马铃薯是除稻米、小麦和玉米之外的第四大主食,也是人类饮食中重要的升糖碳水化合物。许多研究表明细胞壁可作为物理屏障限制消化酶对胞内淀粉底物的接触或结合,从而减缓淀粉的消化速率。然而,在烹饪或加工过程中,淀粉的糊化膨胀和果胶溶解均破坏马铃薯细胞壁的结构,从而导致细胞壁的通透性及淀粉酶对胞内淀粉的可及度增大。因此,多数马铃薯食品为中等或高血糖生成指数食品,长期食用被认为是肥胖症和2型糖尿病的潜在诱因。本论文通过温和酸碱浸泡的方法成功分离出完整的马铃薯薄壁细胞,作为马铃薯全食品的研究模型,然后分别对马铃薯细胞在过量水分和限制性水分条件下进行水热处理及化学交联反应,研究马铃薯细胞的形貌、胞内淀粉的结构及体外消化动力学,探索马铃薯细胞壁结构对胞内淀粉体外消化性的影响机制,以期为开发低血糖生成指数马铃薯食品提供理论指导和技术支撑,进一步推进我国马铃薯主粮化战略。将马铃薯细胞在过量水分下进行水热处理,研究胞内淀粉和细胞壁的形貌、结晶结构变化及其体外消化动力学,探索不同加热温度对胞内淀粉体外消化特性的影响机制。结果表明马铃薯细胞的淀粉消化性可分为三类:(1)当加热温度为55℃或60℃时,细胞壁物理屏障显著降低了胞内淀粉的消化速率和程度;(2)在糊化温度范围内,即65℃时,细胞壁结构明显降低了消化速率,仅轻微降低了最终消化程度,这是由于马铃薯糊化时产生的膨胀压力削弱了细胞壁的物理屏障作用;(3)在高于糊化温度,即≥70℃时,淀粉的膨胀压力和果胶溶解使细胞壁通透性明显增大,导致受损细胞壁结构仅降低消化速率,未能降低最终的消化程度。将马铃薯细胞在有限水分下进行水热处理,制备出0～100%糊化程度的样品,研究胞内淀粉和细胞壁的形貌、结晶结构变化及其体外消化动力学,探索不同糊化程度对胞内淀粉体外消化特性的影响机制。结果表明,完整和破碎细胞的消化速率和程度均与糊化程度呈显著线性正相关关系(R~2>0.9)。相同的糊化程度条件下,完整细胞的消化速率和程度明显低于破碎细胞,表明细胞壁物理屏障阻碍了酶与淀粉底物的接触或结合。然而,随着糊化程度的增大,细胞壁结构抑制淀粉消化性的作用减弱,这是由于淀粉的糊化和膨胀增大了细胞壁通透性,从而削弱了物理屏障作用。将马铃薯细胞在不同交联剂添加量下进行交联处理,测定交联细胞的磷含量、膨胀度以及淀粉溢出率,研究胞内淀粉和细胞壁的形貌、结晶结构变化及其体外消化动力学,探索交联细胞壁结构对胞内淀粉体外消化特性的影响机制。结果表明,交联反应可以显著减缓完整和破碎细胞中淀粉的消化速率。同一交联度下,完整细胞的消化速率和程度明显低于破碎细胞,表明蒸煮后,交联细胞壁仍能作为物理屏障阻碍淀粉酶向淀粉底物的扩散。随着交联程度的增大,细胞壁结构对胞内淀粉消化的抑制作用增强,这是由于磷酸基团在淀粉或细胞壁多糖链之间形成的共价键限制了胞内淀粉的膨胀和果胶的溶解,从而一定程度在蒸煮过程中保护了细胞壁结构,降低了细胞壁的通透性。