淀粉是天然合成的第二大高分子物质,它来源广泛、价格低廉。然而由于不溶于冷水、加工过程中耐热能力较差、易老化,因此需要利用人工手段对原淀粉进行改性以改善其加工性能来扩大应用范围。荞麦是世界公认的优良“药食兼用”作物,其两个主栽品种(甜荞和苦荞)的保健功能在我国历代医学典籍中多有阐述。近年来荞麦在抗氧化、抗炎、降血糖、降血脂、抗癌等方面的显著功效引起了研究学者的广泛关注;此外荞麦淀粉也具有多种独特的理化性质,与其他谷物淀粉相比含有更多的直链淀粉和抗性淀粉,体外水解速率也低于大米、小麦等主粮淀粉;不仅有利于餐后血糖水平的控制,还对预防和调控人体氧化应激和慢性炎症反应具有重要意义。然而目前并未发现含有高直链或高抗性淀粉含量的荞麦品种,因此需要找到一条安全途径对荞麦淀粉进行改性,改变其淀粉结构和理化性质,进一步提高直链淀粉和抗性淀粉含量,增强其营养保健功能。化学改性是目前应用最广、产量最大、得到改性淀粉种类最多的淀粉改性方法,但化学试剂的引入会带来食品安全隐患,因此淀粉物理改性便逐渐成为新的研究热点。高静压(HHP)技术作为非热加工典型代表,是食品热加工的替代技术之一,其加工产品能满足人们对食品天然、营养、健康等方面的新需求。虽然HHP技术已被用于多种淀粉的改性研究,但国内有关荞麦淀粉HHP改性的研究还鲜见报道。本文以自制甜荞和苦荞淀粉为试验材料,以HHP技术为手段,把理化性质测定作为切入点,采用SEM、RVA、DSC、XRD等分析技术、体外模拟消化模型及PCR和高通量测序研究方法,研究不同高压条件对荞麦淀粉理化性质、糊化性质、流变学和质构性质的影响,分析HHP处理对荞麦淀粉体外模拟消化性质和快速、慢性消化淀粉及抗性淀粉含量的改变,初步探究HHP改性荞麦淀粉对小鼠体内氧化应激改善和肠道微生物菌群组成改变的作用机制,为HHP改性荞麦淀粉预防肥胖、调控肠道微生物菌群提供理论支撑。主要的研究结果如下:1)HHP处理未对荞麦淀粉的水分、总淀粉、蛋白质、粗脂肪以及灰分含量造成显著改变;但显著提高了直链淀粉含量(AMC)且与HHP压力水平呈正相关,600 MPa处理的荞麦淀粉具有最高的AMC提升(甜荞7.3%和苦荞5.1%)。2)HHP处理显著提高了荞麦淀粉的颗粒大小、平均粒径和大颗粒淀粉比例,且颗粒粒径分布范围明显变宽、结晶度降低、晶体结构被破坏。120~360 MPa并未明显改变荞麦淀粉颗粒形态;480 MPa处理后部分颗粒破裂聚集,开始发生糊化,说明在360~480MPa间存在导致荞麦淀粉糊化的临界压力值;600 MPa下大多数淀粉颗粒形态丧失形成凝胶且晶体结构由A-型向B-型转变。3)HHP处理显著提高了荞麦淀粉在50~60 ~o C加热时的溶解性和膨胀度,而在70~90~oC得到了相反的趋势;与原淀粉糊相比,改性淀粉糊的冻融稳定性、凝胶硬度、粘着性、弹性等均显著降低,凝沉速度更快,说明HHP处理限制了荞麦淀粉糊化过程的颗粒膨胀,导致更多未膨胀和未破裂颗粒残留,加快了老化。4)荞麦淀粉糊化温度及焓变值随HHP处理显著降低,而糊化度显著提高,表明荞麦淀粉的晶体和双螺旋结构遭到破坏,结晶度及糊化所需能量显著降低;同时HHP处理限制了荞麦淀粉的水合作用和颗粒膨胀,导致荞麦淀粉糊特征粘度降低,提高其连续加热和搅拌时的稳定性;所有淀粉样品属于非牛顿流体,其流变特性曲线可用Herschel-Bulkley模型进行拟合;相同剪切速率下,荞麦淀粉表观粘度与HHP压力成正比,且均存在剪切稀化现象。5)苦荞原淀粉体外水解速率低于甜荞原淀粉,荞麦淀粉体外水解速率、快速消化淀粉(RDS)含量随HHP处理显著降低,但慢速消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)水平显著升高。相比于原淀粉,HHP改性荞麦淀粉样品具有更好保健功能,可用于荞麦功能食品开发。6)HHP改性荞麦淀粉能改善小鼠体内由高脂膳食引起的氧化应激水平,调节小鼠脂肪代谢,改善血脂成分、降低肝脏损伤程度,并限制肥胖发展,这些作用与样品中RS含量显著相关。高脂饲料导致小鼠肠道微生物种类显著减少,但HHP改性荞麦淀粉的干预能增加小鼠肠道内有益菌属的种类和数量,且又与小鼠体内氧化应激水平和肥胖状态的改善显著相关,但肠道微生物菌群结构与肥胖症间的关系仍需进一步深入挖掘。上述试验结果说明HHP处理能显著改变荞麦淀粉性质,HHP改性荞麦淀粉对于高脂饲料喂养小鼠体内氧化应激水平和肥胖状况有明显的下调作用,且能显著改变小鼠肠道微生物菌群结构,增加有益菌属种类和数量。这些为荞麦淀粉的进一步开发利用提供了理论依据,也为HHP改性提高荞麦淀粉的营养功能特性提供了新的证据。