马铃薯是世界范围内重要的农作物,富含碳水化合物、维生素、矿物质、膳食纤维等,其全粉更是一种高价值的食品原料。鉴于马铃薯巨大的产量和丰富的营养,将马铃薯由温饱消费品向营养健康消费品转变的主粮化战略开始实施。将马铃薯全粉作为主要原料制备马铃薯面包,可充分发挥马铃薯优异的生物学价值,在不改变人们饮食习惯的前提下实现面包的营养互补与强化,也契合国家马铃薯主食化的战略。然而,由于对马铃薯面包品质改良机制研究尚不深入,尤其对马铃薯全粉中不同存在状态和结合方式的淀粉对面筋蛋白网络结构的形成和聚集状态的影响缺乏系统研究,导致高比例营养强化马铃薯面包比容小、硬度高的核心问题依然没有解决。因此,本论文通过构建模型面团体系,将面团骨架结构、加工特性与淀粉-蛋白之间相互作用有机结合起来,探究淀粉对面筋蛋白网络结构的形成、支撑和热诱导聚集状态的影响,从根本上揭示马铃薯面团加工特性下降的主要机制。在此基础上,针对性地利用纤维素酶和果胶酶适度酶解调控淀粉特性强化马铃薯面团结构,改良了高比例马铃薯面包的品质,也为其他复合杂粮面包的开发奠定了一定理论基础。主要研究内容和结论如下:首先,通过对比分析不同改良剂对面团微观物理结构、流变学特性及发酵特性的影响,解析马铃薯全粉添加导致面团加工特性下降的原因。通过激光共聚焦显微镜（CLSM）分析面筋网络结构与面团加工特性之间的结构-功能性关系,发现马铃薯全粉的添加降低了面筋蛋白三维网络结构的连续性和稳定性。而单一补足谷朊粉并未有效改善面团加工特性,需要协同补充羧甲基纤维素（Carboxymethyl cellulose,CMC）,通过CMC与面筋蛋白之间的氢键和离子键相互作用,促进蛋白肽链之间的交联聚集,使面团中形成双相扩展的“蛛丝状”三维网络结构,马铃薯面团柔韧性和延展性得到提升,使得面包比容增加42.85%,硬度降低79.04%。由此证明,马铃薯全粉的添加不仅稀释了面筋蛋白网络结构,马铃薯全粉中不同颗粒状态的淀粉影响了面筋蛋白肽链之间相互作用,改变了面筋蛋白的聚集状态,导致面筋蛋白网络结构完整性和均一性下降。为了系统研究不同淀粉颗粒特性对面筋蛋白网络结构形成和聚集状态的影响,指导马铃薯面包制作过程中原料预处理工艺,筛选不同来源的淀粉颗粒与谷朊粉构建模型面团,探究淀粉颗粒粒径分布与形态在面团调制过程中对面筋蛋白网络结构的形成和支撑作用机制。研究发现,随着淀粉颗粒粒径的下降及非球状系数的增大,淀粉颗粒的Hausner比值和Carr’s指数呈上升趋势,即淀粉颗粒的流动性和填充性下降。环境扫描电子显微镜（SEM）与激光共聚焦显微镜（CLSM）结果表明,面团结构可看作由连续的面筋蛋白网络结构和分散在其中的淀粉形成的双相结构,淀粉颗粒过大,阻断了蛋白肽链之间的相互作用,导致面筋蛋白网络结构的断裂;淀粉颗粒过小则难以有效支撑面筋蛋白网络结构的形成与扩展,导致面筋蛋白局部聚集。运用动态流变学研究了面团内部微观结构对其宏观加工特性的影响,发现粒径适中的淀粉颗粒（尤其是玉米淀粉）能均匀的充斥在面筋结构中,其面团稠度系数（K=3.17 Pa·sn）最小,蠕变恢复率(Je/Jmax=66.20%)和延展度（135 mm）最大,最适合面包网络结构的形成。淀粉颗粒不仅通过堆积填充影响面筋蛋白网络结构的形成,淀粉颗粒的表面作为其与面筋基质的接触点,其不同的表面特性可能也对面团调制过程中面筋蛋白聚集状态具有重要影响。采用热处理法对淀粉颗粒表面进行改性,制备具有不同活性羟基的淀粉颗粒,并将其与谷朊粉制备模型面团,对模型面团中的游离巯基、游离氨基、蛋白分子量分布及蛋白二级结构进行了测定。结果显示,热处理后淀粉颗粒表面羟基分布发生改变,导致淀粉-蛋白分子间氢键、离子键和疏水相互作用均呈现不同程度的下降,进而引起模型面团中游离巯基和游离氨基含量显著上升。这些因素导致了面筋蛋白二级结构稳定性下降,引起β-折叠结构向无规卷曲和β-转角结构的转变,并使得面团中可萃取蛋白含量增加,谷蛋白大聚体（GMP）含量下降。证实了淀粉-蛋白非共价相互作用的减弱不利于面筋蛋白肽链之间的共价交联,从而导致面筋蛋白聚集状态的改变。为了深入探究淀粉颗粒表面特性的改变对焙烤过程中面筋蛋白去折叠-热诱导聚集过程的影响机制,对热处理过程中模型面团游离巯基、游离氨基、蛋白内源荧光及蛋白表面疏水性进行测定。结果表明,相比于原淀粉-谷朊粉模型面团,经过热处理后的玉米淀粉及马铃薯淀粉分别与谷朊粉制备的模型面团在95℃时游离巯基含量分别上升18.75%和38.25%,游离氨基含量则分别上升52.86%和14.56%;此外,由于热处理后的淀粉与谷朊粉制备的模型面团中蛋白分子间的交联聚集受阻,导致其在95℃时内源荧光光谱的红移现象较弱且蛋白表面疏水性较高。最后,通过利用反向高效液相色谱（RE-HPLC）对热处理过程蛋白亚基组成分布对比分析后发现,淀粉-蛋白非共价相互作用的下降抑制了α/β-和γ-醇溶蛋白在高温下整合于面筋蛋白网络结构中的过程。马铃薯全粉中淀粉颗粒表面粘附的纤维素和果胶等细胞壁组分不仅加强了颗粒间的粘着力与摩擦力,使得马铃薯面团中的淀粉相出现大颗粒团块,阻断了蛋白肽链之间的相互作用。此外,细胞壁组分还通过空间位阻及竞争性结合淀粉颗粒表面氢键结合位点的方式,阻碍淀粉-蛋白非共价相互作用。基于以上研究,针对性地选用纤维素酶和果胶酶处理马铃薯全粉,并对其酶解前后的粒径分布、粉体流动性和表面亲水性进行测定。结果表明,酶解60 min后,马铃薯全粉D50降低了26.48%,Carr’s指数与Hausner比值分别下降了29.61%和21.16%,有效改善了马铃薯全粉中淀粉相对面筋网络结构的堆积填充能力;此外,酶解60 min后,马铃薯全粉表面接触角下降48.82%,表明淀粉颗粒表面亲水性得到提升。最后,在体系中协同添加颗粒粒径适中的玉米淀粉,通过Angio Tool64软件对马铃薯面团中面筋蛋白网络结构进行量化分析发现,酶解60 min协同添加玉米淀粉后,蛋白网络长度及蛋白网络连接点显著提升,最终,马铃薯面包比容提升了69.31%,硬度降低了64.08%,显著改善了马铃薯面包品质。