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第1章 淀粉的历史与未来 1

1.1 历史 1

1.1.1 早期历史 1

1.1.2 16世纪至20世纪 2

1.1.3 20世纪至今 3

1.2 特种淀粉的发展 4

1.2.1 蜡质玉米淀粉 4

1.2.2 高直链淀粉 4

1.2.3 化学改性淀粉 4

1.2.4 其他天然改性玉米淀粉 5

1.3 其他淀粉产品 5

1.3.1 甜味剂 5

1.3.2 乙醇 5

1.3.3 多元醇 6

1.3.4 有机酸 6

1.3.5 氨基酸 6

1.4 淀粉的未来 7

1.4.1 两种新型工业淀粉 7

1.4.2 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 9

2.1 引言 9

2.2 市场增长的领域和方向 9

2.3 高果糖浆的消费量 11

2.4 燃料乙醇 12

2.5 技术进展 13

2.6 企业布局 13

2.7 行业组织 13

2.8 玉米价格变化对行业的影响 15

2.9 国际参与 15

2.1 0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 18

3.1 引言 18

3.2 存在 19

3.2.1 总体分布 19

3.2.2 细胞质中形成的淀粉 19

3.2.3 质体中形成的淀粉 19

3.3 细胞发育梯度 20

3.4 非突变型淀粉团粒的多糖组成 21

3.4.1 多糖组分 21

3.4.2 物种及品种对淀粉团粒组分的影响 23

3.4.3 淀粉团粒组分在发育中的变化 23

3.4.4 环境对淀粉团粒组分的影响 24

3.5 非突变型淀粉团粒和质体形态 24

3.5.1 简述 24

3.5.2 物种和品种对淀粉团粒形态的影响 25

3.5.3 淀粉团粒平均大小在发育中的变化 25

3.5.4 非突变型团粒的形成和增大 26

3.6 多糖的生物合成 27

3.6.1 酶学 27

3.6.2 叶绿体中淀粉合成与降解的区室化及调控 27

3.6.3 造粉体中淀粉合成的区室化和调控 30

3.7 突变效应 32

3.7.1 蜡质型 36

3.7.2 直链淀粉扩展型（ae） 38

3.7.3 甜型 40

3.7.4 甜型-2 42

3.7.5 暗型 43

3.7.6 直链淀粉扩展与蜡质双突变型 44

3.7.7 直链淀粉扩展与甜型双突变型 44

3.7.8 直链淀粉扩展与甜型-2双突变体 45

3.7.9 直链淀粉扩展与暗型双突变体 46

3.7.1 0暗型与甜型双突变体 46

3.7.1 1暗型与甜型-2双突变体 47

3.7.1 2暗型与蜡质双突变体 47

3.7.1 3甜型与蜡质双突变体 47

3.7.1 4甜型-2与蜡质双突变体 48

3.7.1 5甜型与甜型-2双突变体 48

3.7.1 6直链淀粉扩展与暗型及甜型三突变体 48

3.7.1 7直链淀粉扩展与暗型及甜型-2三突变体 49

3.7.1 8直链淀粉扩展与暗型及蜡质三突变体 49

3.7.1 9直链淀粉扩展与甜型及甜型-2三突变体 50

3.7.2 0直链淀粉扩展与甜型及蜡质三突变体 50

3.7.2 1直链淀粉扩展与甜型-2及蜡质三突变体 50

3.7.2 2暗型与甜型及甜型-2三突变体 50

3.7.2 3暗型与甜型及蜡质三突变体 51

3.7.2 4暗型与甜型-2及蜡质三突变体 51

3.7.2 5甜型与甜型-2及蜡质三突变体 51

3.7.2 6直链淀粉扩展与暗型甜型及蜡质四突变体 51

3.8 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 63

4.1 引言 63

4.2 植物中的淀粉合成：定位 63

4.2.1 叶片中的淀粉 63

4.2.2 储藏组织中的淀粉 64

4.3 植物和藻类中淀粉合成及蓝细菌中糖原合成的酶促反应 64

4.4 植物α-1,4-葡聚糖合成酶的特性 65

4.4.1 腺苷二磷酸-葡萄糖焦磷酸化酶的动力学特征和四级结构 65

4.4.2 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 69

4.4.3 大小亚基的系统发育分析 72

4.4.4 马铃薯块茎腺苷二磷酸-葡萄糖焦磷酸化酶的晶态结构 73

4.4.5 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 81

4.4.6 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 81

4.4.7 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 83

4.4.8 不同来源的腺苷二磷酸-葡萄糖焦磷酸化酶的特性分析 84

4.4.9 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 87

4.4.1 0淀粉合成酶 89

4.4.1 1分支酶 101

4.4.1 2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Ⅰ 116

5.1 引言 116

5.2 团粒的构架 119

5.2.1 团粒结构概述 119

5.2.2 结晶结构的分子排布 119

5.2.3 淀粉晶体的超微结构 123

5.2.4 淀粉团粒的超分子排布 124

5.3 团粒表面 130

5.3.1 淀粉团粒表面的化学性能与组成 130

5.3.2 表面特异性化学分析 131

5.4 团粒表面成像 132

5.4.1 采用扫描电子显微镜技术的团粒成像 132

5.4.2 原子力显微镜的原理 133

5.4.3 用于原子力显微镜成像的淀粉团粒样品制备 134

5.4.4 原子力显微镜显示的团粒表面细节和内部结构 134

5.4.5 关于团粒结构原子力显微镜图像的说明 136

5.4.6 团粒表面用扫描探针显微镜（SPM）成像的探讨 137

5.4.7 淀粉扫描探针显微镜检测的未来展望 139

5.5 淀粉团粒结构的假说：止水塞概念 139

5.6 团粒内直链淀粉的分布和状态 143

5.7 淀粉团粒的表面微孔和内部孔道 144

5.8 结论 144

参考文献 145

第6章 淀粉团粒的结构特征Ⅱ 150

6.1 引言 150

6.2 淀粉团粒的一般特征 151

6.2.1 团粒形状、大小和分布 151

6.2.2 淀粉团粒的多孔结构 154

6.2.3 糊化淀粉团粒的形状 156

6.3 淀粉团粒的分子组成 156

6.3.1 支链淀粉和直链淀粉 156

6.3.2 中间体和植物糖原 158

6.3.3 脂和磷脂 159

6.3.4 磷酸单酯 159

6.4 直链淀粉和支链淀粉的结构 160

6.4.1 直链淀粉的化学结构 160

6.4.2 直链淀粉单螺旋结构（V-复合物） 162

6.4.3 直链淀粉的双螺旋结构 164

6.4.4 支链淀粉的化学结构 165

6.4.5 支链淀粉的团簇模型 170

6.4.6 生长温度和籽粒成熟度对淀粉结构的影响 174

6.5 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 185

7.1 引言 185

7.2 淀粉酶 185

7.2.1 内切反应型α-淀粉酶的作用 185

7.2.2 外切反应型β-淀粉酶的作用 190

7.2.3 产生特异麦芽糊精的淀粉酶 191

7.2.4 异淀粉酶的反应 192

7.2.5 古细菌淀粉酶 193

7.2.6 环麦芽糊精葡萄糖基转移酶的反应 194

7.3 酶的结构与酶促反应的关系 197

7.3.1 内切反应型α-淀粉酶的结构与酶促反应的关系 197

7.3.2 大豆β-淀粉酶的结构和酶促反应 199

7.3.3 葡萄糖淀粉酶的结构和酶促反应 200

7.3.4 参与催化和底物结合的活性部位处的特定氨基酸 202

7.3.5 淀粉分解酶中域的结构与功能 203

7.4 糖苷键的酶水解机理 205

7.5 淀粉酶对不溶性淀粉底物的作用 207

7.5.1 α-淀粉酶对直链淀粉-V复合体及老化直链淀粉的作用 207

7.5.2 淀粉酶与原淀粉团粒的作用 209

7.6 淀粉酶的抑制剂 211

7.7 磷酸化酶和淀粉裂解酶的作用 214

7.7.1 植物磷酸化酶 214

7.7.2 淀粉裂解酶 215

7.8 淀粉分子的酶学特性 216

7.8.1 淀粉中分支连接键的性质测定 217

7.8.2 微分支直链淀粉的鉴定及结构确定 218

7.8.3 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 227

8.1 引言 227

8.2 淀粉的结构、特性及物理分析方法 228

8.2.1 有序和无定形结构区（见第5、6章 ） 229

8.2.2 淀粉在水中的物理特性 232

8.3 状态转变和相变 239

8.3.1 无定形结构区的玻璃化转变 239

8.3.2 通过湿热处理的退火（韧化）及结构变化 245

8.3.3 团粒状淀粉中晶态体的熔融转变 248

8.3.4 淀粉的凝胶和老化及其聚合成分 254

8.3.5 V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 285

9.1 引言 285

9.2 谷物籽粒的结构、组成和品质 286

9.2.1 结构 286

9.2.2 组成 290

9.2.3 谷物籽粒的品质 294

9.3 湿磨 298

9.3.1 谷物籽粒的清理 299

9.3.2 浸泡 300

9.3.3 研磨和组分分离 311

9.3.4 淀粉加工 320

9.3.5 产品干燥、能耗和污染控制 320

9.3.6 自动化 321

9.4 产品 321

9.4.1 淀粉 321

9.4.2 甜味剂 322

9.4.3 乙醇 323

9.4.4 玉米油 323

9.4.5 饲料产品 323

9.5 替代分离工艺 324

9.6 淀粉生产的未来方向 326

9.6.1 发酵产品继续扩展 326

9.6.2 生物固体作为动物饲料 326

9.6.3 加工特定杂交玉米 326

9.6.4 通过基因工程等生物技术获得新玉米基因型和表现型 327

9.6.5 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 335

10.1 引言 335

10.2 生产 336

10.3 小麦淀粉工业生产工艺 337

10.3.1 传统工艺 339

10.3.2 旋流器工艺（面团-面糊工艺） 340

10.3.3 高压碎解工艺 341

10.4 小麦淀粉、直链和支链淀粉特性 343

10.4.1 大团粒与小团粒淀粉 343

10.4.2 直链淀粉和支链淀粉的精细结构 347

10.4.3 糯性和部分糯性小麦淀粉 353

10.4.4 高直链小麦淀粉 358

10.4.5 独有的特性组合体 359

10.5 小麦淀粉的变性 362

10.5.1 交联 362

10.5.2 替代 364

10.5.3 双衍生 365

10.5.4 漂白、氧化和酸解 366

10.6 未变性和变性小麦淀粉的应用 367

10.6.1 在烘焙产品中的作用 367

10.6.2 在面条和意大利面食中的功能性 370

10.6.3 在其他食品中的应用 372

10.6.4 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 389

11.1 荷兰马铃薯加工史 389

11.2 淀粉产量 391

11.2.1 世界淀粉产量 391

11.2.2 欧洲马铃薯淀粉生产 391

11.3 马铃薯的结构和化学成分组成 392

11.3.1 块茎的形成和形态 392

11.3.2 块茎的解剖结构 393

11.3.3 化学组成 393

11.3.4 商品淀粉之间的差别 396

11.3.5 新进展：全支链淀粉马铃薯 396

11.4 马铃薯淀粉的加工 398

11.4.1 磨碎 400

11.4.2 马铃薯汁的提取 400

11.4.3 纤维提取 400

11.4.4 淀粉分级 402

11.4.5 淀粉精制 403

11.4.6 副线提取 404

11.4.7 淀粉脱水 405

11.4.8 淀粉的干燥和储存 405

11.5 马铃薯蛋白质 406

11.5.1 环境方面 406

11.5.2 蛋白质回收 406

11.5.3 特性和应用 407

11.6 应用 407

11.6.1 替代品（也可参照第17章 和第20章 ） 407

11.6.2 转化淀粉（也可参照第17章 和第20章 ） 407

11.6.3 交联淀粉（也可参照第17章 和第20章 ） 408

11.6.4 马铃薯淀粉的优先应用领域 408

11.7 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 411

12.1 背景 411

12.2 加工 414

12.3 木薯淀粉 418

12.4 改性 423

12.5 在食品中的应用 424

12.6 工业应用 428

12.7 展望 429

参考文献 429

第13章 大米淀粉的生产和性能 433

13.1 稻谷的生产与组成 433

13.1.1 稻谷的生产 433

13.1.2 碾米及产品组成 434

13.2 碾磨后大米和副产品的用途 435

13.2.1 碾磨后大米 435

13.2.2 副产品 435

13.3 大米淀粉的制备 436

13.3.1 传统方法 436

13.3.2 机械方法 436

13.4 大米淀粉的性能 437

13.4.1 大米淀粉的独特性能 437

13.4.2 糊化性能 437

13.5 大米淀粉性能的影响因素 438

13.5.1 大米品种：普通大米与糯大米 438

13.5.2 蛋白质含量 438

13.5.3 制备方法 439

13.5.4 改性 439

13.6 大米淀粉的应用 439

参考文献 439

第14章 黑麦淀粉 441

14.1 引言 441

14.2 分离 441

14.2.1 工业化分离 441

14.2.2 试验室分离 442

14.3 改性 443

14.4 应用 443

14.5 性能 443

14.5.1 显微观察 443

14.5.2 组成 444

14.5.3 X射线衍射图 444

14.5.4 糊化性能 444

14.5.5 老化、凝成（降解） 444

14.5.6 直链淀粉-脂类复合物 445

14.5.7 膨胀势和直链淀粉的滤取 445

14.5.8 流变学特性 445

14.5.9 降落数 446

参考文献 446

第15章 燕麦淀粉 447

15.1 引言 447

15.2 分离 447

15.2.1 工业方法 447

15.2.2 实验室方法 448

15.3 改性 448

15.4 应用 449

15.5 燕麦淀粉的特性 449

15.5.1 显微成像 449

15.5.2 化学组成 449

15.5.3 X射线衍射 451

15.5.4 糊化 451

15.5.5 老化 452

15.5.6 溶胀能力与直链淀粉溶出 452

15.5.7 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 455

16.1 引言 455

16.2 大麦籽粒结构和组成 456

16.3 大麦淀粉 457

16.3.1 分离与提纯 457

16.3.2 大麦淀粉的化学组成 458

16.3.3 颗粒形态 459

16.3.4 X射线衍射和相对结晶度 460

16.3.5 糊化 461

16.3.6 溶胀因子和直链淀粉溶出 462

16.3.7 酶的敏感性 464

16.3.8 酸水解 464

16.3.9 成糊特性 467

16.3.1 0淀粉的老化 468

16.3.1 1冷冻-解冻稳定性 469

16.3.1 2化学改性 469

16.3.1 3物理改性 470

16.4 抗性大麦淀粉 470

16.5 大麦淀粉的生产与使用 472

16.6 结论 473

参考文献 473

第17章 变性淀粉 476

17.1 引言 476

17.2 阳离子淀粉 478

17.2.1 干法或湿法阳离子化 478

17.2.2 聚阳离子淀粉 479

17.2.3 两性淀粉或含淀粉系统 480

17.2.4 带有共价反应活性基团的阳离子淀粉 481

17.3 淀粉接枝聚合物（另见第19章 ） 481

17.4 淀粉的氧化 482

17.5 淀粉基塑料（另见第19章 ） 483

17.6 封装／控释 485

17.7 物理变性淀粉 486

17.7.1 冷水膨胀团粒（CWS）和冷水可溶性淀粉（预糊化团粒淀粉） 486

17.7.2 通过机械力破坏淀粉团粒结构 487

17.8 热处理 487

17.9 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 495

18.1 造纸工业简介 495

18.2 造纸工艺 496

18.3 造纸工业的淀粉消耗 498

18.4 淀粉在造纸中的应用 499

18.4.1 目前的应用 499

18.4.2 最近趋势 501

18.5 淀粉应用要求 501

18.5.1 黏度要求 502

18.5.2 电荷要求 503

18.5.3 老化控制 503

18.5.4 纯度要求 505

18.6 淀粉的分散 505

18.6.1 向造纸厂供货 505

18.6.2 水悬浮液 506

18.6.3 常压下的分散 506

18.6.4 加压分散 507

18.6.5 化学转化 508

18.6.6 酶法转化 509

18.7 淀粉在造纸浆料中的应用 511

18.7.1 造纸机湿部 511

18.7.2 纤维素纤维和细纤维的絮凝 512

18.7.3 纤维素和颜料对淀粉的吸附 512

18.7.4 颜料和纤维素细纤维的助留 513

18.7.5 纸张的淀粉黏结 514

18.7.6 湿部施胶 514

18.7.7 湿部用淀粉的选择 515

18.8 淀粉在纸张表面施胶的应用 516

18.8.1 造纸设备中的施胶机 516

18.8.2 压光机水箱 519

18.8.3 淀粉喷涂应用 520

18.8.4 表面施胶的淀粉选择 520

18.9 淀粉作为涂布黏合剂的应用 521

18.9.1 造纸设备中的涂布器 521

18.9.2 纸涂布淀粉的选择 523

18.1 0淀粉作为黏合剂在造纸加工中的应用 524

18.1 0.1 纸压层 524

18.1 0.2 瓦楞纸板成形机 525

18.1 0.3 淀粉在瓦楞和压层加工中的选用 526

18.1 1 淀粉在新型特殊纸中的应用 527

18.1 2造纸工业中淀粉应用的环境问题 527

18.1 3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 536

19.1 引言 536

19.2 淀粉酯 537

19.3 淀粉团粒复合物 539

19.4 橡胶中的淀粉 543

19.5 淀粉接枝共聚物 544

19.6 热塑淀粉共混物 548

19.7 淀粉泡沫剂 551

参考文献 552

第20章 淀粉在食品中的应用 558

20.1 引言 558

20.1.1 淀粉在食品中的早期应用 558

20.1.2 淀粉在现代食品中的应用 558

20.1.3 交联技术的发展 559

20.1.4 单基取代淀粉的发展 559

20.1.5 “速溶”淀粉 559

20.1.6 淀粉来源的演变（另见第3章 ） 559

20.2 食用淀粉的功能特性 560

20.2.1 与食品有关的淀粉结构 560

20.2.2 糊化和成糊 560

20.2.3 蒸煮过程中的变化 561

20.3 加工和储藏过程对含熟化淀粉食品的影响 561

20.3.1 蒸煮过程中的淀粉浓度 561

20.3.2 加工时间和温度的影响 562

20.3.3 剪切力的影响 562

20.3.4 食品加工设备的对比 563

20.3.5 加工和储存的影响 563

20.3.6 冷却、储存和配送过程中的变化 563

20.3.7 推荐的加工过程 564

20.4 食用变性淀粉（另见第17章 ） 565

20.4.1 淀粉变性的原因 565

20.4.2 衍生化 566

20.4.3 转化淀粉 568

20.4.4 氧化 569

20.4.5 物理改性 569

20.4.6 原淀粉增稠剂 573

20.5 淀粉来源（另见第9～16章 ） 573

20.5.1 马齿型玉米 574

20.5.2 糯性玉米 574

20.5.3 高直链淀粉玉米 575

20.5.4 木薯 575

20.5.5 马铃薯 575

20.5.6 小麦 576

20.5.7 高粱 576

20.5.8 大米 576

20.5.9 西米 577

20.5.1 0竹芋 577

20.5.1 1大麦 577

20.5.1 2豌豆 577

20.5.1 3苋菜 577

20.6 应用 578

20.6.1 罐头食品 578

20.6.2 热灌装食品 579

20.6.3 冷冻食品 579

20.6.4 色拉调味酱 580

20.6.5 婴儿食品 580

20.6.6 饮料乳浊液 580

20.6.7 微胶囊 581

20.6.8 烘焙食品 581

20.6.9 速溶干粉食品 581

20.6.1 0糖果 582

20.6.1 1小吃食品和早餐谷物 582

20.6.1 2肉制品 583

20.6.1 3鱼糜 583

20.6.1 4宠物食品 584

20.6.1 5乳制品 584

20.6.1 6脂肪替代物 585

20.7 淀粉与其他成分的相互作用 585

20.7.1 pH值 585

20.7.2 盐 586

20.7.3 糖 586

20.7.4 脂肪和表面活性剂 586

20.7.5 蛋白质 587

20.7.6 胶体／水溶性胶体 587

20.7.7 挥发物 588

20.7.8 淀粉水解酶 588

20.8 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 596

21.1 引言 596

21.1.1 历史 596

21.1.2 定义 596

21.1.3 法规状况 598

21.2 生产方法 598

21.2.1 麦芽糊精 598

21.2.2 葡萄糖／玉米糖浆 600

21.2.3 高果糖浆 606

21.2.4 结晶果糖 607

21.2.5 结晶葡萄糖和葡萄糖浆 608

21.2.6 低聚糖浆 610

21.3 淀粉甜味剂的组成和特性 611

21.3.1 碳氢化合物分布 611

21.3.2 固形物含量 612

21.3.3 黏度 614

21.3.4 褐变反应和颜色 614

21.3.5 可发酵性 615

21.3.6 泡沫稳定性和凝胶强度 616

21.3.7 凝固点降低 616

21.3.8 沸点升高 617

21.3.9 糊化温度 617

21.3.1 0吸湿性和保湿性 618

21.3.1 1结晶性 618

21.3.1 2甜味 619

21.3.1 3甜味剂的选择 620

参考文献 621

第22章 环糊精的特性与应用 624

22.1 引言 624

22.2 生产 625

22.3 特性 627

22.4 毒性与代谢 628

22.5 改性环糊精 629

22.6 络合物的形成 630

22.7 应用 633

参考文献 635

索引 638