慢消化淀粉(slowly digestible starch)是指在小肠中能被完全消化但消化速度比较慢,可持续缓慢释放能量,维持餐后血糖稳态,防止出现胰岛素抵抗的一种淀粉(20~120 min),作为新型的改性淀粉,SDS具有低血糖生成指数(glycemic index,GI)食物的特性,改善血糖负荷;缓慢释放能量维持饱腹感,降低肥胖率,可见其作为低GI食物具有广泛的应用前景。目前,SDS生产主要采用湿热处理法或酶转化法,但由于工艺条件复杂、产率低及分离困难,尚未进行工业化生产。本研究主要采用蜡质玉米淀粉为原料,通过三种可食用有机酸压热酸解处理,进一步提高SDS产率,实现SDS高效转化。为加快SDS工业化生产提供理论依据,有利于我国丰富的淀粉资源高附加值开发利用,为玉米淀粉产业升级提供有效途具有重要意义。本研究的主要内容是依据人体餐后血糖随特定时间变化规律,确定一种简单快捷准确的SDS体外测定方法。采用统计学分析方法(Box-Behnken响应面法)优化三种可食用有机酸(柠檬酸、苹果酸、醋酸)压热酸解蜡质玉米淀粉制备慢消化淀粉的工艺条件,确定SDS生产工艺;进一步优化α-淀粉酶纯化苹果酸压热酸解产物,获得较高含量SDS。同时,利用扫描电镜和差示扫描量热仪对SDS表观结构特征和热特性进行研究分析。具体内容如下。1、通过改进Englyst法,采用体外模拟消化实验参照正常人体和小鼠餐前餐后GI值,确定一种新的快捷准确的SDS体外检测方法。检测方法为:500 mg淀粉样品溶于水20 mL中,在加入15 mL pH 5.5的乙酸钠缓冲液,添加10 mL混合酶液(含猪胰α-淀粉酶(250 U/mL)与糖化酶(60U/mL))在37℃下水解,水解30 min和150 min分别取500μL计算SDS含量。2、以蜡质玉米淀粉为原料,采用Design Expert8.0软件设计Box-Behnken 4因素三水平、共29组的响应面试验,分别优化柠檬酸、苹果酸、醋酸压热酸解制备SDS的条件,确定有机酸压热制备SDS工艺参数,提高淀粉中慢消化淀粉的含量。确定工艺参数分别为:柠檬酸浓度3.3%,压热酸解时间37 min,压热酸解温度115℃,淀粉乳浓度20%,SDS质量含量为33.06%。苹果酸浓度2.4%,压热酸解温度为116℃,压热酸解时间为24 min,淀粉乳浓度为18%,SDS质量含量为53.14%。醋酸浓度4.3%,压热酸解温度为121℃,压热酸解时间为36 min,淀粉乳浓度为24%,SDS含量提高到32.06%。3、采用正交试验优化α-淀粉酶纯化苹果酸制备SDS工艺参数,α-淀粉酶量为250U,酶解时间25 min,酶解温度60℃时,SDS质量浓度最高,达到55.27%。当循环纯化到第5次时,SDS质量含量达到85.55%。4、电镜扫描(SEM)结果表明苹果酸酸解、苹果酸压热酸解、酶解纯化均使得淀粉颗粒形貌发生改变,外表由光滑到凹凸不平,棱角分明,碎片明显,结构改变淀粉中慢消化淀粉的含量升高;差示扫描量热(DSC)分析表明压热酸解和压热酸解后酶解的淀粉样品淀粉颗粒整体结构更加紧密,晶体结构不稳定,内部结构的差异程度大。