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本文以玉米淀粉、马铃薯淀粉、绿豆淀粉为原料,采用扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(PLM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、快速黏度分析仪(RVA)、热重分析仪(TGA)等手段来研究碾轧处理时间对样品的表面形貌、粒度分布、结晶结构、糊化特性和热特性等结构和性质的影响。并在前期研究工作的基础上,选取三种不同机械力化学阶段的玉米淀粉湿法制备阳离子淀粉,对阳离子淀粉的结构和性质进行研究表征,并从机械力化学的角度揭示碾轧对玉米淀粉活化机制。主要研究结果如下:(1)碾轧对玉米淀粉结构和性质的影响。碾轧处理3~9 h时,碾轧主要是对颗粒的无定型区产生了破坏作用,破坏了无定型区的双螺旋结构。CLSM结果表明,碾轧处理后淀粉颗粒内部中央腔变大,孔道变模糊。其中,在碾轧处理9 h时,淀粉颗粒表面球状凸起变大,水溶指数、膨胀度、透光率、峰值黏度和热焓值都有所减小(聚集阶段)。碾轧处理12~24 h时,球状凸起变的不明显,淀粉颗粒结晶区内部双螺旋结构破坏,孔道增多变粗,粒径增大,热焓值下降(团聚阶段)。(2)碾轧对马铃薯淀粉结构和性质的影响。碾轧破坏了马铃薯淀粉结晶度和双螺旋结构,使内部晶体之间的差异增大。碾轧处理3~6 h时,颗粒破裂,脐点周围荧光亮度减弱,中心形成中空性结构(受力阶段)。碾轧处理9 h时,颗粒表面形成球状凸起,脐点处形成中心球状结构,膨胀度、热焓值、峰值黏度和糊化温度下降(聚集阶段)。碾轧处理12~24 h时,颗粒破坏严重,小颗粒或碎片附着在大颗粒上,CLSM结果表明颗粒荧光亮度变暗,部分颗粒甚至无荧光现象,直链淀粉大量溶出(团聚阶段)。(3)碾轧对绿豆淀粉结构和性质的影响。碾轧处理3~6 h时,淀粉无定型区和部分结晶区发生破坏(受力阶段)。碾轧处理9 h时,淀粉内部发生重结晶,颗粒表面形成球状凸起,脐点区域直链淀粉聚集导致膨胀度、透光率、峰值黏度下降,水溶指数、热焓值、糊化温度增大(聚集阶段)。碾轧处理12~24 h时,淀粉的结晶区域发生显著破坏,颗粒严重变形,从而使淀粉水溶指数、透光率增大,膨胀度、热焓值减小(团聚阶段)。(4)碾轧预处理对制备阳离子淀粉化学活性影响。碾轧可破坏淀粉颗粒有序的结晶区,有利于醚化剂渗入淀粉颗粒内部,显著提高淀粉的化学活性,并且碾轧预处理后的阳离子淀粉室温下即可糊化。其中,团聚阶段(碾轧处理12 h)变化最显著,制备的阳离子淀粉结晶度破坏最严重,取代度、反应效率、黏度特征值和透光率最大,淀粉分子化学活性最高。