在物质生活水平日益提高的当今社会,人们越来越关注糖尿病、高血脂、高血压等慢性疾病,传统高热量、高脂肪的膳食正在被更为健康的膳食所替代,因此功能性、低热量食品的开发研究具有重要的意义。脱支淀粉与膳食纤维类似,不被胃肠道消化吸收,具有预防肠道疾病、降血糖、降血脂等生理功能,有益于人体健康。魔芋葡甘露聚糖(KGM)是一种热量低、持水性强、粘度高的热不可逆凝胶,与淀粉复配时可有效提升体系的物化性能。本研究以玉米淀粉为原料,经普鲁兰酶脱支处理,与KGM复合制备出一种物化性能及抗消化性能良好的新型淀粉复配物,并研究不同浓度的KGM对酶法改性玉米淀粉性能的影响。设计动物实验,通过血糖、血脂指标、脏器组织观察表征实验样本对糖尿病小鼠的降糖效果,并利用微生物及代谢组学技术研究糖尿病小鼠肠道菌群和代谢产物的变化,从这两方面阐释脱支淀粉复配物的降血糖、降血脂的机理。(1)利用单因素和正交实验,确定了普鲁兰酶制备脱支玉米(DCS)淀粉的最佳条件:淀粉乳浓度8%,普鲁兰酶用量20 U/g,酶解时间10 h,难消化淀粉得率为56.88%,结晶度为25.67%微观形态观察表明,DCS颗粒紧实,表面光滑、边缘清晰,具有层状结构,难消化淀粉含量不同的DCS形貌差异较大。流变实验表明,难消化淀粉含量越高,DCS的表观粘度越低。(2)通过消化性能、结晶性能、流变学、溶解度、溶胀度、形态学的分析,研究了不同浓度的KGM对酶法改性玉米淀粉性能的影响。体外消化实验表明,KGM与脱支淀粉复配制备的复配物(DCSK)中难消化淀粉含量达到70%以上,明显高于DCS的样品。X-射线衍射结果表明,DCSK的结晶度为33.88%,明显高于DCS。物性学实验表明,KGM的加入使得DCSK体系的表观粘度提高、膨胀度增加、溶解度降低。KGM影响DCSK的流变学和消化特性主要通过两种方式:(a)作为包裹重结晶淀粉微粒周围的物理屏障;(b)形成网状结构,在淀粉长期回生期间,通过相分离使直链淀粉受限在网络空间内,促进直链淀粉的紧密重排。SEM和CLSM观察结果表明,与DCS相比,DCSK样品颗粒表面变得光滑,孔隙数量减少;DCSK样品呈现出被KGM网状结构包裹着淀粉微粒的状态,KGM含量越多,这种包裹现象越明显,这种网络结构导致淀粉颗粒聚集,促进脱支淀粉分子的聚集和回生。(3)通过动物实验研究DCSK对小鼠血糖、血脂的影响,从肠道微生物的变化说明微生物的调节作用,并基于代谢组学研究方法,研究代谢产物的调控作用。研究结果表明,DCSK可改善糖尿病小鼠的典型生理状况(多饮、多食、多尿),降低小鼠的血糖水平。生化实验表明,DCSK可以降低总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、肌酐的含量,DCSK一定程度上改善糖尿病小鼠血脂代谢紊乱情况。脏器切片实验结果表明,DCSK实验组肝细胞形态排列及组织结构较为正常,病理异常情况得到改善,说明DCSK对Ⅱ型糖尿病小鼠的肝脏组织、肾脏组织具有一定保护作用。(4)肠道微生物实验表明,DCSK干预后肠道中有益菌(拟杆菌门)丰度增加,厚壁菌和放线菌等致病菌群的丰度减少,因此DCSK具有良好的调节糖尿病小鼠肠道菌群的功能。通过代谢组学分析可知,DCSK复配物可以改善糖尿病小鼠代谢紊乱情况,差异代谢主要为糖类、氨基酸和脂肪酸三类,如:D-甘露糖、L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、亚麻酸、亚油酸,通过对代谢物的调节,使小鼠机体的氨基酸代谢水平正常、减少长链脂肪酸的吸收、促进碳水化合物缓慢分解。