摘要
淀粉是人们日常饮食中碳水化合物的主要来源，为人体提供能量。天然淀粉具有复杂的多尺度结构，在食品热加工过程中会发生晶体向无定形凝聚态结构的转变。淀粉的功能性质及消化性都与淀粉在热加工过程中的凝聚态结构演变密切相关。前期研究主要集中于热加工过程中“晶体有序结构”的变化，而对于晶体有序结构被破坏了的凝胶化淀粉的结构变化及其对淀粉功能性和消化性的影响却很少关注。因此，本文旨在研究热加工后期“凝胶化淀粉短程有序性结构”的变化、与其它组分互作及其对淀粉功能性质和消化性的影响机制。主要结果如下： （1）通过控制水分含量（50-95%），于100℃下加热10min制备了一系列具有不同短程分子有序性的凝胶化小麦淀粉样品。X-射线衍射（XRD）和固体核磁的结果显示所有淀粉样品的长程晶体结构已经破坏,表明所有样品已经凝胶化。拉曼（Raman）光谱中主要峰的峰面积和强度随着样品中水分含量的增加而降低，并且Raman光谱中主要峰的面积和强度与水分含量有很好的线性相关性（r2gt;0.761，plt;0.05），表明Raman光谱具有表征凝胶化淀粉短程分子有序性的可能性。考虑到Raman光谱在480、1131和1080cm-1处的峰强度较高，因此将这三个峰的面积和强度用于表征凝胶化淀粉的短程分子有序性。 （2）根据上述方法制备含水量为50-80%的凝胶化小麦淀粉样品，在4℃下放置1、7、14和21天使其回生，研究凝胶化小麦淀粉中残余短程分子有序性对其回生行为的影响。结果表明，回生淀粉的长程和短程有序性随着凝胶化小麦淀粉中短程分子有序性的降低而降低；并且回生淀粉凝胶的强度、水分子移动性和对酶消化的敏感性均随凝胶化小麦淀粉中残余短程分子有序性的降低而降低。50-70%水分含量的凝胶化淀粉中残余的短程分子有序性高，更容易发生回生，因此产生了更高的凝胶强度和更低的消化性，75-80%水分含量的凝胶化淀粉短程分子有序性低，回生慢，形成弱凝胶和高的酶消化性。 （3）研究了不同水分含量下制备的凝胶化小麦淀粉中的短程分子有序性对淀粉-单甘脂/蛋白质复合物形成及性质的影响。结果表明，随着凝胶化淀粉中短程有序性的降低，淀粉-棕榈酸单甘脂（GMP）复合物的数量、长程有序性和短程有序性都有所增加，但复合物的热稳定性和体外酶消化性没有明显的差异。当向淀粉-GMP二元体系中加入β-乳球蛋白（βLG）后，复合物的数量进一步增加，消化性比对应的二元复合物低。相比较二元复合物，凝胶化小麦淀粉中短程有序性结构对三元体系中复合物数量和结构的影响较小；在较低水分含量下（凝胶化淀粉短程有序性高），肉豆蔻酸单甘脂与淀粉形成的复合物最多。在较高水分含量下（凝胶化淀粉短程有序性低），复合物的数量随单甘脂链长的增加而降低，且油酸单甘脂与淀粉形成的复合物最多。淀粉-单甘脂复合物的长程和短程有序性都随单甘脂链长和不饱和度的增加而降低，但消化性没有差异。 （4）研究了具有不同短程分子有序性的凝胶化小麦淀粉的体外酶消化性，并通过酶与淀粉结合动力学和激光共聚焦显微镜等手段揭示影响不同短程分子有序性的凝胶化小麦淀粉体外酶消化性的关键因素。凝胶化小麦淀粉的体外淀粉消化速率随着短程分子有序性的降低而增加，但最终淀粉消化程度没有明显差异。随着短程分子有序性的降低，样品表面孔径变大，更加有利于酶与淀粉的接触；酶动力学的结果显示随着凝胶化小麦淀粉短程分子有序性的降低，最大反应速率（Vmax）不断增加，米氏常数（Km）不断减小，表明酶与淀粉的亲和力增加；使用激光共聚焦显微镜在非水解的情况下观察酶与淀粉的结合情况，结果发现随着凝胶化小麦淀粉中短程分子有序性的降低，酶与淀粉结合越来越强。以上结果表明，凝胶化小麦淀粉与酶的结合随着凝胶化小麦淀粉中短程分子有序性的降低而增加，导致淀粉的消化速率也随短程分子有序性的降低而增加。 （5）验证了建立的凝胶化淀粉中短程分子有序性的表征方法在真实食品体系中的适用性并研究了凝胶化淀粉短程有序性对馒头品质的影响。综合新鲜馒头和储存馒头品质的结果，20min为50g的馒头最适蒸制时间。在保证馒头品质不受影响的前提下，添加不同的水分含量制作馒头，蒸制时间为20min，使用前面建立的表征凝胶化淀粉中短程分子有序性的方法检测不同水分含量的馒头中凝胶化淀粉的短程分子有序性，结果发现Raman光谱中480cm-1的峰面积和强度可以用于表征馒头中凝胶化淀粉的短程分子有序性，并且馒头中凝胶化淀粉的短程分子有序性会影响馒头的品质。
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