量和黏度。红外扫描分析显示,Fe3+与葡甘聚糖配合体系的相互作用强烈,引起了分子链的伸展和膨胀;紫外扫描分析显示,铁离子-葡甘聚糖配合体系在240～250nm有吸收峰,生成了新的配合物,圆二色谱分析显示,Fe3+对溶液中的葡甘聚糖结构有影响。(3)葡甘聚糖的黏度和凝胶强度随着K+浓度的增加而增大,模量测定显示,存在K+的体系,其动态模量增加,K+有促进体系凝胶的作用;可见紫外扫描分析显示,钾离子-葡甘聚糖体系在200nm有吸收峰;红外扫描分析结果显示K+影响下,KGM特征吸收峰未发生显著变化,而在指纹区出现不同的复杂的吸收峰值,KGM在K+的影响下发生分子间缔合,形成更多的氢键以及其他弱相互作用。圆二色谱分析结果显示,K+对葡甘聚糖在溶液中的结构有影响。(4)对Cu2+影响下葡甘聚糖溶液特性和分子链构象进行探讨,流变性质研究显示,Cu2+影响下的葡甘聚糖体系仍具有非牛顿流体的剪切稀变特性,并且当0.1mol/L Cu2+添加量为16mL时,对1%葡甘聚糖的黏度影响最大;动态流变性质显示,铜离子-葡甘聚糖体系性质较稳定。通过紫外光谱、红外光谱分析以及圆二色谱分析知,Cu2+与KGM分子的配合作用,引起了 KGM分子糖环的变化,使得分子链伸展膨胀。