燕麦是具有丰富营养的第五大谷物,中国是裸燕麦的发源地之一。随着近年来人们对于燕麦营养价值的深入了解,燕麦的消费量与日俱增,燕麦正在变为一种稀缺资源。将其充分利用,使其价值最大化已成为研究者们的共同目标。发芽作为植物种子生命周期的一部分,具有非常复杂的机理和过程。该过程可以通过自然无害化分解提高不溶性物质溶解性、使营养物质可消化性增强,并伴有活性物质的生成。利用这些特点提高种子的营养价值和食用性具有悠久的历史,豆芽和大麦芽的生产就是最好的例证。本文旨在通过发芽提升燕麦的可消化性和营养价值,并利用扫描电镜、X-射线衍射、激光粒度分析、示差扫描量热、热重分析、快速黏度分析、动态流变分析、光电子能谱、低场核磁共振、高效离子交换色谱等现代分析技术重点分析发芽过程中最主要的贮藏物质——淀粉的结构和各种宏观特性的变化规律,为燕麦淀粉的加工利用提供理论依据和参考。主要结果如下：1发芽燕麦的主要营养成分和生化指标发芽时燕麦中大分子物质含量减小,小分子物质含量增加,所有营养物质之间均有显著相关性。16℃避光条件下发芽,至48 h左右根和芽才能生长到可以直接用直尺测量的长度,随后根始终比芽长得长,发芽144 h时根和芽分别长至约40 mm和65 mm。用色度仪测定了发芽燕麦在50℃干燥后的色泽,发现生长阶段芽和根的长度与干燥后的麦芽色泽有显著相关性。发芽到144 h时,燕麦中的游离氨基酸和还原糖含量增至未发芽燕麦的10倍以上,分别为0.37%和14.47%。游离糖和总多酚含量也分别由5.23%和0.2%提高到28.11%和0.91%。植酸含量由0.35%降低至0.11%。发芽期间总淀粉酶含量提高了约5倍,与之对应的,淀粉由60%将至20%。经过发芽燕麦中的过氧化氢酶和过氧化物酶活性分别增加了1倍和2倍,丙二醛含量呈“L”型变化,未发芽样品为4.0×10-3μmol/g,浸泡后变为原来的1/2,发芽时稳定而缓慢地增长2发芽燕麦淀粉的颗粒和聚集态结构用X-射线衍射仪研究了燕麦淀粉的粉晶性质,所有样品衍射模式均为A型结晶,其特征衍射峰为,2θ为17°和18°的衍射峰随发芽时间变化有所不同,结晶度为8.8%-16.0%,最小为浸泡样品,最高为发芽144 h得到的样品。在扫描电镜下,所有样品呈线多角形、卵圆形,颗粒表面光滑规整,大多数颗粒小于10μm,少数颗粒团聚成块,样品间粒度差别不明显。用激光粒度仪测定燕麦淀粉的颗粒大小分布,发现所有样品都产生了不同程度吸胀,颗粒较电镜观察结果大,随发芽时间延长,淀粉粒径有减小趋势。同一样品不同乙醇浓度下,粒径大小不一,表现出的规律是：70%乙醇中粒径>50%乙醇中粒径>30%乙醇中粒径,同时,70%乙醇中粒径>90%乙醇中粒径。50%乙醇中淀粉样品的比表面积区别最大,发芽144 h后获取的淀粉比原淀粉增加约100 m2/Kg,达到236.28 m2/Kg。3发芽燕麦的热特性用差示扫描量热(DSC)技术,研究了燕麦淀粉的糊化特性,发现发芽前后淀粉的糊化温度差异不明显,起始糊化温度为56.7-58℃,峰值糊化温度为60.8-61.7℃,糊化终止温度为71.2-75.6℃,发芽后半程,糊化温度范围有加宽趋势,发芽144h样品糊化温度跨度最大,达到约18℃。发芽处理以后,燕麦中淀粉的糊化焓有所增加,最大达到11.32J/g。用热重分析(TGA)技术对燕麦发芽前后其淀粉的热分解过程进行了研究,发现热分解温度范围在275-363℃,随升温速率加大,热分解温区向高温移动。用Coast-Redfern方法对所有样品的热分解过程进行判断,发现燕麦淀粉热分解反应均为一级反应。热分解过程的活化能计算结果显示,随发芽时间延长,活化能呈下降趋势,由最初的219.44 KJ/mol将至157.75 KJ/mol。4发芽燕麦淀粉的流变特性用快速黏度分析(RVA)分析表明,燕麦发芽24h后的淀粉有最大的峰值黏度,除此以外,淀粉的峰值黏度随发芽时间延长总体呈增加趋势。最低黏度发芽中期的高于未发芽和发芽末期的燕麦淀粉,崩解值与之相反,发芽中期的淀粉崩解值小于发芽初始和发芽末期的淀粉崩解值。用动态流变仪分析燕麦淀粉糊,结果显示,黏度随浓度升高,剪切速率加大,淀粉糊稀化,淀粉糊表现出假塑性流体特征,可以用幂定律对其加以较好描述。浓度越高,淀粉糊的触变性越明显,剪切循环次数增多时,触变指数趋于稳定。浓度降低时,淀粉糊向软胶转变,发芽时间延长,趋势越明显。室温下,低浓度(5%)的淀粉浆不适合用动态流变研究其流变学性质。升温时发芽120 h和144 h的样品G′和G″最低,而且在相对较高的温度才有较大的增加,可能因为它们对于其中的直链淀粉包裹更紧。发芽时间延长样品形成的凝胶性能变差。未发芽样品的黏弹性对温度依赖性最强,发芽96h的样品弹性对自身浓度依赖性最强,浸泡样品的黏性对自身浓度依赖性最弱。5发芽燕麦淀粉的结构表征用尺寸排阻色谱(SEC)分析了燕麦淀粉中直链淀粉和支链淀粉含量,浸泡后燕麦中的淀粉直链淀粉含量达到37.6%,发芽阶段直链淀粉含量逐渐增大到25.8%,而未发芽燕麦的淀粉中直链淀粉含量仅为13.3%。特征粘度也是以浸泡后样品和发芽1-44 h样品为最高,分别为191 g·g-1和196.1 g·g-1,比未发芽燕麦中淀粉的特征黏度130.8 g·g-1高出很多。直链淀粉含量与特征粘度呈显著正相关,相关系数0.86(P<0.01)。发芽导致淀粉中短链比例减少而长链比例增加,这说明发芽过程中生物自身利用以短链降解优先。其脱支主要发生在DP介于33和45的部分,同时使支化度较小的部分减小,逐渐降解为单糖和小分子寡糖。体外消化实验表明,未发芽燕麦的淀粉具有最高的水解平衡浓度,水解指数为102.21,发芽以后燕麦中淀粉的水解指数和预测血糖指数有所降低。淀粉中的中间级分含量与水解指数有显著相关性,相关系数0.82(P＜0.01)。利用光电子能谱观察了未发芽和发芽144 h燕麦中淀粉在老化阶段的表面C原子和氧原子含量变化,结果提示发芽后的样品短时间内更不易老化。