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西北農林科技大學食品學院果蔬貯藏與加工團隊任亞梅課題組在輻照改性馬鈴薯淀粉方面取得新進展

2023-06-14 09:00:38 來源：西北農林科技大學 編輯：王娟君 雷小青 閱讀量：10551

　　近日，西北農林科技大學果蔬貯藏與加工團隊任亞梅副教授課題組在輻照改善馬鈴薯功能特性方面研究取得新進展，研究成果以“Comparative investigation of the effects of electron beam and X-ray irradiation on potato starch: structure and functional properties”為題發表在國際期刊《Interactional Journal of Biological Macromolecules》。2020級博士研究生雷小青為第一作者，任亞梅副教授為通訊作者。
 
　　輻照產生活性顆粒，如激發分子、自由基、離子或溶劑電子，導致淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉鏈發生交聯、接枝和降解而實現淀粉改性。食品行業常用的輻照有：電磁輻射(X射線和γ射線)和粒子輻射(電子束)，其中電子束和X射線輻照不含放射性同位素，易被食品工業和消費者接受。相關研究主要集中于電子束/γ射線輻照劑量對淀粉的結構和功能性質的影響，關于不同輻照類型對淀粉改性效果的比較研究較少。本工作以電子束和X射線為輻照源，分析并比較了兩種模式：(1)同一類型不同劑量輻照；(2)相同劑量不同類型輻照對馬鈴薯淀粉的直鏈淀粉含量、微觀結構、粒徑大小和分布、有序結構、晶體結構、糊化特性、溶解度和膨脹力、熱力學特性和凍融穩定性等指標的影響，為電離輻照在淀粉工業中的合理應用提供了理論指導。
 
　　輻照處理增加了淀粉中直鏈淀粉含量。在較大劑量(>10 kGy)輻照時，淀粉表現出以大淀粉顆粒為中心富集小顆粒的聚集行為。在不改變淀粉晶體類型和不產生新官能團的前提下，輻照處理導致淀粉結晶度下降了12.3%，并且X射線輻照的貢獻更大。淀粉結構的變化進一步影響了淀粉糊的質地：從凝膠變成溶液，輻照處理顯著降低了馬鈴薯淀粉的粘度參數和膨脹力，增加了糊化溫度、溶解度和凍融穩定性，說明輻照后淀粉的穩定性更高，較難糊化。與X射線輻照相比，電子束輻照后的淀粉具有更高的穩定性和更低的溶脹力，其穩定性提高了16.39%，適宜于冷凍淀粉基食品的生產；溶脹力降低了2.84%。在較大劑量(>10 kGy)輻照時，X射線更能提高淀粉的抗老化性，尤其在30 kGy 時，X射線輻照淀粉的抗老化性能增加了51%，有利于在貯藏過程中保持淀粉基食品的優良口感和風味。這些結果也為馬鈴薯淀粉新型產品的開發提供了理論支撐。該成果在取得過程中得到了楊凌核盛輻照技術有限公司的積極配合。
 
　　該研究得到了陜西省農業攻關項目(2022NY-012)的資助。【閱讀原文】
 
　　作者： 王娟君   雷小青

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