本书在系统梳理抗性淀粉最新研究进展的基础上，构建了“分析方法-结构解析-形成机制-功能验证-应用开发”的系统性知识体系。全书首先深入剖析了抗性淀粉不同类型的形成机理、多尺度结构特征及其与消化抗性的构效关系；继而探讨了抗性淀粉与肠道菌群的互作网络，阐明其通过短链脂肪酸介导的糖脂代谢调控、肠屏障强化和免疫调节等生理功能分子机制；同时详述了体外消化模拟、标准化检测、结构表征技术的演进路径；最后，系统总结了全球抗性淀粉的产业化进程、绿色改性工艺创新，以及其在功能食品、医药载体等领域的应用挑战与发展趋势。本书立足国际前沿，兼具理论深度与产业视角，不仅为深入理解抗性淀粉结构-功能关系、突破规模化制备瓶颈及开发精准营养干预策略提供科学依据，更对推动代谢健康产业发展具有重要参考价值。
本书适合食品科学、食品营养学、淀粉科学、及食品工程的科研人员、技术人员和产业决策者参考。
马蓁，加拿大麦吉尔大学（McGillUniversity）工学博士，加拿大农业与农业食品部（AgricultureandAgri-FoodCanada）博士后（加拿大农业食品部自然科学与工程研究理事会NSERC资助），2013年9月起在陕西师范大学食品工程与营养科学学院工作。主要从事包括抗性淀粉在内的复杂碳水化合物的多尺度结构分析与功能评价研究。目前已发表研究论文70余篇，以通讯作者发表SCI论文30余篇，H-index17，SCI累积影响因子140.03。其中申请人在抗性淀粉的多尺度与体内体外生理功能方面的所完成相关研究成果分别在《JournalofAgriculturalandFoodChemistry》与《Food&Function》期刊发表封面文章2篇，此外，在《CriticalReviewsinFoodScienceandNutrition》期刊发表的2篇关于抗性淀粉的形成机理、及构效关系研究的论文被列为ESI前1%高被引论文。申请人应邀参与撰写由Elsevier/AcademicPress,Wiley等出版社出版的英文专著4部，副主编由科学出版社出版的著作一部，具有丰富的科研经验和扎实的科研基础，熟悉关于抗性淀粉的基础和应用研究的前沿进展。基于此，结合目前食品学科的研究热点，撰写了本部专著。 申请人先后主持完成国家自然科学基金1项及省部级基金项目4项，先后入选2012年“加拿大农业食品部自然科学与工程研究理事会（NSERC）”资助-中国学者，2016年度“陕西省高校科协青年托举人才计划”，及2019年度“陕西师范大学优秀学术骨干”，获2019年陕西省科协青年科学家大会优秀论文一等奖，及2020年度陕西省高等学校科学技术奖一等奖（排名6），担任《LegumeScience》（Wiley出版社）期刊编委，陕西省谷物科学国际联合研究中心副主任，首批全国农产品质量安全与营养健康科普专员，及《ComprehensiveReviewsinFoodScienceandFoodSafety》等30余个国际主流期刊审稿人。教学方面，自2014年9月起至今承担本科生专业必修课及研究生专业必修课的讲授，主持完成校级双语课程建设项目及研究生优质课程全英文课程建设项目各1项，于2015年获陕西师范大学第八届青年教师讲课比赛教学组二等奖。
第1章绪论1
1.1引言：抗性淀粉的发现历程与分类演进1
1.2抗性淀粉的商业来源与产品开发4
1.3抗性淀粉预消化8
1.4抗性淀粉分析方法的演进路径：从体内检测到体外模拟与无损快检技术10
1.5抗性淀粉多尺度结构解析技术：从单一表征向多技术联用发展10
1.6Ⅰ型与Ⅱ型抗性淀粉研究进展：从物理屏障解析到分子调控机制11
1.7Ⅲ型抗性淀粉形成机理：结晶动力学与抗消化性关联研究12
1.8Ⅳ型抗性淀粉的制备技术发展与构效关系13
1.9Ⅴ型抗性淀粉的组装机制：分子互作与功能协同13
1.10抗性淀粉-肠道菌群互作机制：从降解菌鉴定到代谢网络解析14
1.11抗性淀粉多尺度结构-功能解析间关系的深化研究15
1.12抗性淀粉生理功能的分子机制：代谢调控与宿主-微生物互作16
1.13抗性淀粉应用研究：功能食品开发与跨领域技术融合16
1.14小结与展望17
参考文献18
第2章抗性淀粉含量的测定分析方法26
2.1引言26
2.2体内测定抗性淀粉含量方法概述26
2.2.1氢呼吸法27
2.2.2回肠造口术法27
2.2.3插管技术法28
2.3体外测定抗性淀粉含量方法概述28
2.3.1Englyst基础酶解法［Englyst（1982）法］29
2.3.2Berry法29
2.3.3Bjorck法30
2.3.4Englyst改进酶解法［Englyst（1992）法］31
2.3.5Muir和O ′Dea法34
2.3.6Goi法34
2.3.7kerberg法35
2.3.8Champ法36
2.3.9McCleary法36
2.3.10其他改进方法37
2.3.11近红外光谱法37
2.4体外测定抗性淀粉含量方法的比较分析37
2.5小结与展望40
参考文献40
第3章抗性淀粉的多尺度结构特征44
3.1淀粉的结构特征概述44
3.2抗性淀粉的多尺度结构特征47
3.3抗性淀粉的多尺度结构表征48
3.3.1X射线衍射法测定抗性淀粉的结晶度和长程有序度49
3.3.2小角X射线散射法测量抗性淀粉结构的半晶层结构55
3.3.3固态核磁法测定抗性淀粉的双螺旋结构58
3.3.4超甲基化与气相色谱-质谱联用法测定抗性淀粉的糖苷键型61
3.3.5傅里叶变换红外光谱法测定抗性淀粉的短程有序度62
3.3.6色谱技术法测定抗性淀粉的分子量和链长分布65
3.3.7扫描和透射电子显微镜法表征抗性淀粉的微观形貌与表面结构70
3.3.8DSC法测定抗性淀粉结构有序度75
3.4小结与展望78
参考文献78
第4章Ⅰ型与Ⅱ型抗性淀粉的形成机制与结构特征87
4.1Ⅰ型与Ⅱ型抗性淀粉概述87
4.2影响抗性淀粉含量的因素88
4.2.1直链淀粉与支链淀粉88
4.2.2淀粉多晶型及其微晶结构91
4.2.3底物敏感性93
4.2.4蛋白质和脂质95
4.2.5淀粉合成酶与淀粉分支酶基因介导法提高抗性淀粉含量99
4.2.6普鲁兰酶介导的基因调控法提高抗性淀粉含量103
4.2.7其他提高抗性淀粉含量的育种策略106
4.3小结与展望109
参考文献109
第5章Ⅲ型抗性淀粉的形成机理与结构特征116
5.1引言116
5.2不同加工方式对RS3形成机理及其结构特征的影响119
5.2.1湿热处理119
5.2.2压热处理122
5.2.3高静压处理124
5.2.4微波处理126
5.2.5超声处理127
5.2.6挤压处理129
5.2.7酸解129
5.2.8酶脱支处理131
5.3RS3的形成机理及其受老化影响的结构特征133
5.4酶解纯化过程对RS3形成机理及其结构特征的影响139
5.5小结与展望146
参考文献146
第6章Ⅳ型抗性淀粉的制备方法与结构特征154
6.1变性淀粉概述154
6.2RS4的制备方法和结构特征157
6.2.1氧化法制备RS4158
6.2.2酯化法制备RS4161
6.2.3交联法制备RS4167
6.2.4醚化法制备RS4171
6.3小结与展望173
参考文献174
第7章淀粉基复合物RS5的制备方法与结构特征180
7.1淀粉基复合物RS5简述180
7.2淀粉基复合物RS5的制备方法181
7.2.1淀粉-脂质复合物的制备方法181
7.2.2淀粉-多酚复合物的制备方法184
7.2.3淀粉-蛋白质复合物的制备方法186
7.3淀粉基复合物RS5的结构特征187
7.3.1淀粉-脂质复合物的结构特征187
7.3.2淀粉-蛋白质复合物的结构特征及应用190
7.3.3淀粉-多酚复合物的结构特征192
7.3.4淀粉-月桂酸/-茶多酚/-大豆肽复合物的结构特征研究194
7.3.5淀粉-脂质-蛋白质三元复合物的结构特征199
7.3.6影响淀粉基复合物RS5形成及稳定性的因素202
7.4小结与展望204
参考文献205
第8章抗性淀粉的降解机制及其与肠道微生物的相互作用215
8.1引言215
8.2肠道微生物217
8.3淀粉糖苷水解酶家族简介及其调控的结构生物学219
8.4抗性淀粉的降解机制研究进展222
8.4.1抗性淀粉的初级降解者222
8.4.2抗性淀粉的次级降解者235
8.5抗性淀粉与肠道微生物相互作用的主要研究模式239
8.5.1体外发酵法对抗性淀粉与肠道微生物间相互作用的研究进展240
8.5.2体内干预研究法245
8.6抗性淀粉与肠道微生物间互作影响因素研究进展248
8.6.1宿主的年龄状况248
8.6.2宿主的基线微生物状态249
8.6.3宿主的饮食249
8.7抗性淀粉与肠道微生物间互作研究实例——体外动态酵解过程中抗性淀粉的多尺度结构及微生物代谢演变250
8.7.1抗性淀粉在体外结肠发酵前和发酵过程中的多尺度结构分析250
8.7.2抗性淀粉在体外结肠发酵前和发酵过程中的表观形态分析253
8.7.3体外发酵过程中抗性淀粉对肠道微生物群落的影响253
8.7.4抗性淀粉在体外发酵过程中的pH值变化和短链脂肪酸的变化261
8.7.5PICRUSt2分析263
8.8小结与展望264
参考文献265
第9章抗性淀粉结构与功能效应关系研究279
9.1引言279
9.2抗性淀粉构效关系研究方法主要进展280
9.2.116S rRNA基因测序281
9.2.2宏基因组学282
9.2.3转录组学285
9.2.4蛋白质组学287
9.2.5代谢组学288
9.2.6多组学联用292
9.2.7创新技术294
9.3抗性淀粉构效关系研究进展295
9.3.1抗性淀粉的类型对肠道菌群及酵解特性的影响295
9.3.2抗性淀粉的来源对肠道菌群及酵解特性的影响303
9.3.3抗性淀粉的晶型对肠道菌群及酵解特性的影响305
9.3.4抗性淀粉的精细结构对肠道菌群及其酵解特性的影响306
9.3.5抗性淀粉的干预剂量对肠道菌群及酵解特性的影响308
9.3.6不同个体对抗性淀粉摄入后的响应差异309
9.4抗性淀粉构效关系研究实例310
9.4.1不同类型/结构RS结构与肥胖小鼠生理功能间关系研究310
9.4.2不同结构特征抗性淀粉底物的体外酵解特性研究323
9.5小结与展望335
参考文献336
第10章抗性淀粉的生理功能及作用机制350
10.1引言350
10.2抗性淀粉对宿主肠道菌群及其代谢产物的影响351
10.2.1抗性淀粉对宿主肠道菌群的影响351
10.2.2抗性淀粉调节肠道代谢产物及改善肠道健康作用354
10.2.3抗性淀粉对肠道健康作用的分子机制359
10.3抗性淀粉改善机体糖脂代谢紊乱——RS在调节血糖稳态、改善胰岛素抵抗及抗肥胖方面的作用363
10.3.1动物实验364
10.3.2人群实验370
10.3.3抗性淀粉改善机体糖脂代谢紊乱的作用机制研究373
10.4抗性淀粉的其他生理功能及作用机制391
10.5小结与展望393
参考文献395
第11章抗性淀粉的应用418
11.1引言418
11.2抗性淀粉在多种基质食品中应用的技术效益及优势420
11.2.1抗性淀粉的技术效益420
11.2.2抗性淀粉可以改善食物的质地特性421
11.2.3抗性淀粉可以降低食物基质的血糖指数422
11.3抗性淀粉在面制品中的应用423
11.3.1添加抗性淀粉对面团特性的影响423
11.3.2抗性淀粉在亚洲传统面条中的应用426
11.3.3抗性淀粉在意大利面中应用427
11.3.4抗性淀粉在面包中的应用429
11.3.5抗性淀粉在饼干中的应用431
11.3.6抗性淀粉在其他面制品中的应用434
11.4抗性淀粉在油炸类食品中的应用438
11.5抗性淀粉在乳制品中的应用439
11.5.1抗性淀粉在酸奶中的应用439
11.5.2抗性淀粉在冰激凌中的应用441
11.5.3抗性淀粉在仿制奶酪中的应用442
11.5.4抗性淀粉在其他乳制品中的应用443
11.6抗性淀粉在其他食品中的应用443
11.7抗性淀粉在微胶囊及生物功能活性物质传递系统中的应用445
11.7.1抗性淀粉微胶囊的制备方法研究进展446
11.7.2基于抗性淀粉的微胶囊壁材优势分析449
11.7.3不同功能活性物质在抗性淀粉微胶囊系统中的递送特性450
11.7.4抗性淀粉微囊中功能活性物质释放的影响因素453
11.8小结与展望455
参考文献456
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