在无形乳糖中分子移动性的定量分析:从分子动态模拟到强度参数的新洞察力
Fanghui Fan1, Huan Liu1, Yier Xu1
1Department of Food Science and Engineering, College of Chemistry and Environmental Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China.
Foods (Basel, Switzerland)
|April 15, 2025
概括
分子动态模拟有效量化无形乳糖中的分子运动,揭示了水含量和温度如何影响运动. 较大的系统尺寸对于准确解释这些复杂的食物矩阵行为至关重要.
科学领域:
- 食品科学 食品科学 食品科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 测量固体食品中的分子流动性 (M) 是很困难的,因为矩阵刚性.
- 热力学参数强度 (S) 并不能完全捕捉分子位移.
- 食品和药品中的无形乳糖行为需要更好地理解.
研究的目的:
- 使用分子动力学 (MD) 模拟来量化无形乳糖中的分子运动 (M).
- 为了研究水活动 (a) 和温度 (T) 对M在玻璃过渡温度以上的影响.
- 为了将热力学参数强度 (S) 纳入MD模拟.
主要方法:
- 采用分子动力学 (MD) 模拟来建模无形乳糖.
- 使用根平均平方位移 (RMSD) 来量化分子运动.
- 模拟系统在各种水活动 (a) 和温度 (T) 以上的玻璃过渡温度 (Tg).
主要成果:
- 协调RMSD有效量化M跨不同的条件.
- 增加的水活动和温度通过增加自由体积和降低能量障碍来增强M.
- 较大的系统大小揭示了在较小的模拟中看不到的新兴行为.
- MD放松时间 (1.8 × 10^6 秒) 与实验数据 (1.2 × 10^6 秒) 非常相匹配.
结论:
- 模拟MD提供了一种可靠的方法来测量M在无形食物矩阵.
- 水的作用可以从塑化转变为稳定,诱导聚类.
- 这些发现对于优化食品和制药应用中的无形乳糖至关重要.


