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慈姑(Sagittaria sagittifolia L.)是一种多年生水生草本植物,其地下球茎亦称慈姑,是我国特有的水生蔬菜。慈姑淀粉(Arrowhead Native Starch,ANS)是慈姑的主要营养成分之一,占其干重的50%左右,而且直链淀粉含量高,是抗性淀粉(Resistant Starch,RS)的优质资源。已知RS具有降低餐后血糖、改善肠道微环境等多种生理功能,但关于慈姑抗性淀粉(Arrowhead Resistant Starch,ARS)的研究报道甚少。基于此,本文采用亚临界水(SW)、超声辅助亚临界水(USW)、压热(AM)以及超声辅助压热法(UAM)制备ARS,通过比较四种方法制备的ARS理化性质、结构及功能特性的差异,揭示不同制备方法对ARS的结构与功能特性的影响及机制。通过本论文的研究期望为高性能ARS的研究提供可行的制备技术,同时为慈姑的资源化开发与利用提供理论基础和依据。本论文主要的研究内容和结果如下:1.慈姑抗性淀粉制备工艺研究通过单因素和正交试验,优化出SW制备ARS的最佳工艺为:淀粉乳浓度为30%,处理温度为150℃,处理时间为50 min,回生时间为36 h;同时,采用USW、AM以及UAM制备ARS,四种方式制得的样品(SW-ARS、USW-ARS、AM-ARS和UAM-ARS)RS含量分别是5.48、4.39、5.43、和6.06(g/100g),从RS含量来看,UAM最高,SW和AM效果一致(p<0.05);经酶法对四种方式获得的ARS进行纯化,其RS含量分别为56.01、53.48、54.21和54.38(g/100g)。2.慈姑抗性淀粉的结构特性研究采用扫描电镜、偏光显微镜、粒度仪、傅里叶红外、X射线衍射、固体核磁共振和差示扫描量热仪等分析ANS和ARS的结构特性。结果表明,SW-ARS、USW-ARS、AM-ARS和UAM-ARS均具有比ANS更大的粒径分布范围,而且经超声预处理的样品粒径均大于未经超声预处理的样品(p<0.05)。同时SW-ARS、USW-ARS、AM-ARS和UAM-ARS均未出现双折射现象,与ANS相比,淀粉颗粒的形态结构完全被破坏,而且UAM-ARS中还包埋着一定量的淀粉颗粒。SW-ARS、USW-ARS、AM-ARS和UAM-ARS的分子有序度分别为0.860、0.804、0.782和0.916,对应的双螺旋含量分别为1.151、1.177、1.061和1.240,均表现出B型结晶结构,结晶度分别为37.54%、50.33%、45.83%、43.53%和55.04%。SW-ARS和USW-ARS的分子量分布较AM-ARS和UAM-ARS更窄。同时,UAM-ARS对碘的吸收能力最强,且所有样品均显示出极高的凝胶化焓。由于其较高的凝胶化焓,所有样品均可作为生物降解膜和其他环境友好的耐热材料。3.慈姑抗性淀粉的相关功能研究通过溶解度、膨胀度、透光率、持水性和持油性、流变特性和发酵特性等指标评估ANS和ARS的功能特性。结果,ANS的溶解度比ARS的高,而膨胀度比ARS的低。ARS拥有比ANS高的透光度(p<0.05),可将用于食品饮料和果冻的加工生产。与ANS相比,ARS的持水性和持油性更高(p<0.05),其中ARS各样品的持水性差异不大(SW-ARS、USW-ARS、AM-ARS和UAM-ARS分别为10.67%、10.67%、10.12%和11.20%)(p>0.05),持油性的差异显著(SW-ARS、USW-ARS、AM-ARS和UAM-ARS分别为3.97%、4.48%、4.84%和5.02%)(p<0.05)。ANS的体外消化率较高,为61.47%,而ARS表现出体外抗消化性(SW-ARS、USW-ARS、AM-ARS和UAM-ARS分别为13.31%、13.32%、12.63%和15.07%),其中UAM-ARS的消化率最高(p<0.05)。ANS和ARS均存在剪切稀化现象,ARS的表观黏度比ANS低,且SW-ARS、USW-ARS、AM-ARS和UAM-ARS的表观黏度没有明显差别。所有样品的储能模量(G′)和损耗模量(G′′)都随角频率(ω)的增大而增大,且G′大于G′′,而且经过超声前处理得到的ARS的G′和G′′发生了交叉现象,表明经超声能增强ARS的凝胶化。ANS使发酵液pH降低的能力高于ARS,其中USW-ARS、AM-ARS和UAM-ARS的能力相当。ANS在小鼠粪便微生物发酵作用下,没有产生乙酸,而USW-ARS产乙酸的能力最强。ANS和ARS均能够被发酵产生甲酸,其中USW-ARS的产甲酸能力最强。因此,就发酵产酸能力而言,USW制备的ARS最好。