Starch chemistry and technology

第1章淀粉的历史与未来11?1历史11?1?1早期历史11?1?216世纪至20世纪2１?1?320世纪至今31?2特种淀粉的发展4１?2?1蜡质玉米淀粉4１?2?2高直链淀粉41?2?3化学改性淀粉41?2?4其他天然改性玉米淀粉51?3其他淀粉产品51?3?1甜味剂51?3?2乙醇51?3?3多元醇61?3?4有机酸61?3?5氨基酸61?4淀粉的未来71?4?1两种新型工业淀粉71?4?2现有美国公司名录7参考文献8第2章美国玉米淀粉行业的组织和经济增长92?1引言92?2市场增长的领域和方向92?3高果糖浆的消费量112?4燃料乙醇122?5技术进展132?6企业布局132?7行业组织132?8玉米价格变化对行业的影响152?9国际参与152?10行业前景16参考文献16第3章 淀粉发育的遗传学和生理学183?1引言183?2存在193?2?1总体分布193?2?2细胞质中形成的淀粉193?2?3质体中形成的淀粉193?3细胞发育梯度203?4非突变型淀粉团粒的多糖组成213?4?1多糖组分213?4?2物种及品种对淀粉团粒组分的影响233?4?3淀粉团粒组分在发育中的变化233?4?4环境对淀粉团粒组分的影响243?5非突变型淀粉团粒和质体形态243?5?1简述243?5?2物种和品种对淀粉团粒形态的影响253?5?3淀粉团粒平均大小在发育中的变化253?5?4非突变型团粒的形成和增大263?6多糖的生物合成273?6?1酶学273?6?2叶绿体中淀粉合成与降解的区室化及调控273?6?3造粉体中淀粉合成的区室化和调控303?7突变效应323?7?1蜡质型363?7?2直链淀粉扩展型（ae）383?7?3甜型403?7?4甜型?2423?7?5暗型433?7?6直链淀粉扩展与蜡质双突变型443?7?7直链淀粉扩展与甜型双突变型443?7?8直链淀粉扩展与甜型?2双突变体453?7?9直链淀粉扩展与暗型双突变体463?7?10暗型与甜型双突变体463?7?11暗型与甜型?2双突变体473?7?12暗型与蜡质双突变体473?7?13甜型与蜡质双突变体473?7?14甜型?2与蜡质双突变体483?7?15甜型与甜型?2双突变体483?7?16直链淀粉扩展与暗型及甜型三突变体483?7?17直链淀粉扩展与暗型及甜型?2三突变体493?7?18直链淀粉扩展与暗型及蜡质三突变体493?7?19直链淀粉扩展与甜型及甜型?2三突变体503?7?20直链淀粉扩展与甜型及蜡质三突变体503?7?21直链淀粉扩展与甜型?2及蜡质三突变体503?7?22暗型与甜型及甜型?2三突变体503?7?23暗型与甜型及蜡质三突变体513?7?24暗型与甜型?2及蜡质三突变体513?7?25甜型与甜型?2及蜡质三突变体513?7?26直链淀粉扩展与暗型甜型及蜡质四突变体513?8本章小结52参考文献53第4章淀粉生物合成的生物化学与分子生物学机制634?1引言634?2植物中的淀粉合成：定位634?2?1叶片中的淀粉634?2?2储藏组织中的淀粉644?3植物和藻类中淀粉合成及蓝细菌中糖原合成的酶促反应644?4植物α?1,4?葡聚糖合成酶的特性654?4?1腺苷二磷酸?葡萄糖焦磷酸化酶的动力学特征和四级结构654?4?2大、小亚基之间的关系：腺苷二磷酸?葡萄糖焦磷酸化酶大亚基重获催化活性694?4?3大小亚基的系统发育分析724?4?4马铃薯块茎腺苷二磷酸?葡萄糖焦磷酸化酶的晶态结构734?4?5腺苷二磷酸?葡萄糖焦磷酸化酶调节的生理学重要性的支持数据814?4?6不同腺苷二磷酸?葡萄糖焦磷酸化酶中3?磷酸甘油酸酯与正磷酸盐之间互相作用的差异814?4?7植物腺苷二磷酸?葡萄糖焦磷酸化酶可被硫氧还原蛋白活化834?4?8不同来源的腺苷二磷酸?葡萄糖焦磷酸化酶的特性分析844?4?9腺苷二磷酸?葡萄糖焦磷酸化酶中重要氨基酸残基的特性鉴定874?4?10淀粉合成酶894?4?11分支酶1014?4?12与淀粉合成相关的其他酶类106缩写词107参考文献108第5章淀粉团粒的结构特征Ⅰ1165?1引言1165?2团粒的构架1195?2?1团粒结构概述1195?2?2结晶结构的分子排布1195?2?3淀粉晶体的超微结构1235?2?4淀粉团粒的超分子排布1245?3团粒表面1305?3?1淀粉团粒表面的化学性能与组成1305?3?2表面特异性化学分析1315?4团粒表面成像1325?4?1采用扫描电子显微镜技术的团粒成像1325?4?2原子力显微镜的原理1335?4?3用于原子力显微镜成像的淀粉团粒样品制备1345?4?4原子力显微镜显示的团粒表面细节和内部结构1345?4?5关于团粒结构原子力显微镜图像的说明1365?4?6团粒表面用扫描探针显微镜（SPM）成像的探讨1375?4?7淀粉扫描探针显微镜检测的未来展望1395?5淀粉团粒结构的假说：止水塞概念1395?6团粒内直链淀粉的分布和状态1435?7淀粉团粒的表面微孔和内部孔道1445?8结论144参考文献145第6章淀粉团粒的结构特征Ⅱ1506?1引言1506?2淀粉团粒的一般特征1516?2?1团粒形状、大小和分布1516?2?2淀粉团粒的多孔结构1546?2?3糊化淀粉团粒的形状1566?3淀粉团粒的分子组成1566?3?1支链淀粉和直链淀粉1566?3?2中间体和植物糖原1586?3?3脂和磷脂1596?3?4磷酸单酯1596?4直链淀粉和支链淀粉的结构1606?4?1直链淀粉的化学结构1606?4?2直链淀粉单螺旋结构（V?复合物）1626?4?3直链淀粉的双螺旋结构1646?4?4支链淀粉的化学结构1656?4?5支链淀粉的团簇模型1706?4?6生长温度和籽粒成熟度对淀粉结构的影响1746?5团粒中分子成分的位置175参考文献177第7章酶及其对淀粉的作用1857?1引言1857?2淀粉酶1857?2?1内切反应型α?淀粉酶的作用1857?2?2外切反应型β?淀粉酶的作用1907?2?3产生特异麦芽糊精的淀粉酶1917?2?4异淀粉酶的反应1927?2?5古细菌淀粉酶1937?2?6环麦芽糊精葡萄糖基转移酶的反应1947?3酶的结构与酶促反应的关系1977?3?1内切反应型α?淀粉酶的结构与酶促反应的关系1977?3?2大豆β?淀粉酶的结构和酶促反应1997?3?3葡萄糖淀粉酶的结构和酶促反应2007?3?4参与催化和底物结合的活性部位处的特定氨基酸2027?3?5淀粉分解酶中域的结构与功能2037?4糖苷键的酶水解机理2057?5淀粉酶对不溶性淀粉底物的作用2077?5?1α?淀粉酶对直链淀粉?V复合体及老化直链淀粉的作用2077?5?2淀粉酶与原淀粉团粒的作用2097?6淀粉酶的抑制剂2117?7磷酸化酶和淀粉裂解酶的作用2147?7?1植物磷酸化酶2147?7?2淀粉裂解酶2157?8淀粉分子的酶学特性2167?8?1淀粉中分支连接键的性质测定2177?8?2微分支直链淀粉的鉴定及结构确定2187?8?3支链淀粉β?淀粉酶极限糊精的形成及其精细结构的确定219参考文献220第8章淀粉结构转变及其相关物理特性2278?1引言2278?2淀粉的结构、特性及物理分析方法2288?2?1有序和无定形结构区（见第5、6章）2298?2?2淀粉在水中的物理特性2328?3状态转变和相变2398?3?1无定形结构区的玻璃化转变2398?3?2通过湿热处理的退火（韧化）及结构变化2458?3?3团粒状淀粉中晶态体的熔融转变2488?3?4淀粉的凝胶和老化及其聚合成分2548?3?5V型结构的相变及其他特性269参考文献273第9章玉米与高粱淀粉的生产2859?1引言2859?2谷物籽粒的结构、组成和品质2869?2?1结构2869?2?2组成2909?2?3谷物籽粒的品质2949?3湿磨2989?3?1谷物籽粒的清理2999?3?2浸泡3009?3?3研磨和组分分离3119?3?4淀粉加工3209?3?5产品干燥、能耗和污染控制3209?3?6自动化3219?4产品3219?4?1淀粉3219?4?2甜味剂3229?4?3乙醇3239?4?4玉米油3239?4?5饲料产品3239?5替代分离工艺3249?6淀粉生产的未来方向3269?6?1发酵产品继续扩展3269?6?2生物固体作为动物饲料3269?6?3加工特定杂交玉米3269?6?4通过基因工程等生物技术获得新玉米基因型和表现型3279?6?5玉米淀粉行业的分化327参考文献327第10章小麦淀粉的生产、特性、改性和应用33510?1引言33510?2生产33610?3小麦淀粉工业生产工艺33710?3?1传统工艺33910?3?2旋流器工艺（面团?面糊工艺）34010?3?3高压碎解工艺34110?4小麦淀粉、直链和支链淀粉特性34310?4?1大团粒与小团粒淀粉34310?4?2直链淀粉和支链淀粉的精细结构34710?4?3糯性和部分糯性小麦淀粉35310?4?4高直链小麦淀粉35810?4?5独有的特性组合体35910?5小麦淀粉的变性36210?5?1交联36210?5?2替代36410?5?3双衍生36510?5?4漂白、氧化和酸解36610?6未变性和变性小麦淀粉的应用36710?6?1在烘焙产品中的作用36710?6?2在面条和意大利面食中的功能性37010?6?3在其他食品中的应用37210?6?4工业应用373参考文献374第11章马铃薯淀粉的生产、改性和应用38911?1荷兰马铃薯加工史38911?2淀粉产量39111?2?1世界淀粉产量39111?2?2欧洲马铃薯淀粉生产39111?3马铃薯的结构和化学成分组成39211?3?1块茎的形成和形态39211?3?2块茎的解剖结构39311?3?3化学组成39311?3?4商品淀粉之间的差别39611?3?5新进展:全支链淀粉马铃薯39611?4马铃薯淀粉的加工39811?4?1磨碎40011?4?2马铃薯汁的提取40011?4?3纤维提取40011?4?4淀粉分级40211?4?5淀粉精制40311?4?6副线提取40411?4?7淀粉脱水40511?4?8淀粉的干燥和储存40511?5马铃薯蛋白质40611?5?1环境方面40611?5?2蛋白质回收40611?5?3特性和应用40711?6应用40711?6?1替代品（也可参照第17章和第20章）40711?6?2转化淀粉（也可参照第17章和第20章）40711?6?3交联淀粉（也可参照第17章和第20章）40811?6?4马铃薯淀粉的优先应用领域40811?7马铃薯淀粉加工的展望408参考文献409第12章木薯淀粉生产及应用41112?1背景41112?2加工41412?3木薯淀粉41812?4改性42312?5在食品中的应用42412?6工业应用42812?7展望429参考文献429第13章大米淀粉的生产和性能43313?1稻谷的生产与组成43313?1?1稻谷的生产43313?1?2碾米及产品组成43413?2碾磨后大米和副产品的用途43513?2?1碾磨后大米43513?2?2副产品43513?3大米淀粉的制备43613?3?1传统方法43613?3?2机械方法43613?4大米淀粉的性能43713?4?1大米淀粉的独特性能43713?4?2糊化性能43713?5大米淀粉性能的影响因素43813?5?1大米品种：普通大米与糯大米43813?5?2蛋白质含量43813?5?3制备方法43913?5?4改性43913?6大米淀粉的应用439参考文献439第14章黑麦淀粉44114?1引言44114?2分离44114?2?1工业化分离44114?2?2试验室分离44214?3改性44314?4应用44314?5性能44314?5?1显微观察44314?5?2组成44414?5?3X射线衍射图44414?5?4糊化性能44414?5?5老化、凝成（降解）44414?5?6直链淀粉?脂类复合物44514?5?7膨胀势和直链淀粉的滤取44514?5?8流变学特性44514?5?9降落数446参考文献446第15章燕麦淀粉44715?1引言44715?2分离44715?2?1工业方法44715?2?2实验室方法44815?3改性44815?4应用44915?5燕麦淀粉的特性44915?5?1显微成像44915?5?2化学组成44915?5?3X射线衍射45115?5?4糊化45115?5?5老化45215?5?6溶胀能力与直链淀粉溶出45215?5?7流变特性453参考文献454第16章大麦淀粉的生产、性能、改性及应用45516?1引言45516?2大麦籽粒结构和组成45616?3大麦淀粉45716?3?1分离与提纯45716?3?2大麦淀粉的化学组成45816?3?3颗粒形态45916?3?4X射线衍射和相对结晶度46016?3?5糊化46116?3?6溶胀因子和直链淀粉溶出46216?3?7酶的敏感性46416?3?8酸水解46416?3?9成糊特性46716?3?10淀粉的老化46816?3?11冷冻?解冻稳定性46916?3?12化学改性46916?3?13物理改性47016?4抗性大麦淀粉47016?5大麦淀粉的生产与使用47216?6结论473参考文献473第17章变性淀粉47617?1引言47617?2阳离子淀粉47817?2?1干法或湿法阳离子化47817?2?2聚阳离子淀粉47917?2?3两性淀粉或含淀粉系统48017?2?4带有共价反应活性基团的阳离子淀粉48117?3淀粉接枝聚合物（另见第19章）48117?4淀粉的氧化48217?5淀粉基塑料（另见第19章）48317?6封装/控释48517?7物理变性淀粉48617?7?1冷水膨胀团粒（CWS）和冷水可溶性淀粉（预糊化团粒淀粉）48617?7?2通过机械力破坏淀粉团粒结构48717?8热处理48717?9酶催化变性488参考文献489第18章淀粉在造纸工业中的应用49518?1造纸工业简介49518?2造纸工艺49618?3造纸工业的淀粉消耗49818?4淀粉在造纸中的应用49918?4?1目前的应用49918?4?2最近趋势50118?5淀粉应用要求50118?5?1黏度要求50218?5?2电荷要求50318?5?3老化控制50318?5?4纯度要求50518?6淀粉的分散50518?6?1向造纸厂供货50518?6?2水悬浮液50618?6?3常压下的分散50618?6?4加压分散50718?6?5化学转化50818?6?6酶法转化50918?7淀粉在造纸浆料中的应用51118?7?1造纸机湿部51118?7?2纤维素纤维和细纤维的絮凝51218?7?3纤维素和颜料对淀粉的吸附51218?7?4颜料和纤维素细纤维的助留51318?7?5纸张的淀粉黏结51418?7?6湿部施胶51418?7?7湿部用淀粉的选择51518?8淀粉在纸张表面施胶的应用51618?8?1造纸设备中的施胶机51618?8?2压光机水箱51918?8?3淀粉喷涂应用52018?8?4表面施胶的淀粉选择52018?9淀粉作为涂布黏合剂的应用52118?9?1造纸设备中的涂布器52118?9?2纸涂布淀粉的选择52318?10淀粉作为黏合剂在造纸加工中的应用52418?10?1纸压层52418?10?2瓦楞纸板成形机52518?10?3淀粉在瓦楞和压层加工中的选用52618?11淀粉在新型特殊纸中的应用52718?12造纸工业中淀粉应用的环境问题52718?13纸中淀粉分析528参考文献529第19章淀粉在聚合物中的应用53619?1引言53619?2淀粉酯53719?3淀粉团粒复合物53919?4橡胶中的淀粉54319?5淀粉接枝共聚物54419?6热塑淀粉共混物54819?7淀粉泡沫剂551参考文献552第20章淀粉在食品中的应用55820?1引言55820?1?1淀粉在食品中的早期应用55820?1?2淀粉在现代食品中的应用55820?1?3交联技术的发展55920?1?4单基取代淀粉的发展55920?1?5“速溶”淀粉55920?1?6淀粉来源的演变（另见第3章）55920?2食用淀粉的功能特性56020?2?1与食品有关的淀粉结构56020?2?2糊化和成糊56020?2?3蒸煮过程中的变化56120?3加工和储藏过程对含熟化淀粉食品的影响56120?3?1蒸煮过程中的淀粉浓度56120?3?2加工时间和温度的影响56220?3?3剪切力的影响56220?3?4食品加工设备的对比56320?3?5加工和储存的影响56320?3?6冷却、储存和配送过程中的变化56320?3?7推荐的加工过程56420?4食用变性淀粉（另见第17章）56520?4?1淀粉变性的原因56520?4?2衍生化56620?4?3转化淀粉56820?4?4氧化56920?4?5物理改性56920?4?6原淀粉增稠剂57320?5淀粉来源（另见第9～16章）57320?5?1马齿型玉米57420?5?2糯性玉米57420?5?3高直链淀粉玉米57520?5?4木薯57520?5?5马铃薯57520?5?6小麦57620?5?7高粱57620?5?8大米57620?5?9西米57720?5?10竹芋57720?5?11大麦57720?5?12豌豆57720?5?13苋菜57720?6应用57820?6?1罐头食品57820?6?2热灌装食品57920?6?3冷冻食品57920?6?4色拉调味酱58020?6?5婴儿食品58020?6?6饮料乳浊液58020?6?7微胶囊58120?6?8烘焙食品58120?6?9速溶干粉食品58120?6?10糖果58220?6?11小吃食品和早餐谷物58220?6?12肉制品58320?6?13鱼糜58320?6?14宠物食品58420?6?15乳制品58420?6?16脂肪替代物58520?7淀粉与其他成分的相互作用58520?7?1pH值58520?7?2盐58620?7?3糖58620?7?4脂肪和表面活性剂58620?7?5蛋白质58720?7?6胶体/水溶性胶体58720?7?7挥发物58820?7?8淀粉水解酶58820?8抗性淀粉588参考文献589第21章淀粉甜味剂的生产、特性和应用59621?1引言59621?1?1历史59621?1?2定义59621?1?3法规状况59821?2生产方法59821?2?1麦芽糊精59821?2?2葡萄糖/玉米糖浆60021?2?3高果糖浆60621?2?4结晶果糖60721?2?5结晶葡萄糖和葡萄糖浆60821?2?6低聚糖浆61021?3淀粉甜味剂的组成和特性61121?3?1碳氢化合物分布61121?3?2固形物含量61221?3?3黏度61421?3?4褐变反应和颜色61421?3?5可发酵性61521?3?6泡沫稳定性和凝胶强度61621?3?7凝固点降低61621?3?8沸点升高61721?3?9糊化温度61721?3?10吸湿性和保湿性61821?3?11结晶性61821?3?12甜味61921?3?13甜味剂的选择620参考文献621第22章环糊精的特性与应用62422?1引言62422?2生产62522?3特性62722?4毒性与代谢62822?5改性环糊精62922?6络合物的形成63022?7应用633参考文献635索引638