直链淀粉链长对玉米支链淀粉回生的影响机制

It is important to explore the mechanism of starch retrogradation and control starch retrogradation, both for the development of the starch science and for better processing and storage of starchy food. In literature, it is usually to discuss amylose retrogradation and amylopectin recrystallization separately. Few scientist has made clear the actual presence state of amylose and how the amylose affects amylopectin retrogradation. In this project, we will use amyloses with different chain length and amylopectin from maize starch to investigate the effects of amylose on amylopectin recrystallization mode, recrystallization rate, recrystallization degree, and the resulting crystal properties. The possibility of amylose co-crystallizing with amylopectin, acting as the nuclei for amylopectin recrystallization, or forming matrices to restrict the movement of amylopectin during retrogadation will be illustrated. From the above results, we want to clarify the influence mechanism of amylose chain length on amylopectin retrogradation, develop the new method for control of starch retrogradation by regulation of amylose chain length, and establish the theoretical model for the effect of amylose on amylopectin retrogradation. These studies would provide some scientific basis for control and utilization of starch retrogradation by mixing of different starches, adding amyloses, starch enzymatic modification or plant breeding.

探究淀粉回生机理、控制淀粉回生，无论对淀粉理论的发展，还是对淀粉质食品的加工储藏都具有重要意义。现有的研究通常将直链淀粉回生和支链淀粉回生分开来讨论，关于回生过程中直链淀粉的实际存在状态以及直链淀粉如何影响支链淀粉回生等问题研究较少。本项目拟以不同链长的直链淀粉和玉米支链淀粉为研究对象，以支链淀粉回生重结晶成核模式、回生速率、回生程度、晶体性质以及回生淀粉体系流变学性质、微观结构为考察指标，研究不同链长的直链淀粉通过参与支链淀粉回生重结晶、作为支链淀粉回生晶核或形成凝胶网络结构的方式对支链淀粉回生过程的影响，阐明直链淀粉影响支链淀粉回生的机理，建立通过调控直链淀粉链长控制淀粉回生的新方法，构建直链淀粉影响支链淀粉回生的理论模型。该研究具有重要的理论创新意义。本项目的顺利实施，可完善淀粉回生基础理论，并为通过配粉、添加直链淀粉、酶法修饰淀粉以及植物育种等方法控制淀粉回生提供科学依据。

探究淀粉回生机理、控制淀粉回生，无论对淀粉理论的发展，还是对淀粉质食品的加工储藏都具有重要意义。现有的研究通常将直链淀粉回生和支链淀粉回生分开来讨论，关于回生过程中直链淀粉的实际存在状态以及直链淀粉如何影响支链淀粉回生等问题研究较少。本项目以不同链长的直链淀粉和玉米支链淀粉为研究对象，以支链淀粉回生重结晶成核模式、回生速率、回生程度、晶体性质以及回生淀粉体系流变学性质、微观结构为考察指标，研究不同链长的直链淀粉通过参与支链淀粉回生重结晶、作为支链淀粉回生晶核或形成凝胶网络结构的方式对支链淀粉回生过程的影响，阐明直链淀粉影响支链淀粉回生的机理，建立通过调控直链淀粉链长控制淀粉回生的新方法。结果显示在水分充足条件下，支链淀粉不易回生，直链淀粉对支链淀粉回生均有促进作用，其中短链的直链淀粉自由度高，其对支链淀粉回生的促进作用最为显著，随着链长的增加促进作用降低。当水分含量降低至60%，支链淀粉自身易回生，直链淀粉对支链淀粉回生的影响随链长的增加减弱，长链直链淀粉对支链淀粉回生有抑制作用。以脱支蜡质玉米淀粉为代表的短链直链淀粉由于链长与蜡质玉米淀粉的侧链链长相匹配，能够与蜡质玉米淀粉充分相容不产生相分离，而链长较长的玉米支链淀粉与马铃薯直链淀粉与蜡质玉米淀粉的相容性较差均产生了相分离。短链的直链淀粉能够作为支链淀粉回生的晶核，或与支链淀粉侧链共结晶促进其回生，而中长链的马铃薯直链淀粉和玉米直链淀粉能够与支链淀粉共结晶促进其回生，但其自身结晶较大不易作为支链淀粉回生的晶核，且隔断了支链淀粉之间的相互作用，一定程度抑制了支链淀粉回生。由此，可建立通过调控直链淀粉链长控制淀粉回生的新方法，添加短链直链淀粉促进回生，添加长链直链淀粉抑制回生。该研究具有重要的理论创新意义。本项目的顺利实施，完善了淀粉回生基础理论，并为通过配粉、添加直链淀粉以及植物育种等方法控制淀粉回生提供科学依据。