科研進展
蘭州化物所馬鈴薯化學與加工技術研究獲系列進展
中國科學院蘭州化學物理研究所材料與分離分析組多年來致力于馬鈴薯營養(yǎng)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”進行了綜述，相關成果發(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(tǒng)地方食品—洋芋攪團進行了營養(yǎng)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(shù)影響以及改善洋芋攪團質(zhì)構(gòu)的機理，開發(fā)出了具有低血糖指數(shù)、高蛋白功能的方便食品。相關成果發(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，通過負壓低溫快速干燥技術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行了分析，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯生全粉比熟全粉（雪花粉）具有更好的加工性能。通過氣相色譜-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，相關成果發(fā)表在INT J FOOD ENG（2017, 13(11)）、現(xiàn)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(xiàn)添加10%的馬鈴薯生全粉有利于小麥面筋網(wǎng)絡的形成，過量則使面筋的粘度和強度下降。而馬鈴薯熟全粉（雪花粉）無論添加量多少，都會破壞小麥面筋結(jié)構(gòu)。相關成果發(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網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的影響
針對不同馬鈴薯品種的營養(yǎng)品質(zhì)及食用加工特性開展了相關研究，發(fā)現(xiàn)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)性風味化合物，篩選了適宜不同烹飪方式的最佳品種，相關成果發(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 蒸馬鈴薯揮發(fā)性香氣成分的GC-IMS圖譜
針對馬鈴薯農(nóng)藥殘留問題，分別設計合成了銀納米簇和聚合物碳點-銅復合物熒光探針，實現(xiàn)了對草甘膦的快速、高靈敏和選擇性檢測。相關成果發(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(nóng)殘成像的激光共聚焦掃描顯微照片
研究人員還采用EBA技術實現(xiàn)了對活性馬鈴薯蛋白的選擇性回收，相關成果發(fā)表在AM J POTATO RES（2018，95）、BIOTECHNOL BIOPROC E（2013, 18: 981-988）和食品科學（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(xiàn)代農(nóng)業(yè)（馬鈴薯）產(chǎn)業(yè)技術體系、國家自然科學基金委、國家重點研發(fā)計劃、中國科學院“西部之光”人才培養(yǎng)計劃、甘肅省科技重大專項和蘭州市科技計劃等項目的支持。
