中國熱科院在菠蘿蜜淀粉精深加工研究方面取得重要進(jìn)展

　　中國熱科院香飲所加工與工程技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在菠蘿蜜淀粉精深加工研究方面取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)借助擠壓技術(shù)，系統(tǒng)研究了水分含量對(duì)高直鏈菠蘿蜜淀粉的消化性與分子結(jié)構(gòu)的變化。研究結(jié)果表明，在擠壓過程中水分含量可以顯著影響高直鏈菠蘿蜜淀粉的消化性和分子結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為在一定的水分含量內(nèi)，降低水分含量可以顯著增加淀粉的消化性，增加水分含量可以顯著增加淀粉的雙螺旋結(jié)構(gòu)、長短程分子結(jié)構(gòu)，微觀結(jié)構(gòu)結(jié)果同樣證實(shí)了這些變化。以上研究結(jié)果可為今后高直鏈淀粉的改性尤其是抗性淀粉制備提供理論依據(jù)。

 

　　目前，菠蘿蜜在亞洲、美洲和加勒比海地區(qū)以最低的投入成本進(jìn)行大面積地種植，每年以15%以上速度在增長，世界總種植面積超過400萬畝，我國菠蘿蜜總種植面積50多萬畝，海南省、廣東湛江地區(qū)為主產(chǎn)區(qū)，面積超過40萬畝，年產(chǎn)量超過80萬噸，已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增加經(jīng)濟(jì)收入來源的重要途徑之一。菠蘿蜜淀粉作為潛在的商業(yè)淀粉，來源充足。近年來，隨著研究與開發(fā)投入的不斷增加，國內(nèi)外食品科技工作者對(duì)菠蘿蜜淀粉應(yīng)用領(lǐng)域和開發(fā)前景的關(guān)注與日俱增。

 

　　借助改良擠壓技術(shù)制備不同水分含量的高直鏈菠蘿蜜淀粉的快消化淀粉、慢消化淀粉和抗性淀粉片段，采用差示量熱掃描掃描法、X射線衍射法、傅里葉變換紅外光譜法和掃描電鏡分析經(jīng)過處理前后高直鏈淀粉的分子結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明降低水分含量導(dǎo)致慢消化淀粉和抗性淀粉含量顯著降低（24.08%、25.99%~17.59%、16.60%），表明水分含量低的高直鏈菠蘿蜜淀粉更容易消化。與擠出對(duì)照淀粉相比，慢消化淀粉+抗性淀粉組分和抗性淀粉樣品表現(xiàn)出更高的糊化焓、相對(duì)結(jié)晶度和短程分子序，但糊化溫度沒有顯著差異。此外，擠壓對(duì)照樣品、慢消化淀粉+抗性淀粉片段和抗性淀粉片段的雙螺旋度、結(jié)晶度和有序度隨著水分含量的增加而增加（1.74 J/g、1.52%、0.207~9.52 J /g、32.54%、0.779）。微觀結(jié)構(gòu)和多孔性分析進(jìn)一步證實(shí)了上述研究結(jié)果，即隨著水分含量的增加，擠出樣品從更粗糙的表面結(jié)構(gòu)變?yōu)楦o湊的結(jié)構(gòu)。所有這些結(jié)果表明水分含量會(huì)影響擠壓過程中淀粉的可消化片段和分子結(jié)構(gòu)。因此，可為高直鏈淀粉的改性特別是抗性淀粉的改性提供理論依據(jù)。

 

　　相關(guān)研究成果以題為《Effects of moisture content on digestible fragments and molecular structures of high amylose jackfruit starch prepared by improved extrusion cooking technology》發(fā)表在中科院JCR一區(qū)TOP期刊《Food Hydrocolloids》。我院香飲所加工與工程技術(shù)研究室培養(yǎng)的在讀博士張雨桐為該論文第一作者，團(tuán)隊(duì)牽頭專家譚樂和研究員、張彥軍研究員、吳剛副研究員為該論文并列通訊作者。該項(xiàng)研究得到了海南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、中央級(jí)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（熱科院揭榜掛帥項(xiàng)目）和木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（咖啡、胡椒、菠蘿蜜綜合試驗(yàn)站）等項(xiàng)目資助。

 

　　中國熱科院香飲所近年來致力于熱帶木本糧食——菠蘿蜜淀粉研究，已在Trends in Food Science & Technology，F(xiàn)ood Hydrocolloids、Food Chemistry、International Journal of Biological Macromolecules、Industrial Crops and Products等國際一區(qū)Top期刊發(fā)表大于5.0的SCI論文9篇，大于10.0的4篇，其中1篇在食品科學(xué)領(lǐng)域國際頂級(jí)期刊《Trends in Food Science & Technology》發(fā)表的題為《Jackfruit starch: Composition, structure, functional properties, modifications and applications》成功入選ESI高被引論文，得到了同行業(yè)專家的高度評(píng)價(jià)。

 

　　中國熱科院香飲所加工與工程技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)通過近年來的科學(xué)研究，闡明了菠蘿蜜淀粉的特殊功能特性與分子結(jié)構(gòu)、豐富了基于淀粉結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)知的淀粉凝膠和老化控制理論，建立了提高菠蘿蜜淀粉消化性和利用率的高效制備方法，有效提升我所在熱帶糧食作物的影響力，為下一步研究開發(fā)特色熱帶作物功能淀粉提供了重要理論參考。

 

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X22005434