紫山药（Dioscorea alata L）,又称紫莳药、紫淮山药,为多年藤本植物薯蓣的块茎,紫红色肉质中富含色素。紫山药富含淀粉,约占生物总量的16%～20%。本文以紫山药淀粉为原料,利用压热法、酶解-压热法、双酶纯化法制备紫山药抗消化淀粉,通过现代分析检测技术研究不同方法制备的紫山药抗消化淀粉的结构特性和理化性质。在此基础上,采用体外试验研究不同方法制备的紫山药抗消化淀粉对双歧杆菌的增值效果,并研究了在模拟的胃肠道逆环境下双歧杆菌的耐受能力,进而阐释紫山药抗消化淀粉结构与双歧杆菌的构效关系。通过动物试验,研究紫山药抗消化淀粉对高脂金黄地鼠脂质代谢和肠道菌群的调节作用,并分析脂质代谢与肠道菌群的关系。取得的研究结果如下:1.以酶解-压热法制备紫山药抗消化淀粉,考察了淀粉乳浓度、普鲁兰酶用量、酶解时间、压热时间对制备淀粉中抗消化淀粉含量的影响,通过正交试验和方差分析明确影响因素的重要性并优化工艺条件;比较分析了糊化淀粉、压热法制备的淀粉以及酶解-压热法制备淀粉的水解动力学。结果表明:酶解-压热法制备紫山药淀粉的抗消化淀粉含量随各因素水平的增加呈先增加后减小的趋势,优化的条件为:淀粉乳浓度20%、普鲁兰酶用量8U/g、酶解12h、以120℃压热处理40 min二次时,制备的抗消化淀粉纯度为96.67%,其中抗消化淀粉得率为47.85%;水解特性研究表明:与糊化、压热法相比,酶解-压热法制备的抗消化淀粉的水解率、水解指数与血糖指数均显著降低,具有更好的抗消化性。2.通过压热-冷却循环（DAS）与普鲁兰酶联合,制备紫山药抗消化淀粉（PDS）;在此基础上,采用耐热α-淀粉酶和糖化酶广泛水解PDS和DAS,得到PDS.H和DAS.H。通过对比研究此三种抗消化淀粉的结构特性和消化性的差异,结果表明:抗消化淀粉颗粒表面粗糙,呈现不规则的形状。DAS的直链淀粉含量最低（29.52%）,PDS.H最高（41.96%）。抗消化淀粉的结晶度顺序为PDS.H（31.23%）>DAS.H（30.16%）>PDS（21.23%）>DAS（15.30%）。PDS.H 具有最高的糊化温度和焓值（ΔH）,而DAS的最低。通过体外消化率分析表明,PDS.H比其他三种抗消化淀粉的水解指数和血糖指数降低都明显,这主要与其较低的溶解度和膨胀度、更有序的双螺旋结构和更高的结晶度有关。由此表明,压热结合普鲁兰酶脱支和双酶水解制备的抗消化淀粉PDS.H 比其他处理得到的抗消化淀粉具有更低的持水性和冻融稳定性,更高的糊化温度和糊化焓以及更加有序的结晶结构。3.研究了不同方法制备的抗消化淀粉对双歧杆菌体外益生效应。结果表明,在含有PDS和PDS.H培养基中,双歧杆菌比GLU（葡萄糖）和DAS（压热法制备抗消化淀粉）培养基更适于生长在模拟的上消化道条件（pH 1.5～3.0;0.3%和1.0%的胆汁酸）。当碳源浓度为20 g L-1时,抗消化能力最高的PDS.H对OD600nm值（1.544）和pH值（4.21）呈显著有利影响;另外,在含有PDS或PDS.H的培养基中,双歧杆菌的指数生长期为2 h,而在GLU或DAS培养基中则为4 h,同时在PDS.H培养基中获得较高含量的短链脂肪酸（SCFAs）。从抗消化淀粉和双歧杆菌发酵后抗消化淀粉的结构特征分析表明,抗消化淀粉PDS和PDS.H,具有比DAS更粗糙的表面和更高的结晶度。在模拟大肠环境下,经发酵后抗消化淀粉显示出侵蚀的表面和结晶度降低。所有这些结果表明,具有粗糙表面和完美结晶结构的RS,特别是PDS.H提供了更好的双歧杆菌黏合条件和生长基质,可以保护双歧杆菌免受胃肠道环境侵害和促进双歧杆菌的增殖。4.研究了紫山药（Dioscorea alata L.）抗消化淀粉（PDS.H）对高脂金黄地鼠脂质代谢和肠道菌群的调节作用。与低剂量的抗消化淀粉相比,通过灌胃高剂量的抗消化淀粉能够更有效地控制金黄地鼠体重和脂肪组织重量,增加HDL-C的浓度,降低TG、TC和LDL-C浓度。肠道组织学分析表明,灌胃抗消化淀粉有效改善了高脂金黄地鼠的盲肠和结肠慢性炎症。通过16S rDNA基因扩增、测序和基因分析金黄地鼠粪便细菌种群,结果表明灌胃抗消化淀粉的高脂金黄地鼠血脂TG和TC水平的改善与肠道菌群改变密切相关。其中,喂食高剂量抗消化淀粉后,高脂金黄地鼠粪便中双歧杆菌和乳酸杆菌等有益菌数量大幅度增加,与HDL-C水平呈正比,而与TG、TC和LDL-C水平呈反比。这可能是因为灌胃抗消化淀粉对肠道菌群产生有利影响,进而调节体内脂质代谢。