近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)果蔬貯藏與加工團(tuán)隊(duì)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(jìn)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(fā)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(chǎn)生活性顆粒，如激發(fā)分子、自由基、離子或溶劑電子，導(dǎo)致淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉鏈發(fā)生交聯(lián)、接枝和降解而實(shí)現(xiàn)淀粉改性。食品行業(yè)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(yè)和消費(fèi)者接受。相關(guān)研究主要集中于電子束/γ射線輻照劑量對淀粉的結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)的影響，關(guān)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(jié)構(gòu)、粒徑大小和分布、有序結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、糊化特性、溶解度和膨脹力、熱力學(xué)特性和凍融穩(wěn)定性等指標(biāo)的影響，為電離輻照在淀粉工業(yè)中的合理應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。

 

　　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(shí)，淀粉表現(xiàn)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(chǎn)生新官能團(tuán)的前提下，輻照處理導(dǎo)致淀粉結(jié)晶度下降了12.3%，并且X射線輻照的貢獻(xiàn)更大。淀粉結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)一步影響了淀粉糊的質(zhì)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(shù)和膨脹力，增加了糊化溫度、溶解度和凍融穩(wěn)定性，說明輻照后淀粉的穩(wěn)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(wěn)定性和更低的溶脹力，其穩(wěn)定性提高了16.39%，適宜于冷凍淀粉基食品的生產(chǎn)；溶脹力降低了2.84%。在較大劑量（>10 kGy）輻照時(shí)，X射線更能提高淀粉的抗老化性，尤其在30 kGy 時(shí)，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(yōu)良口感和風(fēng)味。這些結(jié)果也為馬鈴薯淀粉新型產(chǎn)品的開發(fā)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(shù)有限公司的積極配合。

 

　　該研究得到了陜西省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目（2022NY-012）的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123909