β-环糊精抑制直链淀粉重结晶有序化作用机制研究

抑制直链淀粉重结晶有序化是高淀粉大米食品延缓老化、延长货架期的关键技术所在。本项目主要采用原子力显微镜（AFM）、淀粉酶法、X-射线衍射（XRD）等手段研究β-环糊精抑制大米直链淀粉分子重结晶有序化表征，分析β-环糊精对大米直链淀粉体系重结晶动力学重要参数影响的趋势，并采用计算化学模拟软件，在分子水平上构建淀粉片段结构变化与实际淀粉体系回生度之间的关联性；在明晰直链淀粉-β-环糊精非包合物影响淀粉糊化特性基础上，分析该非包合物形成的主要驱动力以及该非包合物作用的活性位点，以期科学揭示β-环糊精抑制直链淀粉分子重结晶有序化机制，为淀粉回生理论研究以及有效控制淀粉回生的方法提供科学依据。

直链淀粉重结晶是指直链淀粉分子由无序态向有序态转化的过程。本项目采用DSC、分子模拟、X-射线衍射、原子力电镜等技术，研究了环糊精抑制直链淀粉重结晶作用及其机制。结果表明，与单甘酯相比，1.5%的羟丙基β-环糊精和β-环糊精有更好的抑制直链淀粉重结晶。研究发现，直链淀粉分子片段与β-环糊精在分子水平上有理想的结构兼容性（结合能ΔE均远小于0），并证实两者形成了直链淀粉-β-环糊精非包合物，且范德华力、氢键力和静电力维持了该非包合物的稳定性。研究结果亦表明，在糊化淀粉冷却过程中，1%低剂量β-环糊精抑制了直链淀粉-脂质复合物的形成；而3%高剂量β-环糊精则有利于直链淀粉和脂质竞争性的与β-环糊精络合，形成直链淀粉-β-环糊精-脂质复合物，该复合物影响淀粉分子链重排微环境，从而延缓淀粉回生。即环糊精主要以外壁的羟基与淀粉分子链相互作用，形成非包合物，阻碍淀粉链的迁移，达到抑制直链淀粉重结晶的目的。项目完成发表SCI论文9篇，国内核心期刊论文2篇；出版专著2部（章）；申请国家发明专利10项，其中授权3项；培养了博士、硕士生4名；获国家级和省部级奖励2次，其中国家科技进步二等奖奖1项（2011）。顺利完成项目合同指标。