X Starch Complexes with Mono-and Oligosaccharides
Berczeller901 は、乳糖とマルトースが水溶液中のデンプンに負の収縮を示すことを観察している。 この偏光計測による収着は糖質溶液の濃度とともに増加する。 902-904では、結晶性スクロースの保持はデンプンとの相互作用の結果であると主張する論文もある。 デンプン存在下で糖の結晶化が起こると、マクロ結晶構造は糖が存在しない場合に通常構築される構造に対して変化する。 グルコース905とスクロース906の場合、スクロースを医薬品賦形剤として使用する際の重要な要因となりうることが観察されている907。デンプンに対する単糖および二糖の割合がある場合、多糖の結晶化が阻害されることになる。 キシロースおよびリボースは、糖濃度の増加とともに小麦でんぷんの逆分解を減少させる。 同様に，単糖類（グルコース，マンノース）および二糖類（スクロース）はコーンスターチの逆分解を促進することが報告されているが，小麦デンプンの場合には逆の効果が別の著者によって報告されている． その結果，水に不溶なペントグリカンは可溶なペントグリカンより効果的に逆進性を抑制することが報告された． 可溶性ペントグリカンはアミロースとしか相互作用しないが、不溶性ペントグリカンはアミロースやアミロペクチンと複合体を形成する。 ペントグリカンの逆行現象に対する効果は、澱粉の結晶化中心の阻害と解釈されている。 ペントグリカンはゼラチン化には影響を与えない。 912-914
工業的に重要な砂糖の濾過工程は濾材中のデンプンの存在によって妨げられるが，この事実は必ずしも複合体の形成に起因するものではなく，むしろ直径<2μmの粒子の形成によって引き起こされるものである． 909,910, 919-924
乾燥状のコーンスターチ混合水にスクロースを加えると水分活性が低下し，混合物の液状化が起こる． このことをChinachoti925は手品と表現している。 他の糖類でも同じような効果が起こる。 このような混合物は浮力を持ち、同時に粘性を持つ。 これらはヨウ素で青色を形成し、この複合体の色は糖の添加によって変化することはない。 この結果は、複合化した糖がアミロースヘリックスやアミロペクチンのランダムコイルを分解しないことを示唆している。 7975>
澱粉の糊化に対する種々の単糖および二糖の効果については，澱粉の品種の違いによる矛盾した観察がなされている． しかし、すべての著者によって観察された一般的な傾向は、糖濃度の増加によってゲル粘度が低下することである（表LVI参照）。 澱粉に添加された糖類がゲル化温度を上昇させることは921,922,927,928に示されている。 これは顆粒の膨潤を遅らせることに起因する921,922,927,929,930 しかし、糖類の膨潤に対する効果はその水溶液の濃度に依存することを強く強調しておく必要がある。 931 前述の効果の大部分は、可溶化、水和、膨潤、ゲル化に必要な水分子をめぐる単糖およびオリゴ糖とデンプンの競合という観点から以前に解釈された908, 921, 922, 929, 932-935 この競合は低分子量糖類が勝ち、結果としてデンプンは膨潤に利用できる水分子が少なくなる。 この仮説を証明するために，デンプン-ショ糖-水の三元系における水の移動度の研究が13Cと17O NMRの技術によって行われてきた。 トウモロコシデンプンのゲル強度（g/cm）に対する糖類の影響921
| Sugar | 糖類濃度.g/cm, % | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 50 | ||
| フルクトース | 149 | 157 | 158 | 140 | 96 | 9642 | |
| グルコース | 146 | 150 | 145 | 104 | 104 | 75 | 26 |
| Maltose | 148 | 143 | 134 | 94 | 14366 | ゲルなし | |
| ラクトース | 158 | 157 | 133 | 93 | 60 | ゲルなし | |
| Sucrose | 151 | 139 | 127 | 90 | 63 | no gel | |
数名の研究者はデンプンとスクロースおよび他のサッカライドの間に直接相互作用が存在することを意見として共有している。 Gardell947，そしてBrownとFrench948はデンプンを充填したクロマトグラフィーカラムでサッカライドの混合物を効果的に分離できることを明らかにしている。 BrownとFrench948はスタキオース<ラフィノース<ラクトース<グルコースというそれぞれ四糖、三糖、二糖、単糖の糖の溶出量の順序を見いだした。 著者らは数年来、澱粉と糖類の包接複合体が形成されるものと考えてきた。 前述のクロマトグラフィーの研究から、このような複合体の形成に不可欠な要因は、ホスト分子とゲスト分子のコンフォメーションの適合性であることが示唆される。 α-D-グルコースやそのような部位を含む他のソルビン酸塩では、明らかに最良のコンフォメーション適合が可能であるはずである。 二糖類、特にスクロースでは、第二の糖部分は複合体の主幹の枝を形成し、巨視的なスケールで無秩序をもたらすはずである。 しかし、このような枝が互いに適当な距離をおいて複数存在する場合、代わりに秩序が生じることがある。 このような秩序化は、局所的な相互構造適合に起因する直接的な相互作用、あるいは秩序化と水分子との最終的な捕捉相互作用のいずれかによって生じる可能性がある。 このことは、スクロースとデンプンの相互作用において、スクロースのいくつかの炭素原子が他のものよりも強く相互作用するというHansenら949の13C NMRの結果を説明することができる。 また，Limらによるスクロース添加後のデンプン中の水分移動度の減少という観察も説明できるだろう． 他の糖類との混合デンプンにおける水の移動度の変化はスクロースとの混合物の場合と同様であるが，相対的な大きさは異なる
糖類とデンプンの相互作用の有効性は，与えられた糖分子が提供する潜在的水素結合の数に溶液中の糖の濃度（nH）をかけたものと強い相関があると報告された951. これらの結果は、グルコース、スクロース、マルトース、マルトトリオース存在下でのデンプンのゲル化開始温度（Tg）とよく相関している。 12点のデータセットでは、nH = 1.41 Tg + 52.07 という式が成り立ち、相関係数r = 0.99となった。 また、グルコース、スクロース、フルクトースを含むデンプン混合物の11点のデータでは、nH = 1.52Tg + 51.72 の式が成り立ち、r = 0.95 となった。 これらの結果は、フルクトースがそのピラノイド互変異性体の状態で複合体中に存在し、コンフォメーションが適合していることを示唆している。 この相関はBrownとFrenchがデンプンへの糖の収着について報告したものと逆であることに注意すべきである。948
ゲル化のエンタルピーはnHと相関がない。 この散乱はゲル化過程の複雑さを示すものであり，この過程は主として膨潤に依存するため，錯形成の研究には適さない。 SpiesとHoseney952はデンプンの非晶質領域に結合した糖分子が鎖間に橋を形成することを提案した。 糖の複合化は吸水を遅らせるはずであり、この事実は実際に観察されている953。これは糊化に必要なエネルギーが増大することを意味する。 澱粉の複屈折の消失に対する糖の効果は次の順序に従う：スクロース > グルコース > マルトース > リボース953 澱粉の糊化に対する糖の効果は相互作用する糖の鎖長によって決まる954 前述の分岐はこの観察結果を説明するものである． 枝分かれ、およびこれらの枝に付着した水和水分子は、デンプンへの水分子のアクセスに立体的な障害を与え、膨潤およびゲル化を引き起こす。 澱粉の逆行現象に対する糖鎖の効果も同様に解釈できる。 フルクトースやグルコースとデンプン複合体の形成は確かに種の局所的な秩序化を引き起こすが、これはマクロスケールでの秩序化へと拡張することが可能である。 スクロースもまた、複合体を形成することによって局所的な秩序化を引き起こすが、複合体化していないフルクトース部分はマクロスケールでの秩序化を引き起こす。 非複合体、あるいは比較的弱い複合体形成の五炭糖は、ミクロスケールでもマクロスケールでも無秩序を引き起こす。 Tomasikら955は、単糖および二糖とデンプンとの複合化について説得力のある議論を展開した。 彼らは、澱粉と澱粉-糖類混合物の偏光速度および変異回転の伸びを比較した。 特定の糖の導入によるこのプロセスの擾乱は、複合化を説明した。 粘度の測定、示差走査熱量測定、ブラベンダーアミログラムの解釈から、デンプンはD-グルコース、D-フルクトース、D-ガラクトース、D-マンノース、ラクトース、マルトース、D-キシロース、スクロースと複合体化することが示唆された。 デンプンとD-リボースとの複合体形成は疑問であり，L-アラビノースとの複合体形成は見られない。
デンプンと糖類との相互作用を伴う実用的なアプリケーションがいくつか存在する。 例えば，デンプン由来の糖類はデンプンのプラスッチカーとして使用される956 したがって，シュガーシロップに片栗粉を加えると，溶液粘度がガスバブルを保持するレベルまで上昇し，フロスの生成に適する957 アガラン，デンプン，膨潤したSephadex G-200はゾーン電気泳動の混合担体を形成する958． 960 東洋のお菓子であるラカート・ルクムも挙げておく。これは擬塑性ゲルであり、その市場価値は粘度とチクソトロピー性に依存するが、両者とも不安定である。 砂糖とコーンスターチの濃度を上げることで安定性を回復させることができる961
。