大米是东南亚国家人们的主食，因其丰富的营养价值和优良的食用特性，近年来受到西方发达国家的普遍关注。大米淀粉是大米中的主要成分，有着良好的消化性和特殊的物化特性。为了更清楚地了解和阐述大米结构和性能的关系，特别是水分子淌度对物化特性和消化性的贡献，本文选用了我国十种大米为原料，采用现代分析方法，对大米淀粉的结构和性质进行了系统研究，并对颗粒结构、分子结构、物化特性及消化性进行相关性分析。在此基础上，利用核磁共振技术研究了水分子运动性对大米淀粉宏观性能和消化性的影响，为大米的加工利用和品质评定提供理论依据，和实验参数同时为淀粉与水分子的相互作用的研究提供基础。主要研究结果如下：　　 1大米淀粉的组成和颗粒特性　　 采用化学方法和扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪、X-射线衍射仪(XRD)及热重分析仪(TG)对淀粉的组成和颗粒性质进行了研究，结果表明：不同品种大米淀粉的直链淀粉含量差异较大，分布范围为18.1％-31.6%;淀粉结晶度差异明显，分布范围为20.4%-33.4%之间；颗粒粒度分布较窄，品种间中位径(D50)差异不明显，分布范围为6.23-7.81ym；淀粉热分解活化能差异明显，分布范围在155.6-201.5kJ/mol之间。淀粉颗粒结构影响淀粉的物化特性：直链淀粉含量与膨润度呈负相关，与淀粉的凝胶硬度正相关；淀粉颗粒中位径D50与淀粉糊的透光率正相关，与糊化热焓负相关；淀粉结晶度与活化能、糊化温度和流变性正相关。由此看出，直连淀粉分子链容易聚集而影响淀粉在水中的溶胀和其凝胶刚性。　　 2大米淀粉的物化特性　　 利用快速粘度仪(RVA)、差示量热扫描仪(DSC)、质构仪(TA)和动态流变仪(DMA)对不同品种大米淀粉物化特性进行了分析，研究结果表明大米品种间宏观物性存在差异。大米淀粉膨润度和溶解度差异明显，其分布范围分别为16.4-30.2g/g和17%-40%。糊化的大米淀粉透光率在11.6%-23.4%之间，贮藏后透光率在12h-24h内下降最快。大米淀粉的起始糊化温度范围为66.4-79.1℃，峰值粘度、最低粘度和最终粘度分布范围为2143-4584cP、534cP-2054cP和1443-3637cP。差示量热扫描仪(DSC)测定的糊化温度（To、Tp和Tc）范围分别为53.29-68.75℃、61.18-76.02℃和70.87-85.43℃，起始糊化温度低于快速粘度测定的温度，糊化热焓范围为7.23-11.84J/g。不同品种大米淀粉的凝胶强度分布范围为12-139g。动态流变仪(DMA)测定的储能模量(G)和耗能模量(G")的峰值范围分别为1816-6127Pa和289.7-560.6Pa，储能模量转变温度与快速粘度分析(RVA)测定的起始糊化温度变化一致。大米淀粉的物化特性之间也存在显著的相关性：淀粉颗粒的溶胀和溶解是淀粉颗粒的物化特性的关键。淀粉的溶解度与糊化特性相关，RVA测定的粘度之间也存在着相关性，三种方法（RVA、DSC和DMA）测定的糊化温度的结果是有差异的，但存在显著正相关。　　 3大米淀粉的消化性　　 抗性淀粉和血糖指数两个指标衡量大米淀粉的消化性，采用体外消化动力学实验进行分析，结果表明：原淀粉即生淀粉颗粒中抗性淀粉含量最大，大于50%；大米淀粉糊化后，抗性淀粉含量范围为4.3%-5.6%；低温贮藏会导致抗性淀粉含量的增加，抗性淀粉含量范围为5.7%-8.1%。糊化淀粉血糖指数在74.0到93.9之间，多数品种淀粉在60min时即达到水解平衡，90min后水解率增加缓慢。大米淀粉糊化和老化后均属于高血糖食品，其中粳米较籼米更容易消化，产生更高的血糖应答，因此更适合作为婴幼儿的食品来源。淀粉的品种对体外消化有显著影响。淀粉组成及物化特性影响淀粉的消化性：直链淀粉含量影响淀粉中抗性淀粉含量；而淀粉中结晶区阻碍原淀粉的水解，结晶度与原淀粉中抗性淀粉含量正相关；溶解度和水解指数相关，与溶解度有关的部分糊化特性也与水解指数相关。　　 4大米淀粉的分子结构　　 采用高效离子交换色谱分析了不同品种大米淀粉中的支链分布，均呈高斯分布，采用化学方法分析直连淀粉的聚合度，结果表明：支链淀粉的支链链长分布在DP6-36，长链DP＞36的链长含量在2%左右，主要链长分布于DP18-23之间，含量为50%左右。支链淀粉分支结构影响淀粉的物化特性，结果表明：DP6-11的短链含量与糊化温度负相关，而链长DP＞12含量与糊化温度正相关；链长为DP6-11的短链含量与淀粉的储能模量峰值和耗能模量峰值正相关，与损耗内切角负相关；而链长DP12-23的含量作用相反，可以看出短支链和中长支链对糊化温度和流变性影响显著。链长DP12-23的含量与结晶度呈正相关，提示大米淀粉的结晶区主要由DP12-23的支链组成。直链淀粉的平均聚合度分布范围为2941-11331，与淀粉糊的透明度呈负相关。　　 5淀粉-水相互作用对大米宏观性能和消化性的影响　　 本文采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪、差示量热扫描仪(DSC)、光电子能谱仪(XPS)和1H-核磁共振仪研究了水分子淌度和大米淀粉消化性的关系，各研究方法得到的结果均有很好的相互印证，提示大米淀粉的宏观特性不仅与淀粉颗粒和分子链结构密切相关，而且水分子的淌度也有重要贡献，不同水分含量的淀粉-水体系，其特性差异明显，这与淀粉和水分子的相互作用有关。上述研究至今尚未见文献报道。我们选用三种不同水分含量进行相关研究，结果表明：在水分含量50%的条件下，淀粉的宏观性能受结合水运动的影响；而水分含量为66.7%和83.3%的条件下，低于糊化温度时，淀粉的宏观性能主要受结合水运动的影响；高于糊化温度时，淀粉的溶解和膨胀度决定水分子淌度（即运动性），淀粉的宏观性能受自由水和结合水共同作用。在水分含量50%的条件下下，消化率与结合水的驰豫时间T21呈线性相关。在水分含量66.7%的条件下，在糊化温度前消化率由结合水的运动决定，高于糊化温度的情况下，消化率由自由水的运动决定。在水分含量83.3%的情况下，在糊化温度前消化率随结合水弛豫时间T21变化，而高于糊化温度后，淀粉的水解与淀粉链的伸展状态有关，消化率不能用自旋-自旋弛豫时间T2解释。