淀粉完全糊化通常是指淀粉颗粒在充分水分条件下,加热至一定温度,淀粉颗粒发生吸水膨胀、破裂、瓦解,失去可识别颗粒形状的过程。而适当控制糊化条件,可使淀粉颗粒有限膨胀、局部破裂,不失去可识别的颗粒形状,称为不完全糊化。淀粉的结构分为分子、小体、壳层、颗粒四个层级,目前对于淀粉壳层和小体结构的研究相对较少。因此本课题首先以薯类(红薯、木薯)、豆类(豌豆、绿豆)和谷类(玉米、小麦、荞麦)原淀粉作为研究对象,通过不完全糊化法探索不同种类淀粉颗粒外壳和小体结构的差异。在此基础上,分析乙酰化对马铃薯淀粉颗粒外壳和小体结构的影响,并对比了两种乙酰化试剂(乙酸乙烯和乙酸酐)作用的差异。主要得出以下结论:(1)以快速黏度分析法测定的淀粉糊化温度为依据,通过降低体系的p H和处理温度,使淀粉颗粒膨胀受到抑制,破裂速度降低,发生不完全糊化,建立了使七种淀粉颗粒显示外壳和小体结构的方法。不同原淀粉所需的处理温度存在差异:薯类淀粉、豆类淀粉的处理温度分别高于其糊化温度5℃、10-15℃;谷类淀粉的相差较大,其中玉米淀粉的处理温度与其糊化温度一致,小麦和荞麦淀粉的分别低于和高于其糊化温度20℃。不同淀粉处理后的糊化程度也存在差异,薯类和豆类淀粉的相对较高且接近,均高于45%;谷类淀粉的相对较小,且相差较大,其中小麦淀粉的为40%,玉米和荞麦淀粉的为15%左右,这是由于薯类和豆类淀粉颗粒的外壳韧性要高于谷类淀粉的。(2)利用扫描电镜观察处理后淀粉颗粒的微观结构,七种淀粉颗粒经过不完全糊化后,都显示外壳和小体结构,但其外壳厚度及小体尺寸存在差异,其中外壳厚度大约在50-570 nm之间,小体尺寸大约在30-150 nm之间。同一种淀粉的不同颗粒外壳厚度不同,同一个颗粒的不同位置,外壳厚度也不同。通过对比分析,结果表明七种淀粉颗粒的外壳厚度和小体尺寸与其颗粒大小、直链淀粉含量以及相对结晶度没有明显的相关性。(3)依据原淀粉颗粒结构的研究结果,建立了使乙酰化马铃薯淀粉颗粒显示外壳、小体结构的不完全糊化方法。与其原淀粉相比,两种乙酰化试剂制备得到的乙酰化淀粉颗粒需要的处理温度较低,这是由于少量乙酰基团的加入(取代度小于0.1),其疏水性以及空间位阻效应,使得淀粉分子链之间的氢键作用力减弱。扫描电镜的观察显示,乙酰化淀粉颗粒经过不完全糊化后,也呈现出外壳和小体结构,与其原淀粉颗粒的相比,总体表现为较薄的外壳厚度,较大的小体尺寸:乙酰化淀粉颗粒的外壳厚度约为90-710 nm(原淀粉颗粒的为140-920 nm),小体尺寸约为30-190 nm(原淀粉颗粒的为30-120 nm)。(4)对比两种乙酰化试剂(乙酸乙烯和乙酸酐)制备的乙酰化淀粉颗粒的外壳和小体结构,结果表明它们的外壳厚度存在差异,但小体尺寸相近:乙酸乙烯制备的乙酰化淀粉颗粒的外壳厚度约为90-710 nm,乙酸酐制备的颗粒外壳厚度约为140-600 nm。可能是由于两种试剂的反应活性不同,乙酸乙烯反应活性低,用其制备得到的乙酰化淀粉颗粒内外层中乙酰基团分布均匀,而乙酸酐反应活性高,用其制备得到的淀粉颗粒中,乙酰基团主要分布于颗粒外层。