摘要
沙蓬（Agriophyllum squarrosum（L.）Moq.）是苋科藜亚科沙蓬属的一年生草本植物，目前作为防风固沙先锋植物在中国西北为主的沙漠及沙化地区有大规模野生和人工种植，其籽粒沙米（Agriophyllum squarrosum）产量达500-950kg/hm2，相当于高产糜子，是一种优质的荒漠特色食品新资源。去壳沙米中淀粉含量高达70%以上，但是目前关于不同生境来源的沙米淀粉的结构、功能及应用研究的公开报道还极少。本文采用腾格里沙漠甘肃民勤地段、内蒙古乌兰布和沙漠、宁夏平罗县陶乐地区这三个产地的沙米淀粉作为实验材料，系统探究了不同生境来源的沙米淀粉的理化特性、多层级结构，并在此基础上采用无需外源试剂引入、绿色、高效、复合未来食品加工技术发展方向的超声波和湿热处理方法对沙米淀粉进行了改性研究，以期开发功能型沙米淀粉产品。本研究对于挖掘沙蓬的经济价值，促进沙漠生态治理与农业经济发展的有机结合，推动中国沙区乡村振兴工作开展，确保国家粮食安全意义重大。 本研究主要结论如下： （1）三种沙米淀粉颗粒呈光滑的球形，平均粒径范围为1.12-1.15μm，属于小颗粒A-型淀粉，而且沙米淀粉的结晶度（34.66%-37.95%）显著低于（P＜0.05）藜麦淀粉（42.79%）；沙米支链淀粉的重均分子量（5.21-6.13×106g/mol）显著高于（P＜0.05）藜麦支链淀粉（3.27×106g/mol），且沙米淀粉低聚合度分子链结构（DP6-24）含量（83.95%-88.66%）显著高于藜麦淀粉（79.18%），这表明沙米淀粉分子比藜麦淀粉具有较多的分支和取代结构；糊化淀粉的体外消化实验结果表明藜麦淀粉的快消化淀粉含量（73.30%）显著高于（P＜0.05）沙米淀粉（67.00%-70.00%），而慢消化淀粉含量（20.30%）显著低于（P＜0.05）沙米淀粉（23.20%-23.80%）说明沙米淀粉的体外消化速率低于藜麦淀粉。 （2）在淀粉-月桂酸复合物合成过程中，沙米淀粉-月桂酸体系的复合指数在10min和12min处有两个峰值（分别为54.98%和47.50%），而玉米淀粉-月桂酸体系的复合指数只在10min处有一个峰值（51.58%），这表明沙米淀粉-月桂酸复合物有着与玉米淀粉-月桂酸复合物不同的合成机制，表现为“合成-解离-合成”的动态过程；对不同复合时间沙米淀粉-月桂酸复合物样品的糊化焓值、抗性淀粉含量、结晶度和短程有序度等特性的分析结果表明其变化趋势与复合指数的变化趋势完全一致。这些研究结果表明沙米淀粉-脂质复合物与玉米淀粉-脂质复合物的复合特性之间存在差异，这可能是由于沙米淀粉小颗粒的特性导致的，但具体原因还需要进一步研究。 （3）超声波结合湿热处理改性沙米淀粉的研究结果表明，沙米改性淀粉的外貌形态和晶体类型（A-型晶体）与沙米原淀粉之间无显著差异（P＜0.05）；相较于沙米原淀粉，超声波处理或湿热处理显著降低（P＜0.05）了淀粉的直链淀粉含量（从24.47%分别降低至21.00%和17.82%）、膨胀度（从10.00%分别降低至8.53%和2.80%）和溶解度（从13.43%分别降低至10.96%和8.35%），但显著增加（P＜0.05）了其抗性淀粉含量（从8.39%分别升高至10.55%和14.40%）；湿热结合超声波的复合处理技术降低了淀粉的糊化粘度，显著提高（P＜0.05）了糊化温度（从79.15℃升高至86.12℃）；超声波结合湿热处理过淀粉的支链淀粉的重均分子量（1.01×106g/mol）显著低于（P＜0.05）湿热处理淀粉（2.99×106g/mol）。这些结果表明超声波处理和湿热处理都可以明显提升沙米淀粉的热稳定性、降低其体外消化特性，而且超声波处理可以增强淀粉对湿热处理的敏感性。 综上，三个产地的沙米淀粉都是A-型小颗粒淀粉，它们支链淀粉含有比藜麦淀粉更多的分支结构，热稳定性突出；沙米淀粉-月桂酸复合物的合成过程表现为“合成-解离-合成”的动态过程，表明相较于玉米淀粉，沙米淀粉与脂质合成复合物的可调控性更强；超声波处理和湿热处理可以显著提高（P＜0.05）沙米淀粉的抗性淀粉含量和热稳定性，表明沙米淀粉是制备功能性淀粉的良好材料，改性后淀粉可用于低升糖指数食品的抗热增稠剂和稳定剂。
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