Stysel
Stysel of amiel is 'n polimeer koolhidraat wat bestaan uit talle glukose- eenhede wat deur glikosidiese bindings verbind word . Hierdie polisakkaried word deur die meeste groen plante geproduseer vir energieopberging. Dit is die algemeenste koolhidraat in menslike diëte en bevat groot hoeveelhede in stapelvoedsel soos aartappels , mielies (mielies), rys , koring en kassawe (maniok).
 | |
| Identifiseerders | |
|---|---|
| |
| ChemSpider |
|
| ECHA InfoCard | 100.029.696  |
| EG-nommer |
|
| RTECS-nommer |
|
CompTox Dashboard ( EPA ) | |
| Eiendomme | |
| ( C 6H 10O 5) n+ (H 2O) | |
| Molêre massa | Veranderlik |
| Voorkoms | Wit poeier |
| Digtheid | Veranderlik [1] |
| Smeltpunt | ontbind |
| onoplosbaar (sien styselgelatinering ) | |
| Termochemie | |
Standaard-entalpie van verbranding (Δ c H ⦵ 298 ) | 4,1788 kilokalorieë per gram (17,484 kJ / g) [2] ( Hoër verhittingswaarde ) |
| Gevare | |
| Veiligheidsdatablad | ICSC 1553 |
Autoignition temperatuur | 410 ° C (770 ° F; 683 K) |
| NIOSH (Amerikaanse limiete vir gesondheidsblootstelling): | |
PEL (toelaatbaar) | TWA 15 mg / m 3 (totaal) TWA 5 mg / m 3 (resp) [3] |
Tensy anders vermeld, word data gegee vir materiale in hul standaardtoestand (by 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 verifieer ( wat is ?)  | |
| Inligtingskasverwysings | |
Suiwer stysel is 'n wit, smaaklose en reuklose poeier wat onoplosbaar is in koue water of alkohol. Dit bestaan uit twee soorte molekules: die lineêre en heliese amilose en die vertakte amilopektien . Afhangend van die plant bevat stysel gewoonlik 20 tot 25% amilose en 75 tot 80% amilopektien volgens gewig. [4] Glikogeen , die glukoseopslag van diere, is 'n meer vertakte weergawe van amilopektien.
In die industrie word stysel in suikers omgeskakel, byvoorbeeld deur mouting , en gefermenteer om etanol te produseer vir die vervaardiging van bier , whisky en biobrandstof . Dit word verwerk om baie van die suikers wat in verwerkte voedsel gebruik word, te produseer. As u die meeste stysels in warm water meng, word daar 'n pasta, soos koringpasta , wat gebruik kan word as verdikkings-, verstyf- of plakmiddel. Die grootste industriële nie-voedsel gebruik van stysel is as 'n kleefmiddel in die papiervervaardigingsproses . Stysel kan op dele van sommige kledingstukke aangebring word voordat dit gestryk word, om dit styf te maak .
Etimologie
Die woord "stysel" is van sy Germaanse wortel met die betekenis "sterk, styf, versterk, verstyf". [5] Moderne Duitse Stärke (sterkte) is verwant en verwys al eeue na die belangrikste toepassing, die gebruik in tekstiel: grootte gare vir die weef en stysel van linne . Die Griekse term vir stysel, "amylon" (ἄμυλον), wat "nie gemaal" beteken nie, hou ook verband. Dit verskaf die wortelamiel , wat as voorvoegsel gebruik word vir verskeie 5-koolstofverbindings wat verband hou met of afgelei is van stysel (bv. Amielalkohol ).
Geskiedenis
Styselkorrels van die wortelstokke van Typha (meelstertjies, biesies) as meel , is geïdentifiseer deur maalstene in Europa wat tot 30 000 jaar gelede dateer. [6] Styselkorrels van sorghum is op slypstene in grotte in Ngalue , Mosambiek, gevind wat tot 100 000 jaar gelede dateer. [7]
Suiwer geëxtraheerde koringstyselpasta is in die antieke Egipte gebruik om papyrus te plak . [8] Die ekstraksie van stysel word die eerste keer beskryf in die Natuurgeskiedenis van Plinius die Oudere rondom 77–79 nC. [9] Romeine het dit ook in kosmetiese ys gebruik om die hare te poeier en souse te verdik . Perse en Indiërs het dit gebruik om geregte soos gothumai koring te maak halva . Rysstysel as oppervlakbehandeling van papier word sedert 700 CE in papierproduksie gebruik . [10]
Styselbedryf
Benewens styselagtige plante wat regstreeks verbruik word, is daar in 2008 wêreldwyd 66 miljoen ton stysel geproduseer. In 2011 is die produksie verhoog tot 73 miljoen ton. [11]
In die EU het die styselbedryf in 2008 ongeveer 8,5 miljoen ton geproduseer, met ongeveer 40% vir industriële toepassings en 60% vir voedselgebruik, [12] die meeste laasgenoemde as glukose stroop . [13] In 2017 was die EU-produksie 11 miljoen ton, waarvan 9,4 miljoen ton in die EU verbruik is en waarvan 54% styselversoeters was. [14]
Die VSA het in 2017 ongeveer 27,5 miljoen ton stysel geproduseer, waarvan ongeveer 8,2 miljoen ton hoë fruktose stroop , 6,2 miljoen ton glukose stroop en 2,5 miljoen ton styselprodukte was. [ Verduideliking benodig ] Die res van die stysel is gebruik vir die vervaardiging van etanol (1,6 miljard liter). [15] [16]
Energie stoor van plante
Die meeste groen plante stoor energie as stysel, wat in halfkristal korrels verpak word. [17] Die ekstra glukose word verander in stysel wat meer kompleks is as die glukose wat deur plante geproduseer word. Jong plante leef van hierdie gestoorde energie in hul wortels, sade en vrugte totdat dit geskikte grond kan vind waarin hulle kan groei. [18] ' n Uitsondering is die familie Asteraceae (asters, madeliefies en sonneblomme), waar stysel vervang word deur die fruktan- inulien . Inulienagtige fruktane kom ook voor in grasse soos koring , uie en knoffel , piesangs en aspersies . [19]
In fotosintese gebruik plante ligenergie om glukose uit koolstofdioksied te produseer . Die glukose word gebruik om die chemiese energie te genereer wat benodig word vir algemene metabolisme , om organiese verbindings soos nukleïensure , lipiede , proteïene en strukturele polisakkariede soos sellulose te maak , of word in die vorm van styselkorrels in amiloplaste gestoor . Teen die einde van die groeiseisoen hoop stysel op in takkies bome naby die ogies. Vrugte , sade , wortelstokke en knolle bêre stysel om voor te berei vir die volgende groeiseisoen.
Glukose is oplosbaar in water, hidrofiel , bind aan water en neem dan baie ruimte in beslag en is osmoties aktief; glukose in die vorm van stysel, aan die ander kant, is nie oplosbaar nie, dus osmoties onaktief en kan dit baie kompakter gestoor word. Die halfkristallyne korrels bestaan gewoonlik uit konsentriese lae amilose en amilopektien wat na die sellulêre vraag in die plant biobeskikbaar gemaak kan word. [20]
Glukosemolekules word in stysel gebind deur die maklik gehidroliseerde alfa-bindings . Dieselfde tipe binding is gevind in die reservaat dier polisakkaried glikogeen . Dit is in teenstelling met baie strukturele polisakkariede, soos kitine , sellulose en peptidoglikaan , wat gebind is aan beta-bindings en baie meer bestand is teen hidrolise. [21]
Biosintese
Plante produseer stysel deur eers glukose 1-fosfaat na ADP -glukose om te skakel met behulp van die ensiem glukose-1-fosfaat-adenyllytransferase . Hierdie stap benodig energie in die vorm van ATP . Die ensiem stysel sintase dan voeg die ADP-glukose via 'n 1,4-alfa glikosidiese binding aan 'n groeiende ketting van glukose oorblyfsels, die bevryding van ADP en die skep van amilose. Die ADP-glukose word byna seker aan die nie-reducerende einde van die amilose polimeer gevoeg, aangesien die UDP-glukose tydens die glikogeen-sintese aan die nie-reducerende einde van glikogeen gevoeg word. [22]
Styselvertakende ensiem stel 1,6-alfa glikosidiese bindings tussen die amilose kettings in, wat die vertakte amilopektien skep. Die styselaftakelingsensiem isoamilase verwyder sommige van hierdie takke. Verskeie isovorme van hierdie ensieme bestaan, wat lei tot 'n baie komplekse sinteseproses. [23]
Glikogeen en amilopektien het 'n soortgelyke struktuur, maar eersgenoemde het ongeveer een vertakkingspunt per tien 1,4-alfa-bindings, vergeleke met ongeveer een vertakkingspunt per dertig 1,4-alfa-bindings in amilopektien. [24] Amilopektien word gesintetiseer uit ADP-glukose terwyl soogdiere en swamme glikogeen uit UDP-glukose sintetiseer ; in die meeste gevalle sintetiseer bakterieë glikogeen uit ADP-glukose (analoog aan stysel). [25]
Benewens styselsintese in plante, kan stysel gesintetiseer word uit nie-voedselstysel wat deur 'n ensiem-skemerkelkie bemiddel word. [26] In hierdie selvrye biostelsel word beta-1,4-glikosidiese bindingsgekoppelde sellulose gedeeltelik gehidroliseer tot sellobiose . Cellobiose fosforlase kleef aan glukose 1-fosfaat en glukose; die ander ensiem — aartappel- alfa-glukanfosforylase kan 'n glukose-eenheid van glukose 1-fosforylase by die nie-reducerende punte van stysel voeg. Daarin word fosfaat intern herwin. Die ander produk, glukose, kan deur 'n gis geassimileer word. Hierdie selvrye bioverwerking benodig geen duur chemiese en energie-insette nie, kan in 'n waterige oplossing gedoen word en het geen suikerverliese nie. [27] [28] [29]
Degradasie
Stysel word bedags in plantblare gesintetiseer en as korrels geberg; dit dien snags as energiebron. Die onoplosbare, sterk vertakte styselkettings moet gefosforyleer word om toeganklik te wees vir afbrekende ensieme. Die ensiem glukan, waterdikinase (GWD) fosforyleer op die C-6-posisie van 'n glukose-molekuul, naby die kettings 1,6-alfa-vertakkingsbindings. 'N Tweede ensiem, fosfoglukan, waterdikinase (PWD) fosforyleer die glukosemolekule in die C-3 posisie. 'N Verlies aan hierdie ensieme, byvoorbeeld 'n verlies aan GWD, lei tot 'n oormatige (geslag) fenotipe van stysel, [30] en omdat stysel nie gefosforyleer kan word nie, hoop dit op in die plastiede.
Na die fosforilering, kan die eerste afbrekende ensiem, beta-amilase (BAM), die glukose-ketting aan sy nie-reducerende einde aanval. Maltose word vrygestel as die hoofproduk van agteruitgang van stysel. As die glukoseketting uit drie of minder molekules bestaan, kan BAM nie maltose vrystel nie. 'N Tweede ensiem, disproporsionerende ensiem-1 (DPE1), kombineer twee maltotriose molekules. Uit hierdie ketting word 'n glukosemolekule vrygestel. Nou kan BAM nog 'n maltose-molekule uit die oorblywende ketting vrystel. Hierdie siklus herhaal totdat stysel heeltemal afgebreek word. As BAM naby die gefosforyleerde vertakkingspunt van die glukose-ketting kom, kan dit nie meer maltose vrystel nie. Om die gefosforyleerde ketting af te breek, is die ensiem isoamilase (ISA) nodig. [31]
Die produkte van styselafbraak is hoofsaaklik maltose [32] en kleiner hoeveelhede glukose. Hierdie molekules word van die plastied na die sitosol, maltose, via die maltose-vervoerder uitgevoer, wat as dit gemuteer word (MEX1-mutant) lei tot die ophoping van maltose in die plastied. [33] Glukose word via die plastidiese glukose-translokator (pGlcT) uitgevoer. [34] Hierdie twee suikers dien as voorloper vir sukrose-sintese. Sukrose kan dan in die oksidatiewe pentosefosfaatweg in die mitochondria gebruik word om ATP snags op te wek. [31]
Eiendomme
Struktuur
Alhoewel amylose heeltemal onvertak is, is dit nou bekend dat sommige van die molekules 'n paar vertakkings bevat. [35] Amilose is 'n baie kleiner molekule as amilopektien. Ongeveer 'n kwart van die massa styselkorrels in plante bestaan uit amilose, alhoewel daar ongeveer 150 keer meer amilose is as amilopektienmolekules.
Styselmolekules rangskik hulself in die plant in semi-kristallyne korrels. Elke plantsoort het 'n unieke korrelgrootte van stysel: rysstysel is relatief klein (ongeveer 2 μm), terwyl aartappelstysel groter korrels (tot 100 μm) het.
Stysel word oplosbaar in water wanneer dit verhit word. Die korrels swel en bars, die semi-kristallyne struktuur gaan verlore en die kleiner amilosemolekules begin uit die korrel uitloog, en vorm 'n netwerk wat water hou en die mengsel se viskositeit verhoog . Hierdie proses word styselgelatinering genoem . Tydens die gaarmaak word die stysel 'n pasta en word dit verder viskositeit. Tydens verkoeling of langdurige opberging van die pasta herstel die semi-kristallyne struktuur gedeeltelik en verdik die styselpasta en verdryf water. Dit word hoofsaaklik veroorsaak deur retrogradering van die amilose. Hierdie proses is verantwoordelik vir die verharding van die brood of die stilstand , en vir die waterlaag bo-op 'n styselgel ( synerese ).
Sommige gekweekte plantvariëteite het suiwer amilopektienstysel sonder amilose, bekend as wasagtige stysel . Die meeste gebruik word wasagtige mielies , ander is klewerige rys en wasagtige aartappelstysel . Wasagtige stysels het minder retrogradasie, wat 'n meer stabiele pasta tot gevolg het. Hoogamilose- stysel, amylomaize , word gekweek vir die gebruik van sy gelsterkte en vir gebruik as 'n weerstandbiedende stysel ('n stysel wat die vertering weerstaan) in voedselprodukte.
Sintetiese amilose vervaardig van sellulose het 'n goed beheerde mate van polimerisasie. Daarom kan dit gebruik word as 'n potensiële draer vir medisyne. [26]
Sekere stysels, wanneer dit met water gemeng word, sal 'n nie-newtoniese vloeistof lewer wat soms die bynaam "oobleck" is.
Hidrolise
Die ensieme wat stysel in die samestellende suikers afbreek of hidroliseer, staan bekend as amilases .
Alfa-amilases kom voor in plante en in diere. Menslike speeksel is ryk aan amilase, en die pankreas skei ook die ensiem af. Individue uit bevolkings met 'n hoë-stysel-dieet het geneig om meer amilase-gene te hê as dié met 'n lae-stysel-dieet; [36]
Beta-amilase sny stysel in maltose- eenhede. Hierdie proses is belangrik in die vertering van stysel en word ook gebruik tydens brouwerk , waar amilase uit die vel van saadkorrels verantwoordelik is vir die omskakeling van stysel na maltose ( Malting , Mashing ). [37] [38]
Gegewe die verbrandingshitte van glukose van 2 805 kilojoules per mol (670 kcal / mol), terwyl die van stysel 2 835 kJ (678 kcal) [2] per mol glukose-monomeer is, laat hidrolise ongeveer 30 kJ (7,2 kcal) per mol vry, of 166 J (40 cal) per gram glukose-produk.
Dekstrinisering
As stysel aan droë hitte onderwerp word, breek dit af tot dextriene , ook in hierdie konteks "pyrodextrins" genoem. Hierdie afbreekproses staan bekend as dekstrinisering. (Pyro) dekstriene is hoofsaaklik geel tot bruin van kleur en dekstrinisering is gedeeltelik verantwoordelik vir die verbruining van geroosterde brood. [39]
Chemiese toetse
'N Triodied (I 3 - ) oplossing wat gevorm word deur jodium en jodied (gewoonlik uit kaliumjodied ) te meng , word gebruik om stysel te toets; 'n donkerblou kleur dui die teenwoordigheid van stysel aan. Die besonderhede van hierdie reaksie is nie volledig bekend nie, maar onlangse wetenskaplike werk met behulp van enkelkristal-röntgenkristallografie en vergelykende Raman-spektroskopie dui daarop dat die finale stysel-jodiumstruktuur soortgelyk is aan 'n oneindige poliojiedketting soos een wat in 'n pirroloperileen-jodiumkompleks voorkom. [40] Die sterkte van die resulterende blou kleur hang af van die hoeveelheid amilose wat aanwesig is. Wasagtige stysel met min of geen amilose teenwoordig sal rooi kleur nie. Benedict se toets en Fehling se toets word ook gedoen om die teenwoordigheid van stysel aan te dui.
Styselindikatoroplossing bestaande uit water, stysel en jodied word dikwels in redoks- titrasies gebruik: in die teenwoordigheid van 'n oksideermiddel word die oplossing blou, in die teenwoordigheid van reduseermiddel verdwyn die blou kleur omdat triiodied (I 3 - ) ione opbreek in drie jodiedione, wat die stysel-jodiumkompleks demonteer. Styseloplossing is gebruik as indikator vir die visualisering van die periodieke vorming en verbruik van triiodied-tussenproduk in die Briggs-Rauscher- ossillerende reaksie. Die stysel verander egter die kinetika van die reaksiestappe wat triiodide ioon insluit. [41] ' n 0,3% gew / w oplossing is die standaardkonsentrasie vir 'n styselindikator. Dit word gemaak deur 3 gram oplosbare stysel by 1 liter verhitte water te voeg; die oplossing word voor gebruik afgekoel (stysel-jodiumkompleks word onstabiel by temperature bo 35 ° C).
Elke plantsoort het 'n unieke soort styselkorrels in korrelgrootte, vorm en kristallisasiepatroon. Onder die mikroskoop toon styselkorrels wat met jodium van agter af met gepolariseerde lig verlig is, 'n kenmerkende Maltese kruiseffek (ook bekend as uitwissingskruis en dubbelbreking ).
Kos
Stysel is die mees algemene koolhidraat in die menslike dieet en bevat baie stapelvoedsel . Die grootste bronne van styselinname wêreldwyd is graan ( rys , koring en mielies ) en die wortelgroente ( aartappels en kassawe ). [42] Baie ander styselagtige voedsel word gekweek, sommige slegs in spesifieke klimaatstowwe, insluitend eikels , pylwortel , arracacha , piesangs , gort , broodvrug , bokwiet , canna , colocasia , katakuri , kudzu , malanga , gierst , hawer , oca , polynesiese pylwortel , sago , sorghum , patats , rog , taro , kastaiings , waterkastanjes en yams , en baie soorte boontjies , soos favas , lensies , mungbone , ertjies en kekerertjies .
Wyd gebruik voorbereide voedsel bevat stysel is brood , pannekoek , graan , pasta , pasta , pap en tortilla .
Spysverteringsensieme het probleme om kristalstrukture te verteer. Rou stysel word sleg verteer in die duodenum en dunderm , terwyl bakteriese afbraak hoofsaaklik in die dikderm plaasvind . Wanneer stysel gaar is, word die verteerbaarheid verhoog.
Styselgelatineering tydens koekbak kan benadeel word deur suiker wat om water meeding , gelatinisering voorkom en tekstuur verbeter.
Voor die koms van verwerkte voedsel het mense groot hoeveelhede ongekookte en onverwerkte styselbevattende plante verbruik, wat groot hoeveelhede weerstandige stysel bevat . Mikrobes in die dikderm het die stysel gefermenteer, kortketting-vetsure geproduseer , wat as energie gebruik word, en wat die instandhouding en groei van die mikrobes ondersteun. Meer verwerkte voedsel word makliker verteer en gee meer glukose in die dunderm vry - minder stysel bereik die dikderm en meer energie word deur die liggaam opgeneem. Daar word vermoed dat hierdie verskuiwing in die lewering van energie (as gevolg van die eet van meer verwerkte voedsel) een van die bydraende faktore kan wees tot die ontwikkeling van metaboliese afwykings in die moderne lewe, insluitend vetsug en diabetes. [43]
Die amilose / amilopektien verhouding, molekulêre gewig en molekulêre fyn struktuur beïnvloed die fisiese-chemiese eienskappe sowel as die vrystelling van energie van verskillende soorte stysels. [44] Daarbenewens het kook- en voedselverwerking 'n groot invloed op die verteerbaarheid van stysel en die vrystelling van energie. Stysel kan geklassifiseer word as vinnig verteerbare, stadig verteerbare en weerstandbiedende stysel. [45] Rou styselkorrels weerstaan vertering deur menslike ensieme en breek nie af in glukose in die dunderm nie - hulle bereik die dikderm in plaas en funksioneer as prebiotiese voedingsvesel . [46] Wanneer styselkorrels volledig gelatineer en gekook word, word die stysel maklik verteerbaar en stel dit glukose vinnig binne die dunderm vry. Wanneer styselryke kos gekook en afgekoel word, kristaliseer sommige glukose-kettings weer en word weer bestand teen vertering. Stadig verteerbare stysel kan gevind word in rou graan, waar die spysvertering stadig maar relatief voltooi is in die dunderm. [45]
Styselproduksie
Die styselbedryf onttrek en verfyn stysel uit sade, wortels en knolle deur nat slyp, was, sif en droog. Vandag is die belangrikste kommersiële verfynde stysel mieliestysel , tapioka , pylwortel, [47] en koring, rys en aartappelstysel . In 'n mindere mate is bronne van verfynde stysel patats, sago en mungboon. Tot vandag toe word stysel uit meer as 50 soorte plante onttrek.
Onbehandelde stysel benodig hitte om te verdik of gelatineer. Wanneer 'n stysel vooraf gekook is, kan dit dan dadelik in koue water verdik. Dit word 'n voorgelatineerde stysel genoem .
Styselsuikers
Stysel kan gehidroliseer word in eenvoudiger koolhidrate deur sure , verskillende ensieme of 'n kombinasie daarvan. Die fragmente wat hieruit ontstaan, staan bekend as dextriene . Die omvang van die omskakeling word gewoonlik gekwantifiseer deur dekstrose-ekwivalent (DE), wat ongeveer die fraksie van die glikosidiese bindings in stysel is wat gebreek is.
Hierdie styselsuikers is verreweg die algemeenste voedselbestanddeel wat op stysel gebaseer is en word as versoeters in baie drankies en voedsel gebruik. Dit sluit in:
- Maltodextrine , 'n ligte gehidroliseerde (DE 10-20) styselproduk wat gebruik word as 'n vuller en verdikkingsmiddel.
- Verskeie glukose stroop (DE 30-70), ook bekend as koringstroop in die VSA, viskose oplossings wat gebruik word as versoeters en verdikkingsmiddels in baie soorte verwerkte voedsel.
- Dekstrose (DE 100), kommersiële glukose, berei deur die volledige hidrolise van stysel.
- Hoë fruktose stroop, gemaak deur dekstrose oplossings met die ensiem glukose isomerase te behandel , totdat 'n aansienlike fraksie van die glukose in fruktose omgeskakel is. In die VS is koringstroop met 'n hoë fruktose aansienlik goedkoper as suiker, en is die belangrikste versoeter wat in verwerkte voedsel en drank gebruik word. [48] Fruktose het ook beter mikrobiologiese stabiliteit. Een soort koringstroop met hoë fruktose, HFCS-55, is soeter as sukrose omdat dit met meer fruktose gemaak word, terwyl die soetheid van HFCS-42 gelyk is aan sukrose. [49] [50]
- Suikeralkoholes , soos maltitol , eritritol , sorbitol , mannitol en gehidrogeneerde styselhidrolisaat , is versoeters wat gemaak word deur die vermindering van suikers.
Gemodifiseerde stysels
'N Gemodifiseerde stysel is 'n stysel wat chemies aangepas is sodat die stysel behoorlik kan funksioneer onder toestande wat gereeld tydens verwerking of opberging voorkom, soos hoë hitte, hoë skuif, lae pH, vries / ontdooi en afkoeling.
Die gemodifiseerde voedselstysel is E gekodeer volgens die Europese Voedselveiligheidsowerheid en INS-gekodeerde voedseladditiewe volgens die Codex Alimentarius : [51]
- 1400 Dextrin
- 1401 Suurbehandelde stysel
- 1402 Alkaliese behandelde stysel
- 1403 Gebleikte stysel
- 1404 Geoxideerde stysel
- 1405 Stysels, ensiembehandeld
- 1410 Monostarch fosfaat
- 1412 Distarch fosfaat
- 1413 Fosfaat distarg fosfaat
- 1414 acetylering distarch fosfaat
- 1420 Styselasetaat
- 1422 Geasetileerde distarg adipaat
- 1440 Hidroksipropiel stysel
- 1442 Hydroxypropyl distarch fosfaat
- 1443 Hydroxypropyl distarch glycerol
- 1450 Stysel natriumoktenielsuksinaat
- 1451 Geasetileerde geoksideerde stysel
INS 1400, 1401, 1402, 1403 en 1405 is in die EU se voedselbestanddele sonder 'n E-nommer. [52] Tipiese gemodifiseerde stysels vir tegniese toepassings is kationiese stysel , hidroksi-etielstysel en karboksimetielstysel.
Gebruik as voedseladditief
As toevoeging vir voedselverwerking word voedselstysels tipies gebruik as verdikkingsmiddels en stabiliseerders in voedsel soos poedings, vla, sop, souse, sous, tertvullings en slaaisouse, en om noedels en pasta te maak. Dit werk as verdikkingsmiddels, verlengmiddels, emulsiestabilisators en is buitengewone bindmiddels in verwerkte vleis.
Gom-lekkers soos jellieboontjies en wyngom word nie met behulp van 'n vorm in die konvensionele sin vervaardig nie. 'N Skinkbord word gevul met inheemse stysel en gelykgemaak. 'N Positiewe vorm word dan in die stysel gedruk, wat 'n indruk van ongeveer 1000 jelliebone laat. Die jelliemengsel word dan in die indrukke gegooi en op 'n stoof gesit om te stol. Hierdie metode verminder die aantal vorms wat vervaardig moet word, aansienlik.
Gebruik in die farmaseutiese industrie
In die farmaseutiese industrie word stysel ook gebruik as hulpstof , as tabletontbindmiddel en as bindmiddel.
Weerstandige stysel
Weerstandige stysel is stysel wat vertering in die dunderm van gesonde individue vryspring. Hoë amilose-stysel van mielies het 'n hoër gelatinerings-temperatuur as ander styselsoorte en behou sy weerstandige styselinhoud deur bak , ligte ekstrusie en ander voedselverwerkingstegnieke. Dit word as onoplosbare voedingsvesel gebruik in verwerkte voedsel soos brood, pasta, koekies, beskuitjies, pretzels en ander voedsel met 'n lae vogtigheid. Dit word ook gebruik as 'n voedingsaanvulling vir die gesondheidsvoordele daarvan. Gepubliseerde studies het getoon dat weerstandbiedende stysel help om insuliengevoeligheid te verbeter, [53] versadiging verhoog, [54] verminder pro-inflammatoriese biomerkers interleukien 6 en tumornekrose faktor alfa [55] en verbeter die merkers van kolonfunksie. [56] Daar is voorgestel dat weerstandbiedende stysel bydra tot die gesondheidsvoordele van ongeskonde volgraan. [57]
Industriële toepassings
Papiermaak
Papiervervaardiging is die grootste nie-voedsel-toepassing vir stysel wêreldwyd, en verbruik jaarliks baie miljoene ton. [12] In 'n tipiese vel kopiepapier kan die styselinhoud so hoog as 8% wees. Beide chemies gemodifiseerde en ongemodifiseerde stysels word in papiervervaardiging gebruik. In die nat gedeelte van die papiervervaardigingsproses, gewoonlik 'nat-end' genoem, is die gebruikte stysel kationies en het 'n positiewe lading aan die styselpolymeer gebind. Hierdie styselderivate verbind met die anioniese of negatief gelaaide papiervesels / sellulose en anorganiese vullers. Kationiese stysels, tesame met ander retensiemiddels en interne grootte , help om die papierstowwe wat tydens die papiervervaardigingsproses gevorm is ( natsterkte ) die nodige sterkte-eienskappe te gee , en om die finale papiervel (droë sterkte) sterkte te gee.
In die droë punt van die papiervervaardigingsproses word die papierweb weer met 'n stysel-gebaseerde oplossing benat. Die proses word oppervlakgrootte genoem . Stysels wat gebruik is, is chemies of ensiematies gedepolymeriseer by die papierfabriek of deur die styselbedryf (geoksideerde stysel). Die grootte / styseloplossings word op die papierweb aangebring deur middel van verskillende meganiese perse (grootte perse). Saam met oppervlaktesmeermiddels verleen die oppervlakstysels ekstra sterkte aan die papierweb en bied dit boonop waterhou of "grootte" vir uitstekende drukeienskappe. Stysel word ook in papierbedekkings gebruik as een van die bindmiddels vir die bedekkingsformulerings, wat 'n mengsel van pigmente, bindmiddels en verdikkingsmiddels bevat. Bedekte papier het gladheid, hardheid, witheid en glans verbeter en verbeter sodoende die drukeienskappe.
Gomplaatgom
Gomplaatgom is die naasgrootste toepassing van nie-voedsel stysel wêreldwyd. Stysel gom is meestal gebaseer op onveranderde moedertaal stysels, plus 'n paar toevoeging soos boraks en bytsoda . 'N Deel van die stysel is gelatineer om die mengsel van ongekookte stysel te dra en sedimentasie te voorkom. Hierdie ondeursigtige gom word 'n SteinHall-kleefmiddel genoem. Die gom word op die punte van die fluit aangebring. Die gekartelde papier word gedruk op papier wat liner genoem word. Dit word dan onder hoë hitte gedroog, wat die res van die ongekookte stysel in gom laat swel / gelatineer. Hierdie gelatinisering maak die gom vinnig en sterk kleefmiddel vir die vervaardiging van sinkplate.
Klerestysel
Klere of wasgoed stysel is 'n vloeistof wat voorberei is deur die vermenging van 'n groente stysel in water (vroeër voorbereidings moes ook gekook word), en word gebruik in die geldwassery van klere. Stysel is in die 16de en 17de eeu wyd in Europa gebruik om die breë krae en rokke van fyn linne wat die nekke van die welgesteldes omring, styf te maak. Gedurende die 19de en vroeë 20ste eeu was dit stylvol om die krae en moue van manshemde en die rompe van vroue- onderrokke styf te maak deur stysel daarop toe te pas terwyl die skoon klere gestryk word . Stysel het klere gladde, skerp rande gegee en het 'n bykomende praktiese doel gehad: vuil en sweet van die nek en polse van 'n persoon sou aan die stysel kleef, eerder as aan die vesel van die klere. Die vuilheid sal saam met die stysel wegspoel; na die wasgoed sal die stysel weer aangewend word. Stysel is beskikbaar in spuitkanne , benewens die gewone korrels om met water te meng.
Ander
Nog 'n groot nie-voedsel stysel aansoek is in die konstruksiebedryf, waar stysel gebruik in die gips muur raad vervaardigingsproses. Chemies gemodifiseerde of onveranderde stysels word by die pleisterwerk gevoeg wat hoofsaaklik gips bevat . Swaargewig velle bo en onder word op die formulering aangebring en die proses word verhit en verhard om die uiteindelike stywe muurbord te vorm. Die stysel dien as 'n gom vir die uitgeharde gipsrots met die papierbedekking, en bied ook 'n styfheid aan die bord.
Stysel word gebruik by die vervaardiging van verskillende kleefmiddels of gom [58] vir boekbind, plakpapierkleefmiddels , die vervaardiging van papiersakke , buiswikkeling , gompapier , koevertkleefmiddels , skoolgom en etikettering van bottels. Styselderivate, soos geel dekstriene, kan aangepas word deur sommige chemikalieë by te voeg om 'n harde gom vir papierwerk te vorm; sommige van die vorms gebruik boraks of soda , wat met die styseloplossing by 50-70 ° C (122-158 ° F) gemeng word om 'n baie goeie kleefmiddel te skep. Sodiumsilikaat kan bygevoeg word om hierdie formule te versterk.
- Tekstiel chemikalieë uit stysel: warp sizing agente gebruik word om te verminder breek van garings tydens weef . Stysel word hoofsaaklik gebruik om garings op katoen te laat grootte . Gemodifiseerde stysel word ook gebruik as verdikkingsmiddel vir tekstieldruk .
- In olie-eksplorasie word stysel gebruik om die viskositeit van die boorvloeistof aan te pas , wat gebruik word om die boorkop te smeer en die slypresidu in die olie-ekstraksie op te skort.
- Stysel word ook gebruik om grondbone te verpak en 'n paar dakplate te laat val .
- In die drukkersbedryf word stysel [59] met voedselgehalte gebruik vir die vervaardiging van spuitpoeier teen afsettings wat gebruik word om gedrukte velle papier te skei om te verhoed dat nat ink afgehandel word .
- Vir liggaamspoeier word mieliestysel in poeier gebruik as 'n plaasvervanger vir talkpoeier , en ook in ander gesondheids- en skoonheidsprodukte.
- Stysel word gebruik vir die vervaardiging van verskillende bioplastics , sintetiese polimere wat biologies afbreekbaar is. 'N Voorbeeld is polymelkzuur gebaseer op glukose uit stysel.
- Glukose uit stysel kan verder met die sogenaamde natmaalproses na mielie-etanol van biobrandstof gegis word. Vandag gebruik die meeste bio-etanolproduksie -aanlegte die droë maalproses om koring of ander voer direk na etanol te gis. [60]
- Waterstofproduksie kan glukose uit stysel as grondstof gebruik deur ensieme te gebruik. [61]
Beroepsveiligheid en -gesondheid
In die VSA het die Beroepsveiligheids- en Gesondheidsadministrasie (OSHA) die wettige limiet ( Toelaatbare blootstellingslimiet ) vir styselblootstelling in die werkplek as 15 mg / m 3 totale blootstelling en 5 mg / m 3 asemhalingsblootstelling oor 'n 8 uur werksdag bepaal . Die Nasionale Instituut vir Beroepsveiligheid en -gesondheid (NIOSH) het 'n aanbevole blootstellingslimiet (REL) van 10 mg / m 3 totale blootstelling en 5 mg / m 3 respiratoriese blootstelling oor 'n werkdag van 8 uur vasgestel. [62]
Sien ook
- Akrielamied , wat teen gebraaide en gebakte kos voorkom
- Destarch
- Styselontleding
Verwysings
- ^ Roy L. Whistler; James N. BeMiller; Eugene F. Paschall, reds. (2012). Stysel: chemie en tegnologie . Akademiese pers. bl. 220.
Stysel het wisselende digtheid, afhangende van die botaniese oorsprong, voorafgaande behandeling en meetmetode
- ^ a b CRC Handbook of Chemistry and Physics , 49ste uitgawe, 1968-1969, p. D-188.
- ^ NIOSH sakgids vir chemiese gevare. "# 0567" . Nasionale Instituut vir Beroepsveiligheid en -gesondheid (NIOSH).
- ^ Bruin, WH; Poon, T. (2005). Inleiding tot organiese chemie (3de uitg.). Wiley. ISBN 978-0-471-44451-0.[ bladsy benodig ]
- ^ New Shorter Oxford Dictionary, Oxford, 1993
- ^ Revedin, A .; Aranguren, B .; Becattini, R .; Longo, L .; Marconi, E .; Lippi, MM; Skakun, N .; Sinitsyn, A .; et al. (2010). "Dertig duisend jaar oue bewyse van verwerking van plantvoedsel" . Verrigtinge van die Nasionale Akademie vir Wetenskappe . 107 (44): 18815–9. Bibcode : 2010PNAS..10718815R . doi : 10.1073 / pnas.1006993107 . PMC 2973873 . PMID 20956317 .
- ^ "Pap is 100 000 jaar gelede geëet" . The Telegraph . 18 Desember 2009.
- ^ Plinius die Oudere , die Natuurgeskiedenis (Plinius) , Boek XIII, Hoofstuk 26, Die pasta wat gebruik word ter voorbereiding van papier
- ^ Plinius die Ouer , die natuurgeskiedenis (Plinius) , boek XIII, hoofstuk 17, [1]
- ^ Hunter, Dard (1947). Papiermaak . DoverPublikasies. bl. 194. ISBN 978-0-486-23619-3.
- ^ Starch Europe, AAF-posisie oor mededingendheid, het 3 Maart 2019 besoek
- ^ a b NNFCC Renewable Chemicals Factsheet: Stysel
- ^ International Starch Institute Denemarke, volume styselproduksie
- ^ Starch Europe, Industry, het 3 Maart 2019 besoek
- ^ CRA, Bedryfsoorsig 2017, besoek op 3 Maart 2019
- ^ Starch Europe, bygewerkte posisie oor die EU-VS Transatlantiese handels- en beleggingsvennootskap, besoek op 3 Maart 2019
- ^ Zobel, HF (1988). "Molekules tot korrels: 'n uitgebreide hersiening van stysel". Stysel / Starke . 40 (2): 44–50. doi : 10.1002 / ster.19880400203 .
- ^ Bailey, EHS; Long, WS (14 Januarie 1916 - 13 Januarie 1917). "Oor die voorkoms van stysel in groen vrugte". Transaksies van die Kansas Academy of Science . 28 : 153–155. doi : 10.2307 / 3624346 . JSTOR 3624346 .
- ^ Vijn, Irma; Smeekens, Sjef (1999). "Fructan: meer as 'n reserwekoolhidraat?" . Plantfisiologie . 120 (2): 351–360. doi : 10.1104 / pp.120.2.351 . PMC 1539216 . PMID 10364386 .
- ^ Blennow, Andreas; Engelsen, Soren B (10 Feb 2010). "Helix-breaking news: bestry kristalliese stysel-energie-afsettings in die sel". Tendense in Plantwetenskap . 15 (4): 236–40. doi : 10.1016 / j.tplants.2010.01.009 . PMID 20149714 .
- ^ Zeeman, Samuel C .; Kossmann, Jens; Smith, Alison M. (2 Junie 2010). "Stysel: metabolisme, evolusie en biotegnologiese verandering in plante". Jaarlikse oorsig van plantbiologie . 61 (1): 209–234. doi : 10.1146 / annurev-arplant-042809-112301 . PMID 20192737 .
- ^ Nelson, D. (2013) Lehninger Principles of Biochemistry, 6de uitg., WH Freeman and Company (p. 819)
- ^ Smith, Alison M. (2001). "Die biosintese van styselkorrels". Biomakromolekules . 2 (2): 335–41. doi : 10.1021 / bm000133c . PMID 11749190 .
- ^ Stryer, Lubert; Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L. (2002). "Afdeling 11.2.2" . Biochemie (5de uitg.). San Francisco: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-3051-4.
- ^ Ball, Steven G .; Matthew K Morell (2003). "VAN BACTERIËLE GLYCOGEN TOT STARCHIE: Die biogenese van die plantstyselkorrel begryp". Jaarlikse oorsig van plantbiologie . 54 (1): 207–233. doi : 10.1146 / annurev.arplant.54.031902.134927 . PMID 14502990 .
- ^ a b U, C .; Chen, H .; Myung, S .; Sathitsuksanoh, N .; Ma, H .; Zhang, X.-Z .; Li, J .; Zhang, Y. - HP (15 April 2013). "Ensimatiese transformasie van nie-voedsel biomassa na stysel" . Verrigtinge van die Nasionale Akademie vir Wetenskappe . 110 (18): 7182–7187. Bibcode : 2013PNAS..110.7182Y . doi : 10.1073 / pnas.1302420110 . PMC 3645547 . PMID 23589840 .
- ^ "Chemiese proses skep voedselbron uit plantafval" . Voice of America . 16 April 2013 . Besoek op 27 Januarie 2017 .
- ^ Zhang, Y.-H Percival (2013). "Volgende generasie bioraffinaderye sal die voedsel-, biobrandstof- en omgewingstrilemma in die verband tussen energie-voedsel-water oplos" . Energiewetenskap . 1 : 27–41. doi : 10.1002 / ese3.2 .
- ^ Choi, Charles (15 April 2013). 'Kan Wood die wêreld voed?' . Wetenskap . Besoek op 27 Januarie 2016 .
- ^ Yu, TS; Kofler, H; Häusler, RE; et al. (Augustus 2001). "Die Arabidopsis sex1-mutant is gebrekkig in die R1-proteïen, 'n algemene reguleerder van styselafbraak in plante, en nie in die chloroplast-heksose-vervoerder nie" (PDF) . Plantsel . 13 (8): 1907–18. doi : 10.1105 / tpc.13.8.1907 . PMC 139133 . PMID 11487701 . Gearchiveer vanaf die oorspronklike (PDF) op 22-02-2014 . Besoek op 13/02/2014 .
- ^ a b Smith, Alison M .; Zeeman, Samuel C .; Smith, Steven M. (2005). "Degradasie van stysel" (PDF) . Jaarlikse oorsig van plantbiologie . 56 : 73–98. doi : 10.1146 / annurev.arplant.56.032604.144257 . PMID 15862090 . Gearchiveer vanaf die oorspronklike (PDF) op 2015-04-12 . Besoek op 13/02/2014 .
- ^ Weise, SE; Weber, AP; Sharkey, TD (2004). "Maltose is die belangrikste vorm van koolstof wat snags uit die chloroplast uitgevoer word". Planta . 218 (3): 474–82. doi : 10.1007 / s00425-003-1128-y . PMID 14566561 . S2CID 21921851 .
- ^ Purdy, SJ; Bussell, JD; Nunn, CP; Smith, SM (2013). "Blare van die Arabidopsis maltose-uitvoerder1 mutant vertoon 'n metaboliese profiel met kenmerke van koue akklimatisering in die warme" . PLOS EEN . 8 (11): e79412. Bibcode : 2013PLoSO ... 879412P . doi : 10.1371 / joernaal.pone.0079412 . PMC 3818174 . PMID 24223944 .
- ^ Weber, A; Servaites, JC; Geiger, DR; et al. (Mei 2000). "Identifisering, suiwering en molekulêre kloning van 'n vermeende plastidiese glukose-translokator" . Plantsel . 12 (5): 787–802. doi : 10.1105 / tpc.12.5.787 . PMC 139927 . PMID 10810150 .
- ^ David R. Lineback, "Starch", in AccessScience @ McGraw-Hill.
- ^ Perry, George H; Dominy, Nathaniel J; Klou, Katrina G; Lee, Arthur S; Fiegler, Heike; Redon, Richard; Werner, John; Villanea, Fernando A; et al. (2007). "Dieet en die evolusie van menslike amilase geenkopie getalvariasie" . Natuurgenetika . 39 (10): 1256–60. doi : 10.1038 / ng2123 . PMC 2377015 . PMID 17828263 .
- ^ "Omvang en meganisme van koolhidraseaksie". Die Tydskrif vir Biologiese Chemie . 254 .
- ^ Marc, A .; Engasser, JM; Moll, M .; Flayeux, R. (1983-02-01). "'N Kinetiese model van styselhidrolise deur α- en β-amilase tydens mashing". Biotegnologie en bio-ingenieurswese . 25 (2): 481–496. doi : 10.1002 / bit.260250214 . ISSN 1097-0290 . PMID 18548665 . S2CID 43629884 .
- ^ Ph.D, Judit E. Puskas (2013-11-18). Inleiding tot polimeerchemie: 'n biogebaseerde benadering . DEStech Publications, Inc. p. 138. ISBN 9781605950303.
- ^ Madhu, Sheri; Evans, Hayden A .; Doan-Nguyen, Vicky VT; Labram, John G .; Wu, Guang; Chabinyc, Michael L .; Seshadri, Ram; Wudl, Fred (4 Julie 2016). "Oneindige poliojodiedkettings in die Pyrroloperyleen-Jodium-kompleks: insigte in die stysel-jodium- en peryleen-jodiumkomplekse" . Angewandte Chemie International Edition . 55 (28): 8032–8035. doi : 10.1002 / anie.201601585 . PMID 27239781 .
- ^ Csepei, LI; Bolla, Cs. (2015). "IS STARCH SLEGS 'N VISUELE AANWYSER VIR JODIEN IN DIE BRIGGS-RAUSCHER OSCILLERENDE REAKSIE?" . STUDIA UNIVERSITATIS BABEŞ-BOLYAI Chemia (2): 187–199.
- ^ Anne-Charlotte Eliasson (2004). Stysel in voedsel: struktuur, funksie en toepassings . Woodhead Publishing. ISBN 978-0-8493-2555-7 .
- ^ Walter, Jens; Ley, Ruth (Oktober 2011). "The Human Gut Microbiome: Ecology and Recent Evolutionary Changes" . Jaarlikse oorsig van mikrobiologie . 65 (1): 422–429. doi : 10.1146 / annurev-micro-090110-102830 . PMID 21682646 .
- ^ Lindeboom, Nienke; Chang, Peter R.; Tyler, Robert T. (1 Apr 2004). "Analitiese, biochemiese en fisikochemiese aspekte van styselkorrelgrootte, met die klem op klein korrelstysels: 'n oorsig". Stysel-Stärke . 56 (3–4): 89–99. doi : 10.1002 / ster.200300218 .
- ^ a b Englyst, HN; Kingman, SM; Cummings, JH (Okt 1992). "Klassifikasie en meting van voedingsbelangrike styselfraksies". Europese Tydskrif vir Kliniese Voeding . 46 (Aanvulling 2): S33-50. PMID 1330528 .
- ^ Lockyer, S .; Nugent, AP (5 Jan 2017). "Gesondheidseffekte van weerstandbiedende stysel" . Voedingsbulletin . 42 (1): 10–41. doi : 10.1111 / nbu.12244 .
- ^ Hemsley + Hemsley. "Arrowroot resepte" . BBC Kos . Besoek op 13 Augustus 2017 .
- ^ Drank daagliks: 'Suiker is baie, baie groter': die prys van HFCS-pryse laat Coke se uitvoerende beampte nie spook nie
- ^ Ophardt, Charles. "Sweetners - Inleiding" . Elmhurst College.
- ^ White, John S. (2 Desember 2008). "HFCS: hoe soet dit is" .
- ^ Gemodifiseerde stysels . CODEX ALIMENTARIUS gepubliseer in FNP 52 Add 9 (2001)
- ^ Databasis oor voedseladditiewe EU, 6 Desember 2020 besoek
- ^ Maki, KC; Pelkman, CL; Finocchiaro, ET; Kelley, KM; Lawless, AL; Schild, AL; Rains, TM (2012). "Weerstandbiedende stysel van hoëamilose-mielies verhoog insuliengevoeligheid by oorgewig en vetsugtige mans" . Tydskrif vir Voeding . 142 (4): 717–23. doi : 10.3945 / jn.111.152975 . PMC 3301990 . PMID 22357745 .
- ^ Bodinham, Caroline L .; Frost, Gary S .; Robertson, M. Denise (2009). "Akute inname van weerstandbiedende stysel verminder voedselinname by gesonde volwassenes" (PDF) . British Journal of Nutrition . 103 (6): 917–22. doi : 10.1017 / S0007114509992534 . PMID 19857367 .
- ^ Vahdat, Mahsa; Hosseini, Seyed Ahmad; Khalatbari Mohseni, Golsa; Heshmati, Javad; Rahimlou, Mehran (15 Apr 2020). "Effekte van weerstandbiedende styselintervensies op sirkulerende inflammatoriese biomerkers: 'n stelselmatige oorsig en meta-analise van gerandomiseerde beheerde proewe" . Voedingsjoernaal . 19 (1): Artikel 33. doi : 10.1186 / s12937-020-00548-6 . PMC 7158011 . PMID 32293469 .
- ^ Nugent, AP (2005). "Gesondheidseienskappe van weerstandbiedende stysel" . Voedingsbulletin . 30 : 27–54. doi : 10.1111 / j.1467-3010.2005.00481.x .
- ^ Higgins, Janine A. (2012). "Volgraan, peulgewasse en die daaropvolgende maaltydeffek: implikasies vir bloedglukosebeheer en die rol van fermentasie" . Tydskrif vir voeding en metabolisme . 2012 : 1–7. doi : 10.1155 / 2012/829238 . PMC 3205742 . PMID 22132324 .
- ^ "Vas op stysel: 'n nuwe houtkleefmiddel" . Amerikaanse departement van landbou. 2000.
- ^ "Spuitpoeier" . Russell-Webb. Gearchiveer vanaf die oorspronklike op 09.08.2007 . Besoek 05/07/2007 .
- ^ Amerikaanse koalisie vir etanol, etanolgeriewe
- ^ Zhang, Y.-H. Percival; Evans, Barbara R .; Mielenz, Jonathan R .; Hopkins, Robert C .; Adams, Michael WW (2007). Melis, Anastasios (red.). "Waterstofproduksie met hoë opbrengste uit stysel en water deur 'n sintetiese ensiemweg" . PLOS EEN . 2 (5): e456. Bibcode : 2007PLoSO ... 2..456Z . doi : 10.1371 / joernaal.pone.0000456 . PMC 1866174 . PMID 17520015 .
- ^ "CDC - NIOSH sakgids vir chemiese gevare - stysel" . www.cdc.gov . Besoek 2015-11-21 .
Eksterne skakels
- CDC - NIOSH sakgids vir chemiese gevare , inligting vir werkers