糖链结构的变化对食品感官和加工品质的形成起到重要作用。在分子水平上了解多糖分子链结构变化和掌握其规律,对我国现代食品加工具有重要意义。多糖分子链多层次立体结构变化解析是解决此问题的有效途径。然而糖链结构复杂且不规则,至今仍很难实现对其动态变化过程的调控。魔芋葡甘聚糖是一种独特的具多种功能的中性多糖,被称为优质膳食纤维,具有优异的亲水性能。KGM结构与稳定性及功能特性在国际上已得到广泛应用并引起各国学者强烈的研究兴趣。本工作旨在研究KGM分子链在水溶液中凝聚态,结合计算机技术,以多尺度模拟的方法对KGM分子链动态演变进行分析,为建立KGM链稳定性参数的数学模型,实现KGM糖链结构的动态调控提供参考。主要的研究结果如下:(1)分子模拟方法研究不同聚合度以及浓度的KGM分子链的聚集态,通过DPD分子模拟,分析末端距分布,径向分布函数分析,键长分布,应力张量,应力差以及扩散能力,可以得出KGM分子链的聚集态跟聚合度以及浓度均有关系,其中聚合度的变化影响分子链的卷曲度,以及分子链的柔性,对于体系的弹性影响较大,而KGM分子链的浓度或者说分子链的数目对于分子内部键长有影响,同时也影响扩散系数,分子链数目增多有利于分子链的舒展,加剧了分子链间的缠结,影响体系的粘度的变化。(2)量子化学方法对KGM的小链节进行分析模拟,有效的减弱了由于KGM分子链的链节较长,导致的难以进行量子化计算的困难。通过此次计算发现,KGM分子链通过量子化学的方法进行结构优化的时候,其能量是收敛的,分子链的构象发生了变化,趋向于乙酰基团的波动,带动整个分子链的主链发生卷曲。(3)流变学研究表明KGM浓度发生变化的时候,其粘度也在随之变化,稀溶液状态下KGM溶液呈牛顿流体力学特点,而后者溶胶状态的KGM体系符合非牛顿流体中假塑性流体的特点。在KGM溶液体系中,当溶液浓度从0.02%增加到浓度0.1%时,KGM分子在水溶液中随着浓度的增加分子链线团相互靠近,从单链卷曲演变到多条链缠结。随着浓度的增加,KGM水溶体系表现为溶胶状态。从浓度为0.2%开始,此时体系的剪切应力与剪切速率偏离了线性关系,KGM溶胶呈现非牛顿流体的特性。KGM溶胶中分子链间的相互作用随浓度变化,会从单链卷曲状态变为链的凝聚甚至拓扑缠结。分子链间通过节点缠结,大量节点形成时会在水中形成连续的网络,这是导致其凝胶化的原因。从分子链的角度去分析,极稀的溶液中溶质的分子链相互远离,成单链卷曲的状态,此时体系内部存在的作用力以主要是分子链与溶剂间形成的氢键作用、范德华力作用以及分子单链卷曲时内部单元结构部分基团发生作用。当溶质浓度增加,溶液向亚浓度以及浓度溶液转变的时候,线团之间的相互作用加强,通过物理作用相互缠结,穿透,甚至形成物理网格。