大米淀粉是人类主食大米中的主要成分,其性质影响大米及米制品的品质和营养功能。针对大米淀粉中快消化淀粉含量高,人体吸收后易产生高血糖应答,增加糖尿病、肥胖症等慢性代谢性疾病患病风险等营养健康方面的不足,及大米淀粉易回生使米制品品质劣变和货架期较短、糊化和流变性质不能满足一些现代加工的要求等制约大米加工业持续发展的问题,提出开展利用挤出加工协同多酚分子相互作用调控大米淀粉消化性能和糊性质的研究,以期建立相关有效调控方法,探明挤出加工及其协同多酚分子相互作用对大米淀粉多尺度结构的影响及其与消化性能和糊性质的关系,阐明挤出及其协同多酚分子相互作用调控大米淀粉消化性能和糊性质的分子机制。具体相关研究及结论如下:采用单因素实验探讨了体系水分含量、挤出温度和螺杆转速等挤出加工条件对大米淀粉消化性能的影响,再通过响应面方法获得了调控大米淀粉抗消化性能的挤出优化工艺为体系水分含量40%,挤出温度80°C,螺杆转速150 r/min。利用该工艺可调控大米淀粉的抗酶解组分(SDS+RS)含量从5.88%增加到19.05%。在此基础上,进一步确立了挤出加工协同多酚分子相互作用调控大米淀粉消化性能的方法。咖啡酸和绿原酸均能显著降低大米淀粉的RDS含量,但咖啡酸主要提高大米淀粉的抗消化性能,RS含量从10.35%增至34.45%,对SDS含量影响较小(从8.70%增至10.98%),绿原酸则提高大米淀粉的慢消化和抗消化性能,RS含量增至23.81%和SDS含量增至18%以上。系统考察了挤出加工协同多酚分子相互作用对大米淀粉糊化性质、流变性质和回生性质的调控规律。研究结果表明,挤出加工提高了大米淀粉的糊化温度、热糊稳定性和冷糊稳定性,降低了糊的峰值粘度、崩解值、凝沉性、表观粘度、剪切稀化现象、触变性和凝胶结构强度,增大了储藏过程中的初期回生焓值,降低了后期的回生程度;挤出加工协同咖啡酸/绿原酸分子相互作用会进一步降低大米淀粉糊的峰值粘度、凝沉性、表观粘度、剪切稀化现象、触变性和凝胶结构强度,以及初期回生焓值和后期回生焓值均明显降低,有效抑制整个储藏期间的回生现象。利用现代分析技术探究了挤出加工及其协同多酚分子相互作用诱导大米淀粉多尺度结构的演变。研究结果显示,挤出加工导致大米淀粉重均分子量和均方旋转半径降低,双螺旋结构、结晶结构、半结晶层状结构和颗粒结构均受到不同程度的破坏,无定形结构增加,但有新的单螺旋结构和V型结晶结构、表面短程有序结构、纳米聚集体有序结构和颗粒结构形成;咖啡酸/绿原酸与淀粉分子的相互作用进一步促进了淀粉多尺度结构演变,明显增加了单螺旋结构、V型结晶结构、结晶度、表面短程有序度和纳米聚集体致密性,整体结构的有序化程度高于挤出大米淀粉。建立了挤出加工调控大米淀粉多尺度结构与消化性能、糊性质的物理模型及相关分子机制,认为在挤出过程中由于机械力耦合热能和水分子的协同作用,一方面使淀粉分子链发生断裂及与水分子形成氢键相互作用,导致淀粉分子原有氢键结构破坏和分子链发生解聚,长程有序结构向无序化转变,降低了糊液体系的分子链相互缠绕程度和运动阻力;而另一方面又促进淀粉分子链的运动、取向、重新排列和聚集,形成新的V型结晶结构和短程有序结构,由此调控了大米淀粉的消化性能和糊性质。不同的挤出加工条件诱导大米淀粉多尺度结构的变化程度不尽相同,故可选择适合的挤出加工条件从结构层面上调控淀粉的消化性能和糊性质。建立了挤出加工协同多酚分子相互作用调控大米淀粉多尺度结构与消化性能、糊性质的物理模型及相关分子机制,认为咖啡酸或绿原酸分子中存在多元羟基和羧基,与淀粉分子链上的羟基形成较强的分子间氢键,促进淀粉分子链进一步解聚或重聚。同时部分咖啡酸或绿原酸分子进入直链淀粉分子空腔中形成单螺旋复合物和V型结晶,致使结构的有序化程度明显提高,阻碍了淀粉糊体系中分子链间的缠绕和聚集,降低了重结晶及内部流动阻力,由此影响了大米淀粉的消化性能和糊性质。随咖啡酸/绿原酸添加量的增加影响趋势越加明显,咖啡酸的调控作用稍强于绿原酸,可能是由于咖啡酸分子体积及空间位阻效应相对较小的缘故。本论文通过研究所获得的关于挤出及其协同多酚分子相互作用调控大米淀粉消化性能和糊性质的有效方法、调控规律及分子机制,具有重要的学术价值和实用意义,可为利用挤出加工协同多酚分子互作方法赋予大米淀粉优良的糊性质和营养功能,创制满足高品质和健康需求的米制品提供理论依据和技术支撑。