摘要
课题组前期大量研究表明发酵大麦粉具有多种功能特性，如调脂降糖、改善胰岛素抵抗、抗肥胖等。同时研究也发现，与大麦全粉相比，发酵大麦全粉具有较低的消化速率，而影响发酵大麦淀粉消化特性的作用机制尚不明确。基于此，本文以发酵大麦全粉为研究对象，研究蛋白质、脂质和 β-葡聚糖的去除对淀粉消化特性及其理化性质的影响；以影响淀粉消化特性最大的蛋白质为研究对象，明确蛋白质对淀粉消化的抑制机制。主要研究内容与结果如下： （1）分析了发酵大麦全粉中非淀粉组分对淀粉消化特性及其理化特性的影响。结果表明，发酵大麦非淀粉组分的去除提高了淀粉的水解率，其中蛋白质对淀粉的消化特性影响最大，β-葡聚糖次之，脂肪的影响较小；蛋白质、脂质和β-葡聚糖组分的去除均降低了样品的溶解度；去除蛋白质和脂质增加了淀粉的膨胀势，分别从10.09%增加至 11.14%和 10.27%，而去除 β-葡聚糖则显著降低了淀粉的膨胀势（P＜0.05）；蛋白质、脂质和β-葡聚糖组分的去除均提高了淀粉的糊化焓值、降低了热解温度、增加了最大损失率，说明三种非淀粉组分的去除均可使得淀粉的热稳定性降低，其中蛋白质组分对淀粉热稳定性的影响最大；蛋白质、脂质和 β-葡聚糖组分的去除均可增加淀粉的峰值粘度和最终粘度值，其中蛋白质的去除，粘度值变化最大。因此，非淀粉组分可以通过提高样品的热稳定性，抑制淀粉的吸水膨胀，降低糊化粘度值从而抑制淀粉的水解，其中蛋白质对淀粉的消化特性影响最大。 （2）探究了蛋白质组分的去除对淀粉结构的影响。结果表明，蛋白质的去除降低了淀粉的短程分子有序结构，与发酵大麦全粉（FBF）相比，脱蛋白发酵大麦粉（DP-FBF）的 1047/1022 cm-1比值从 1.10 降低至 1.04，480 cm-1处的半峰宽值（FWHM）值从16.31上升至17.71；DP-FBF的无定型含量由66.31%增加至69.98%，单螺旋和双螺旋结构含量均减少；蛋白质的去除不影响淀粉的结晶类型，仍是 A型结晶，但相对结晶度由25.57%降低至14.74%，因此，蛋白质的去除也降低了淀粉的长程有序化程度。从粒径分布图、扫描电镜及偏光显微镜图可知，DP-FBF的整体颗粒粒径减小、淀粉颗粒表面的包裹层减少、粘连现象消失，马耳他十字分布分散。结合共聚焦激光显微镜图可知，蛋白质可以包裹在淀粉的表面，一定程度上阻碍了淀粉酶与淀粉的接触，进而抑制了淀粉的消化。因此，蛋白质组分可通过粘附在发酵大麦淀粉颗粒的周围，与淀粉形成有序排列的结构，从而抑制了淀粉的消化。 （3）阐明了淀粉-蛋白质共糊化体系中蛋白质组分对淀粉消化特性的影响机制。结果表明，随着蛋白质比例的增加（1∶0.05、1∶ 0.15、1∶ 0.25 和 1∶ 0.35），RDS含量呈浓度依赖性降低，RS 含量呈浓度依赖性增加。蛋白质对发酵大麦淀粉消化特性的影响机制主要包括：①蛋白质的添加使得淀粉-蛋白质糊化体系形成更致密的结构，且蛋白质表现出对淀粉的物理屏障作用。②蛋白质可以与体系中的直链淀粉发生相互作用，通过形成氢键并参与疏水相互作用来使淀粉更好的抵抗酶的水解。③一定浓度的蛋白质对 α-淀粉酶有抑制作用且呈浓度依赖性；蛋白质对 α-淀粉酶表现出混合型（竞争性和非竞争性）抑制模式；蛋白质主要通过与淀粉竞争 α-淀粉酶的活性中心，阻止淀粉酶与淀粉的结合以降低酶的反应速率。因此，在淀粉-蛋白质共糊化过程，蛋白质通过相互作用与淀粉结合，形成更加致密有序的结构，同时通过抑制淀粉消化酶的活性进一步阻碍了淀粉酶与淀粉的接触，从而降低了淀粉的消化速率。
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