大薯(Dioscorea alata L.)为薯蓣科薯蓣属(Dioscorea)藤本植物,海南大薯种植具有悠久的历史,生育期短,耐干旱,耐热,产量高,块茎淀粉含量高达20%～40%,有望成为新的能源植物。为了获得交联度、取代度、黏度较好、冻融稳定性能佳的大薯变性淀粉,本课题选用海南大学农学院薯蓣研究中心提供的大薯,通过以大薯为原料制备的大薯淀粉,并在超声-微波辅助下对大薯淀粉进行了交联和羟丙基复合变性。此研究为海南大薯产业的发展及加工产物的综合利用提供了新思路和技术支持。主要研究内容如下：1.超声一微波辅助制备交联大薯淀粉的工艺研究超声-微波辅助制备交联大薯淀粉的主要影响因素为、微波时间、pH值、三偏磷酸钠用量、微波功率。通过优化试验的分析结果可知最佳条件：三偏磷酸钠1%(w/w)、pH值10、微波作用时间100s、微波功率80 w,在该条件下制备的淀粉的交联度即沉降体积为0.57 mL。2.超声一微波辅助制备羟丙基大薯淀粉的工艺研究对影响超声-微波辅助制备羟丙基大薯淀粉的主要因素有：环氧丙烷用量、NaOH用量、无水Na2SO4用量、微波功率、微波时间进行了详细分析。超声波功率固定为50 w。在对单因素实验的前提下,进行了优化实验,结果表明：环氧丙烷为12%(w/w)、微波功率80 w、NaOH为1.0%(w/w)、微波作用时间110 s、无水Na2SO4为8%(w/w)。在此条件进行验证,制备的淀粉样品的摩尔取代度(MS)为0.82。3.超声一微波辅助制备交联羟丙基大薯淀粉的工艺研究通过对峰值黏度的影响,选择了三偏磷酸钠用量、pH值、微波功率、NaOH用量、无水Na2SO4用量、微波时间、环氧丙烷用量作为超声-微波制备大薯交联羟丙基淀粉的主要条件。采用SAS 9.0软件作响应面分析,用Box-Behnken型的中心组合试验设计优化了其制备工艺,结果表明：pH为9,环氧丙烷为18%(w/w),氢氧化钠为0.8%(w/w),无水硫酸钠为14%(w/w),微波功率64w,微波反应时间71s,三偏磷酸钠用量为4%(w/w),在此条件下得到的淀粉的峰值黏度为2886 mpa·S。并确定了在所选的各因素水平范围内,对结果的影响pH最大,其次环氧丙烷,最小是三偏磷酸钠。4.大薯淀粉样品的理化特性研究通过分析大薯淀粉样品的溶解度、耐酸性能、冻融稳定性酶解率、糊化性质(通过糊化曲线表示)、透明度。可知大薯复合变性淀粉样品溶解度适中,透光度最好、耐酸性和冻融稳定性较强、利用α-淀粉酶水解后还原糖含量最高,峰值黏度、最终黏度最高。5.大薯原淀粉、交联淀粉、羟丙基淀粉、交联羟丙基淀粉的颗粒相貌及结构表征的研究应用扫描电镜、差示量热(DSC)、X-射线衍射、红外光谱以及偏光显微镜分析方法,观察和研究大薯淀粉样品的颗粒形貌及结晶结构。通过扫描电镜观察,大薯变性淀粉中发生的化学反应主要在颗粒表面。红外光谱检测发现,大薯交联淀粉与交联羟丙基淀粉与大薯原淀粉相比在2500 cm-1～2000cm-1处有强的吸收峰,而羟丙基淀粉则没有。通过差示量热分析,大薯交联羟丙基淀粉的起始糊化温度、糊化峰值温度都比其它淀粉样品的低,糊化终止温度则高于比其他淀粉样品,糊化的热焓变化AH只比羟丙基淀粉的AH低。通过对X-射线衍射的分析,大薯变性淀粉样品出现衍射峰的位置和强度与大薯原淀粉基本相同,这说明大薯淀粉经过变性后其晶体类型没有改变。利用偏光电镜观察可知,偏光十字清晰,因此通过比较大薯淀粉颗粒的结构顺序并没有发生很大变化。6.大薯交联淀粉、羟丙基淀粉、交联羟丙基淀粉在冰淇淋中的应用用大薯淀粉样品取代冰淇淋中的脂肪,通过测定冰淇淋的融化率、黏度表明,将大薯淀粉样品加入到冰淇淋中可降低其融化率、黏度增大。创新点：首次阐明了微波辐射在大薯淀粉交联羟丙基反应中的作用；优化了制备大薯变性淀粉的条件；对大薯淀粉样品的颗粒相貌和结构表征进行了探讨和研究。