高压均质处理对豌豆淀粉流变特性及多尺度结构的影响

胡 荣，汪 楠，张甫生,2,*，郑 炯,2,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.川渝共建特色食品重庆市重点实验室，重庆 400715）

豌豆作为世界第二大食用豆类，也是我国重要的食用豆类作物之一[1]，富含淀粉、蛋白质等营养物质，其中淀粉作为其主要成分，约占45%～55%。相较于谷物淀粉与薯类淀粉，豌豆淀粉（pea starch，PS）提取简便易得，价格低廉，且直链淀粉含量较高[2]，具有热黏度高、凝胶强度高、凝沉性、成膜性好等优良特性，目前在食品工业中主要应用于生产加工粉丝、粉皮、制备淀粉基薄膜[3]。但天然PS易老化回生、凝胶热稳定性差、抗剪切性能差等特点限制了其应用范围。流变特性作为淀粉凝胶重要的理化特性之一，与淀粉加工性能及淀粉基食品品质密切相关。因此，研究PS的流变特性对于PS的品质调控及开发利用具有重要意义。

淀粉流变特性的研究是基于淀粉糊化和凝胶形成两个过程，糊化伴随着淀粉颗粒吸水膨胀、水分子大量进入使分子间氢键断裂及内部有序结构崩解、直链淀粉大量溶出的过程；凝胶形成则与直链淀粉凝胶化、支链淀粉重结晶有关[4]。淀粉的流变特性会受到多个因素的影响，如淀粉的种类[5]、结构[6]、加工技术[7]等。高压均质（high-pressure homogenization，HPH）处理通过在均质系统内形成压力差，产生机械应力，对淀粉产生剪切、撞击、高频振荡、涡旋和气穴等作用，引发淀粉颗粒粒径减小，支链淀粉结构破坏，短程有序分子结构减少等一系列结构改变，从而影响其流变特性[8]。虽然目前有一些利用HPH调控玉米淀粉（A型结晶）、马铃薯淀粉（B型结晶）等[9]理化性质方面的研究，但关于HPH处理对PS（C型结晶）理化性质及结构影响的研究较少，且HPH加工过程中其多尺度结构的变化与淀粉凝胶流变特性之间的影响机制尚不清楚。因此，本实验以PS为研究对象，探究HPH对PS流变特性的影响，并对其颗粒形貌、结晶结构、短程有序结构等多尺度结构进行表征，探讨HPH作用、淀粉多尺度结构、流变特性之间的相互影响机制，以期为HPH在淀粉性能改善及品质调控中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

食品级PS（水分质量分数10.0%、直链淀粉质量分数33.8%、支链淀粉质量分数45.3%） 上海枫未实业有限公司。

1.2 仪器与设备

FA2104型高精数显电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；Scientz-207A型高压均质机 宁波新芝生物科技股份有限公司；RVA-TecMaster快速黏度分析仪 瑞典波通仪器有限公司；DHR-1流变仪美国TA公司；Phenom Pro10102扫描电子显微镜荷兰Phenom World公司；Mastersizer 3000激光粒度分析仪英国马尔文仪器有限公司；7000X射线衍射分析仪日本岛津公司；Spectrum100傅里叶变换红外光谱仪美国PerkinElmer公司；MSL-300核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）波谱仪 德国Bruker公司。

1.3 方法

1.3.1 样品制备

取200 g PS（干基），配制质量分数为10%的淀粉乳，搅拌均匀，利用高压均质机分别经20、40、60、80、100 MPa压力处理3 次，每次30 min，真空冷冻干燥48 h，装袋密封备用。以未作处理的原淀粉作为对照组（CK）。

1.3.2 静态流变特性测定

准确称取3 g样品，放入快速黏度分析仪专用铝盒中，加水搅拌均匀。然后将铝盒放入快速黏度测定仪中，采用仪器标准1程序进行糊化。取糊化后的样品立刻转移至流变仪测定平台上测定，选择直径为40 mm的平板，设置平板间隙为1 000 μm，上样平衡时间为30 s，测试温度为50 ℃。

黏度测定：以5 s-1为梯度，记录剪切速率由0.1 s-1增加至300 s-1过程中样品黏度的变化。

触变性测定：采用两步程序测试样品的触变性，测试程序：以5 s-1为梯度，剪切速率从0.1 s-1增加至300 s-1，再以相同梯度下降至0.1 s-1。记录样品黏度随剪切速率的变化，分析不同样品的触变性，积分计算滞后环的面积。

流变模型拟合分析：依据剪切应力（δ）与剪切速率（γ）的关系，按照式（1）运用幂定律（Power-Law模型）对数据进行拟合。

式中：δ为剪切应力/Pa；K为稠度系数/（Pa·sn）；γ为剪切速率/s-1；n为流体指数。

剪切结构恢复力测定：采用三步程序测试样品的恢复力：低速剪切：1 s-1、120 s；高速剪切：300 s-1、60 s；低速剪切1 s-1、180 s。剪切结构恢复力为第3阶段前30 s表观黏度平均值相对于第1阶段表观黏度平均值的比例。

1.3.3 动态黏弹性测定

将1.3.2节经快速黏度测定仪糊化后的样品立刻转移至流变仪测定平台上测定，选择直径为40 mm的平板，设置平板间隙为1 000 μm，上样平衡时间为30 s，测试温度为50 ℃。

温度扫描：在样品的线性黏弹区内，以5 ℃/min的速率升温，测定样品在50～95 ℃储能模量G＇、损耗模量G″的变化。

频率扫描：测定温度50 ℃，测定G＇、G″及损耗角正切值（tanδ＝G″/G＇）在0.1～20 Hz的变化。

1.3.4 淀粉颗粒微观形貌观察

采用扫描电子显微镜对待测样品进行颗粒形貌观察。测试前，将待测粉末样品置于40 ℃烘箱内干燥12 h，取适量样品分散于贴有导电双面胶的载物台上，利用真空离子溅射仪喷金，加速电压20.0 kV，放大倍数3 000 倍。

1.3.5 淀粉颗粒粒径分布

取HPH处理前后的PS配制质量浓度0.01 g/100 mL溶液，采用激光粒度分析仪在25 ℃下测定样品的粒径分布及体积平均粒径。分散剂和样品的折射率分别为1.33和1.53，遮光参数为1%～2%。

1.3.6 X射线衍射分析

采用X射线衍射分析仪对样品晶体结构进行分析，特征射线Cu靶-石墨单色器，管压40 kV，电流30 mA，测量角度范围2θ＝4°～40°，发射及防反射狭缝1°，接收狭缝为0.3 mm，扫描速率为2（°）/min，步宽0.02°。采用Jade 6.5软件处理衍射图谱，分别按照式（2）～（4）计算微晶区、亚微晶区、非结晶区比例[10]。

式中：IC1为微晶区面积；IC2为亚晶区面积；Iα为非晶区面积。

1.3.7 傅里叶变换红外光谱分析

称取（3.00±0.05）mg样品与预先研磨过的KBr粉末混合至总质量为（300.0±0.1）mg，以空气为背景进行傅里叶变换红外光谱分析，扫描64 次，分辨率为4 cm-1。使用Omnic软件分析作图，并对数据进行傅里叶去卷积处理。

1.3.8 核磁共振氢谱分析

根据Wang Nan等[11]的方法，利用1H NMR谱图分析淀粉样品的糖苷键比。将80 mg样品溶解在1 mL二甲基亚砜中。在25 ℃测定样品1H NMR谱。α-1,4和α-1,6糖苷键所对应化学位移分别在δ5.11、4.90处。采用软件MestReNova 14软件处理图谱，按照式（5）计算分支度。

式中：Iα-1,4和Iα-1,6分别是α-1,4和α-1,6糖苷键的1H NMR峰面积积分。

1.4 数据处理与分析

实验均重复测定3 次，结果以平均值±标准差表示。使用Origin 2019软件作图，通过SPSS 25.0软件对实验数据进行单因素方差分析，利用邓肯多重比较进行显著性分析，P＜0.05表示有显著性差异。

2 结果与分析

2.1 HPH对PS静态流变特性的影响

2.1.1 表观黏度

HPH处理前后PS黏度与剪切速率关系如图1所示，HPH处理前后PS黏度均随着剪切速率的增加而减小，表现出剪切稀化现象，是淀粉凝胶的典型特征。随着剪切速率的增加，黏度急剧下降，这是由于剪切作用力使缠绕分子链伸展或使颗粒沿流动方向呈直线排列，层间剪切应力减小，导致黏度降低。当剪切速率增大到一定值时，淀粉分子重新定向至剪切方向，其黏度逐渐趋于恒定[12]。不同均质压力处理后PS的黏度均大于原淀粉，表明HPH处理可以使PS更黏稠，抗剪切变稀能力增强。当处理压力小于40 MPa时，PS黏度随均质压力的增加而增加，而当处理压力大于40 MPa时，PS黏度随均质压力的增加而减小，这可能是由于当均质压力较小时，HPH过程中剪切、空化、碰撞作用使淀粉颗粒动能增加，分子链的扩散和运动加剧，促进分子链之间的缠结作用，导致淀粉黏度增加[13]；当均质压力进一步增大，较高均质压力使淀粉分子链断裂，直链淀粉溶出增加，结构变得疏松，导致其流动黏性阻力降低[14]。

图1 HPH处理后PS黏度随剪切速率的变化Fig.1 Changes in viscosity of HPH treated PS with shear rate

2.1.2 触变性

HPH处理前后PS剪切应力随剪切速率的变化曲线如图2所示，剪切应力均随剪切速率的增加而大幅提高，这是由于剪切初期淀粉分子缠绕作用较强，淀粉凝胶网络结构抗剪切性好，而后随着剪切速率的增加，淀粉凝胶结构破坏程度增大，越来越多的淀粉分子从开始的网络结构转为定向流动，曲线则趋于平缓[15]。经过不同均质压力处理后，剪切应力的增加幅度呈先上升后下降的趋势。同时发现所有样品剪切应力的上行曲线和下行曲线均不能完全重合，形成滞后环，说明其均具有触变性。如表1所示，所有样品中原淀粉滞后环面积最小，表明HPH处理使其触变性增强。滞后环面积随着均质压力的升高呈先增加后减小的趋势，40 MPa处理后滞后环面积最大，为16 844.08 Pa/s，随后滞后环面积逐渐减小。研究报道淀粉触变性与直链淀粉含量和支链淀粉链长分布有关，一定的均质压力可促进直链淀粉、支链淀粉自身及相互之间的缠绕作用，淀粉分子链取向重排，导致触变性增大[16]。当均质压力超过40 MPa时，强剪切力作用使直链淀粉含量增加，淀粉凝胶结构的强度减弱；支链淀粉分子断裂，短链比例增加，体系抗触变性增强[17]。

图2 HPH处理后PS剪切应力随剪切速率的变化Fig.2 Changes in shear stress of HPH treated PS with shear rate

表1 HPH处理后PS流变曲线滞后环的面积Table 1 Hysteresis loop areas of rheological curves of HPH treated PS

2.1.3 流变模型拟合

采用Power law模型对HPH处理前后PS的流变曲线进行拟合，由表2可知，决定系数R2均介于0.975～0.997，表明该模型能较好地拟合所有样品的流变曲线。所有样品的n值在0.432～0.555，且上行线K值均大于下行线，表明其均属于假塑性流体，与图1结果一致。与原PS相比，HPH处理后PS的K值增大，n值减小，说明其黏度、假塑性增强。K值随着均质压力的增大均表现为先增大后减小，n值则反之，40 MPa处理时PS的K值为57.467 Pa·sn，n值为0.448；当压力达到100 MPa时，黏度与假塑性明显低于40 MPa处理组。这一结果表明均质压力较大会使淀粉颗粒发生崩解，缠绕的淀粉分子链伸展，导致其黏度降低，流动性增强[18]。而陈璐璐[19]研究发现马铃薯淀粉经HPH处理后，K值减小，n值则增大，其黏度降低。

表2 HPH处理后PS流变曲线的拟合参数Table 2 Fitting parameters of rheological curves of HPH treated PS

2.1.4 剪切结构恢复力

HPH处理前后PS在剪切过程中黏度随时间的变化如图3所示。由图3A可知，在相同的剪切速率条件下，原PS及HPH处理后的PS在第3阶段的黏度均明显低于其在第1阶段的黏度，表明经过低速-高速-低速的剪切过程，剪切力作用破坏了PS的凝胶结构，难以完全恢复到剪切前的状态。一般用第3阶段前的表观黏度与第1阶段表观黏度的比值来表示剪切结构恢复力，图3B为计算得到原淀粉以及经过不同均质压力处理后PS的剪切结构恢复力。40 MPa HPH处理后，原淀粉剪切结构恢复力从73.57%下降至51.76%，随着均质压力的增加剪切结构恢复力呈先降低后增加的趋势。这可能是由于0～40 MPa HPH处理破坏分子间氢键等弱力相互作用，体系结构破坏，经过剪切过程后难以恢复至原有凝胶结构，体系剪切结构恢复力随之减小[20]。而40～100 MPa的HPH处理促进了直链淀粉溶出，有利于淀粉分子链重排形成更稳定的凝胶结构，剪切结构恢复力增强。

图3 HPH处理后PS在剪切过程中黏度随时间的变化Fig.3 Changes in viscosity of HPH treated PS with shear time

2.2 HPH处理对PS动态黏弹特性的影响

2.2.1 频率扫描

在一定频率条件下将恒定的力作用于淀粉糊，其在不同温度下的动态黏弹性可用G＇、G″、损耗角正切tanδ进行描述。由图4A、B可知，HPH处理前后PS凝胶G＇、G″随着频率的增大而增加，所有样品G＇显著大于G″，表明淀粉凝胶弹性特征高于黏性特征，体系表现出类似于固体的特征。PS体系的G＇、G″表现出一致的变化规律：相较于原PS，经过HPH处理后，G＇、G″均增加，说明HPH处理可以增强PS凝胶的弹性和黏性。0～40 MPa处理后，两者随着均质压力的升高而增加；而后两者随着均质压力的升高而减小。淀粉凝胶是由膨胀颗粒及颗粒碎片嵌入淀粉分子三维网络中形成的，均质压力较低时有利于糊化后膨胀颗粒与直链淀粉之间的相互作用或交联，G＇、G″增加。大于40 MPa的均质压力阻碍了淀粉分子链的排列和凝胶网络的形成，淀粉凝胶黏弹性降低[21]。有研究采用HPH处理板栗淀粉，其G＇、G″则均降低，凝胶抗崩解能力下降[22]。

由图4C可知，所有样品在0.1～20 Hz的频率范围内的tanδ均小于1，表明其具有弱凝胶结构且主要以弹性性质为主；tanδ表现出与G＇、G″相反的变化趋势，所有样品中原PS的tanδ最大，表明HPH处理对PS体系的弹性影响高于对黏性的影响，使其更趋向于固体。综上，HPH处理增强了凝胶的网状结构，提高了其在机械加工中的稳定性，且其凝胶强度可通过均质压力来调控，且HPH对不同来源淀粉凝胶的黏弹性影响不同。

图4 HPH处理后PS储能模量（A）、损耗模量（B）、损耗角正切（C）随频率的变化Fig.4 Changes in G＇ (A), G″ (B) and tan δ (C) of HPH treated PS with frequency

2.2.2 温度扫描

G＇越大，淀粉凝胶的抗崩解能力和凝胶硬度越强；G″越大，凝胶体系黏弹性越好。由图5可知，HPH处理后PS的G＇、G″均高于原PS，这与频率扫描结果一致。在温度接近PS糊化温度前，G＇迅速增加，在70 ℃左右达到最大值。这可能是因为在升温初期，淀粉颗粒开始吸水膨胀，并与溶解的直链淀粉相互作用，形成特殊的三维网络结构[23]，G＇升高。当温度超过70 ℃后，淀粉颗粒在升温过程中不断膨胀破裂，凝胶体系开始坍塌，G＇降低。G″则在升温过程中表现为先减小后增大，在75 ℃左右达到最小值。两者曲线均在70～75 ℃的温度段内出现拐点，推测该PS的糊化温度应在此区间内。在同一温度条件下，G＇、G″均随着均质压力的增大呈先增加后减小的变化规律，均质压力超过40 MPa后，PS的G＇、G″减小，可能是部分长直链淀粉和支链淀粉分子断裂，颗粒内部晶体结构破坏导致淀粉颗粒的抗崩解性、凝胶硬度和黏度降低，G＇、G″逐渐降低。不同于其他样品，40 MPa处理后G＇在65 ℃达到峰值，推测其糊化温度降低。Chen Lulu等[24]在甘薯淀粉动态流变曲线中发现同样变化规律，80 MPa处理后其G＇、G″在85 ℃达到峰值。

图5 HPH处理后PS储能模量（A）、损耗模量（B）随温度的变化Fig.5 Changes in G＇ (A) and G″ (B) of HPH treated PS with temperature

2.3 HPH处理对PS微观结构及粒径分布的影响

HPH处理前后PS的微观结构及粒径分布如图6所示。由图6A可知，原PS颗粒呈椭圆形、肾形或较小球形颗粒，表面光滑，在一些颗粒表面可以看到一些较浅的沟槽，其体积平均粒径为33.3 μm。由图6B～D可知，与原淀粉颗粒相比，20、40 MPa处理后PS颗粒表面出现轻微裂缝、凹陷，60 MPa处理组的部分PS颗粒出现破裂；粒径分布图显示PS颗粒粒径分布较窄且集中，绝大部分粒径位于50 μm范围内。当均质压力超过80 MPa后（图6E、F），淀粉颗粒出现破裂瓦解，表面粗糙，凹陷成坑洞，100 MPa时部分颗粒完全破裂，颗粒碎片部分发生聚集和黏附；相较于对照组，其粒径分布曲线的体积密度峰值降低，粒径分布变宽。这是因为均质压力的升高，高压引起的剪切和空穴作用增强[25]，这使得PS颗粒更易破裂。此外，体积较小的淀粉颗粒直链淀粉含量高，结构稳定性好，HPH处理对其作用不明显。HPH处理使淀粉颗粒破裂，造成直链淀粉部分溶出，促进淀粉糊化[26]；同时淀粉颗粒粒径改变，从而影响其流变特性及凝胶性能[27]。

图6 HPH处理对PS微观结构及粒径分布的影响Fig.6 Effect of HPH treatment on microstructure and particle size distribution of PS

2.4 HPH处理对PS结晶结构的影响

如图7A所示，原淀粉在5.6°、15.1°、17.1°、23.1°处出现了较强的衍射峰，符合C型结晶特征，具有A型和B型两种结晶结构[28]。HPH处理后未出现其他位置的衍射峰，说明在HPH过程中并未生成新的结晶结构。与原PS相比，HPH处理后其5.6°处衍射峰消失，而该处属于B型结晶的较强衍射峰位之一，表明HPH处理对其B型结晶结构造成了一定的破坏。随着均质压力的增大，15.1°、17.1°两处峰值降低，晶体有序结构被破坏。相似地，李贵萧等[29]对绿豆淀粉进行HPH处理后发现，样品的部分衍射峰峰值降低，甚至消失。淀粉颗粒中存在着微晶结构、非晶态结构及介于之间的亚微晶结构，通过计算X射线衍射图谱中峰面积得到上述3 种结构的占比[9]。从图7B中可知，HPH处理后PS亚微晶区结晶度随均质压力升高先增大后减小，其结晶区破坏，非晶态结构增多，表明HPH过程中支链淀粉链长分布改变，影响分子间缠结作用，改变PS黏度[30]。

图7 HPH处理后PS的结晶结构变化Fig.7 Changes in crystal structure of PS after HPH treatment

2.5 HPH处理对PS短层有序结构的影响

HPH处理前后PS的红外光谱图如图8A所示，HPH处理后未出现新的吸收峰，各吸收峰位置也未改变，说明均质处理只影响了淀粉的物理结构，其化学结构并未被破坏。谱图中出现以下主要特征峰：2 900～3 000 cm-1处的吸收峰归属于C—H伸缩振动；在1 400 cm-1处附近的吸收峰与C—H的剪式振动吸收有关；而1 150～9 00 cm-1处附近出现的吸收峰主要是由淀粉中C—O、C—C的伸缩振动及C—OH伸缩、弯曲振动引起。其中1 047、1 022 cm-1为典型的振动吸收峰区域，1 047 cm-1处附近的吸收峰与淀粉的结晶结构有关，1 022 cm-1处附近的吸收峰与非结晶结构有关，因此两处吸收峰峰面积的比值（R1047/1022）可以表征淀粉短程有序结构，该比值越大，表示有序度越高[31]。如图8B所示，与原淀粉相比，HPH处理后PS的R1047/1022均升高，表明不同均质压力处理使其有序结构增多。R1047/1022随着均质压力的增大而先增大后减小，在40 MPa达到最大值，这可能是由于压力使淀粉分子链断裂成短链，短链重结晶形成有序结构，使得有序结构数量增多；当均质压力进一步增大，R1047/1022减小，推测较高压力破坏了PS的晶体结构，支链淀粉单元链中短B链比例增加，促进淀粉双螺旋结构向无序化转变，从而使R1047/1022减小。这与X射线衍射分析结果相印证。有研究报道支链淀粉较长内部B链与淀粉糊化特性密切相关，而淀粉凝胶的弹性与较短B链含量呈负相关[32]。

图8 HPH处理后PS的短程有序结构变化Fig.8 Changes in short-range ordered structure of PS after HPH treatment

2.6 HPH处理对PS核磁共振氢谱的影响

从图9中可以看出，α-1,4糖苷键的化学位移为δ5.11，而α-1,6糖苷键的化学位移为δ4.90[33]。40、60 MPa处理后α-1,6糖苷键吸收峰强度明显减弱。根据谱图计算得到样品分支度如图9B所示。0～40 MPa范围内随均质压力增加，分支度持续降低，表明高压均质产生的强剪切力对PS的α-1,6糖苷键有较大破坏作用，使支链淀粉侧链断裂，直链淀粉含量增加。当均质压力超过60 MPa后，分支度有所增加。在HPH过程中，α-1,6糖苷键较α-1,4糖苷键更易被破坏。原因是α-1,4糖苷键的空间位阻比α-1,6糖苷键的空间位阻更稳定[34]。有研究报道直链淀粉含量与藜麦淀粉的动态流变特性呈显著正相关[35]，这是由于直链淀粉可以通过重新排列形成三维网络，增加了淀粉凝胶的弹性。

图9 HPH处理后PS的1H NMR谱图及分支度Fig.9 1H NMR spectra and branching degree of HPH treated PS

2.7 HPH处理对PS多尺度结构及流变特性的影响机制探讨

淀粉的流变特性主要受到淀粉分子链的缠绕解链行为、分子链的有序或无序排列方式、凝胶网络结构的强弱等因素影响，而上述因素与其自身多尺度结构的变化密切相关。上述研究表明，HPH处理会引起PS多尺度结构（淀粉颗粒微观结构、结晶结构、短程有序结构等）变化，其流变特性也随之改变。图10为HPH调控PS多尺度结构与流变特性机制示意图。在HPH处理过程中，剪切力作用破坏淀粉分子中α-1,6糖苷键，支链淀粉侧链断裂，分支度降低（图9B）；分子链伸展，短链含量增加，结晶结构破坏，非结晶区比例增加（图7B）。同时PS中一部分自由度较高的分子链在剪切力作用下发生取向重排，结构有序化程度增加（图8B）。HPH也可通过改变PS的多尺度结构实现对其流变特性的调控。PS糊化过程中淀粉颗粒吸水膨胀，水分子大量进入使分子间氢键断裂，内部有序结构崩解，直链淀粉及部分支链淀粉溶出，分子链解聚、相互缠结形成凝胶体系。当均质压力较小时，HPH过程中剪切、空化、机械碰撞作用促进分子链之间的缠结作用，黏度增加，触变性增大（图1、图2、表1）；分子间氢键等弱力相互作用减弱，凝胶结构破坏，体系剪切结构恢复力降低（图3B）；促进糊化后膨胀颗粒与直链淀粉之间的相互作用或交联，G＇、G″、tanδ增加（图4、5）。当均质压力过大时，分子链发生断裂，短链比例增加，分子链相互缠绕程度减弱，淀粉糊黏度、触变性、黏弹性均降低。综上，不同的均质压力诱导PS多尺度结构的变化程度不尽相同，伴随相应的淀粉糊流变特性变化情况也不同。因此，在实际应用过程中，可以选择适合的均质压力从淀粉多尺度结构层面上调控PS的流变特性使其满足生产要求。

图10 高压均质调控PS多尺度结构与流变特性机制示意图Fig.10 Mechanism by which HPH treatment regulates multiscale structure and rheological properties of PS

3 结 论

HPH处理对PS的流变特性及多尺度结构有较大的影响。随均质压力的增大，PS黏度、触变性呈先增加后减小趋势，HPH处理后其假塑性增强，剪切结构恢复力减弱；40 MPa处理使PS凝胶黏性、弹性明显提高，表明HPH处理可提升其凝胶性能。HPH处理过程中产生剪切、空化效应、碰撞等机械力作用使PS颗粒完整性遭到破坏，表面出现裂缝、塌陷；促进结晶结构向无定形区转变，结构有序性减弱；α-1,6糖苷键断裂，PS分支度降低。本研究有助于分析PS多尺度结构对其流变性能的影响机制，并验证了HPH技术调控PS及其产品品质的可行性。