科研進(jìn)展
蘭州化物所馬鈴薯化學(xué)與加工技術(shù)研究獲系列進(jìn)展
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所材料與分離分析組多年來(lái)致力于馬鈴薯營(yíng)養組分、食品安全和加工廢棄物資源化利用的研究工作，取得了多項研究成果。
近期，研究人員分別就“中國馬鈴薯加工業(yè)發(fā)展及對世界馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的影響”及“基于馬鈴薯的功能性食品”進(jìn)行了綜述，相關(guān)成果發(fā)表在Potato Research （2023, 66, 543-562）和Foods（2023,12(11)）上。
圖1 不同顏色馬鈴薯塊莖的抗氧化活性
研究人員對傳統地方食品—洋芋攪團進(jìn)行了營(yíng)養和低血糖功能性改良，采用口腔-胃-小腸體外模擬消化分析了洋芋攪團中淀粉的消化特性，揭示了機械敲砸、低溫貯藏和添加額外蛋白對洋芋攪團血糖指數影響以及改善洋芋攪團質(zhì)構的機理，開(kāi)發(fā)出了具有低血糖指數、高蛋白功能的方便食品。相關(guān)成果發(fā)表在Foods（2023, 12, 2460）上。
圖2 洋芋攪團的口腔-胃-小腸體外模擬消化SEM照片
研究人員首次提出了馬鈴薯生全粉的概念，通過(guò)負壓低溫快速干燥技術(shù)制備了馬鈴薯生全粉，以馬鈴薯熟全粉（雪花粉）為對照對含有馬鈴薯原料面團的加工性能進(jìn)行了分析，發(fā)現馬鈴薯生全粉比熟全粉（雪花粉）具有更好的加工性能。通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜指紋圖譜分析（以糠醛和丙酮作為標志物）可判斷面包中是否添加了馬鈴薯全粉原料，相關(guān)成果發(fā)表在INT J FOOD ENG（2017, 13(11)）、現代食品科技（2017,33（3）；2021,37（3）；2023, 39（01））和AJPR（2019, 96: 69–78）上。
圖3 馬鈴薯生全粉和馬鈴薯熟全粉（雪花粉）的SEM照片
研究人員發(fā)現添加10%的馬鈴薯生全粉有利于小麥面筋網(wǎng)絡(luò )的形成，過(guò)量則使面筋的粘度和強度下降。而馬鈴薯熟全粉（雪花粉）無(wú)論添加量多少，都會(huì )破壞小麥面筋結構。相關(guān)成果發(fā)表在J FOOD PROCESS PRES（2020, 44: e14528）和INT J FOOD ENG（2021, 17(8):619-632）上。
圖4 不同添加比例的馬鈴薯生全粉對小麥面筋微觀(guān)網(wǎng)絡(luò )結構的影響
針對不同馬鈴薯品種的營(yíng)養品質(zhì)及食用加工特性開(kāi)展了相關(guān)研究，發(fā)現作為“國菜”的酸辣土豆絲的吃法相對于油炸和完全熟化的加工方式保留了更高的抗性淀粉和維生素C，相關(guān)成果發(fā)表在EUR FOOD RES TECHNOL (2018, 244:851–860)、Food Science and Human Wellness（2018, 7:156–162）和AM J POTATO RES（2022, 99:191–205)上。
利用氣相離子遷移譜鑒定了不同品種馬鈴薯烹飪產(chǎn)品（蒸和烤）中的揮發(fā)性風(fēng)味化合物，篩選了適宜不同烹飪方式的最佳品種，相關(guān)成果發(fā)表在Foods（2023,12,2252）和中國馬鈴薯（2022, 36(5): 443-457; 2022, 36(6)：551-558; 2023,37(1): 62-69）上。
圖5 蒸馬鈴薯?yè)]發(fā)性香氣成分的GC-IMS圖譜
針對馬鈴薯農藥殘留問(wèn)題，分別設計合成了銀納米簇和聚合物碳點(diǎn)-銅復合物熒光探針，實(shí)現了對草甘膦的快速、高靈敏和選擇性檢測。相關(guān)成果發(fā)表在Analytical Methods （2023, 15, 762-770）和Biosensors（2023, 13, 510）上。
圖6 萵苣根尖組織中農殘成像的激光共聚焦掃描顯微照片
研究人員還采用EBA技術(shù)實(shí)現了對活性馬鈴薯蛋白的選擇性回收，相關(guān)成果發(fā)表在AM J POTATO RES（2018，95）、BIOTECHNOL BIOPROC E（2013, 18: 981-988）和食品科學(xué)（2014,35(09)：53-56）上。
圖7 活性馬鈴薯蛋白粉
以上研究得到了國家現代農業(yè)（馬鈴薯）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、國家自然科學(xué)基金委、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、中國科學(xué)院“西部之光”人才培養計劃、甘肅省科技重大專(zhuān)項和蘭州市科技計劃等項目的支持。
