淀粉和蛋白质是食品的主要组成成分。食品体系中淀粉分子与蛋白质分子的相互作用机制直接决定了食品的质构、加工、储藏等性能。但是由于蛋白质大分子本身较复杂的多级结构,直接研究其与淀粉分子的相互作用机制显得尤其困难。小分子氨基酸作为蛋白质的基本组成单元,研究氨基酸与淀粉的相互作用机制能为蛋白质分子和淀粉分子的相互作用关系提供基础理论指导。此外,作为添加剂及营养强化剂,氨基酸已被广泛应用于淀粉类食品体系。探究氨基酸分子与淀粉分子的相互作用机制对开发氨基酸/淀粉复合食品体系具有重要意义。本文以玉米淀粉为研究对象,选用三种具有代表性的氨基酸——甘氨酸（中性）、赖氨酸（碱性）和谷氨酸（酸性）,系统研究了氨基酸种类和添加量对淀粉的聚集态结构形貌及其热致相变行为的影响规律;并采用传统仪器表征技术和分子动力学模拟相结合的方式,揭示淀粉分子与氨基酸、水分子间的作用机制,为功能性淀粉基食品的开发及生产提供理论参考。主要研究结果如下:（1）氨基酸对淀粉颗粒聚集态结构形貌的影响,研究结果表明氨基酸种类及添加量对淀粉结构形貌的影响不同。随着酸性谷氨酸和碱性赖氨酸浓度的增大,扫描电镜结果显示淀粉颗粒表面逐渐变粗糙,并出现明显的凹陷现象,而中性甘氨酸对淀粉颗粒形貌无明显影响。偏光显微镜和粉末广角X射线衍射仪表征结果表明氨基酸不会破坏淀粉颗粒的A型结晶结构,但是随着谷氨酸和赖氨酸浓度的增大,淀粉的结晶度逐渐升高。非中性氨基酸体系中较强的酸性或碱性条件部分降解了淀粉颗粒的无定形区域,使其结晶度相对升高。此外,傅立叶红外光谱仪的去卷积分析技术表征结果表明,三种氨基酸分子与淀粉分子间的氢键相互作用是降低淀粉短程结构有序性的主要原因。（2）氨基酸对淀粉热致相变行为的影响,研究结果表明氨基酸种类和添加量显著影响淀粉的糊化及老化等性质。通过热台显微镜的程序升温技术,实时在线采集淀粉颗粒糊化的动态膨胀形态演变图,采用Canny边缘检测与数学形态学相结合的颗粒图像分割技术,监测淀粉在无剪切力条件下的原位糊化相变过程。同时采用差示扫描量热仪原位热分析技术与之对比。图像分析和原位热分析技术一致表明:三种氨基酸在不同浓度条件下均会抑制淀粉分子的糊化相变行为（淀粉的膨胀动力学速率下降、糊化温度升高）。随着氨基酸浓度的增加,其抑制作用先增加而后降低,其中浓度为10%的氨基酸影响最显著,甘氨酸、赖氨酸和谷氨酸使淀粉的糊化峰值温度分别提高了3.71℃、6.00℃和5.58℃。在有剪切力的布拉班德粘度仪体系下,随着氨基酸浓度的增加,淀粉糊的所有特征粘度逐渐下降,表明氨基酸能够有效塑化淀粉糊溶液。此外,三种氨基酸均显著抑制淀粉回生,且影响作用大小呈现以下趋势:谷氨酸>赖氨酸>甘氨酸。综上研究结果表明,氨基酸对淀粉热致相变行为的影响与氨基酸分子和淀粉、水分子间的物理相互作用（氢键作用和静电作用）密切相关。（3）淀粉分子在氨基酸/水溶液体系中的分子动力学模拟。采用分子动力学模拟技术模拟淀粉分子在不同浓度甘氨酸、赖氨酸及谷氨酸水溶液体系中的构象转变,同时采用均方根偏差、螺旋二面角分布、淀粉分子与水分子的径向分布函数及溶液体系氢键行为和相互作用能等方法进行统计分析,分析结果表明:氨基酸种类和添加量均会影响淀粉分子构象稳定性及溶剂分子间的相互作用,三种氨基酸中,赖氨酸和谷氨酸的影响大于甘氨酸。随着氨基酸浓度的增大,淀粉分子的均方根偏差逐渐降低,螺旋二面角变化速度逐渐减小,淀粉分子周围水分子的分布密度逐渐减小,表明氨基酸分子提高了淀粉分子构象稳定性。氢键相互作用及相互作用能分析表明,随着氨基酸浓度的增大,淀粉-水分子间氢键数目显著减小,而氨基酸-水分子间氢键数目显著增大,表明氨基酸分子主要通过与水分子作用减少水分子对淀粉分子的溶剂化作用,导致淀粉构象稳定性提高,使其在宏观上表现为糊化相变行为滞后。分子动力学模拟从微观层面揭示了氨基酸分子影响淀粉宏观性质的分子间相互作用机制,对氨基酸和淀粉复配食品的开发和生产具有重要意义。