中国热科院在菠萝蜜淀粉精深加工研究方面取得重要进展

　　中国热科院香饮所加工与工程技术研究团队在菠萝蜜淀粉精深加工研究方面取得重要进展。研究团队借助挤压技术，系统研究了水分含量对高直链菠萝蜜淀粉的消化性与分子结构的变化。研究结果表明，在挤压过程中水分含量可以显著影响高直链菠萝蜜淀粉的消化性和分子结构，表现为在一定的水分含量内，降低水分含量可以显著增加淀粉的消化性，增加水分含量可以显著增加淀粉的双螺旋结构、长短程分子结构，微观结构结果同样证实了这些变化。以上研究结果可为今后高直链淀粉的改性尤其是抗性淀粉制备提供理论依据。

 

　　目前，菠萝蜜在亚洲、美洲和加勒比海地区以最低的投入成本进行大面积地种植，每年以15%以上速度在增长，世界总种植面积超过400万亩，我国菠萝蜜总种植面积50多万亩，海南省、广东湛江地区为主产区，面积超过40万亩，年产量超过80万吨，已成为当地农民增加经济收入来源的重要途径之一。菠萝蜜淀粉作为潜在的商业淀粉，来源充足。近年来，随着研究与开发投入的不断增加，国内外食品科技工作者对菠萝蜜淀粉应用领域和开发前景的关注与日俱增。

 

　　借助改良挤压技术制备不同水分含量的高直链菠萝蜜淀粉的快消化淀粉、慢消化淀粉和抗性淀粉片段，采用差示量热扫描扫描法、X射线衍射法、傅里叶变换红外光谱法和扫描电镜分析经过处理前后高直链淀粉的分子结构。结果表明降低水分含量导致慢消化淀粉和抗性淀粉含量显著降低（24.08%、25.99%~17.59%、16.60%），表明水分含量低的高直链菠萝蜜淀粉更容易消化。与挤出对照淀粉相比，慢消化淀粉+抗性淀粉组分和抗性淀粉样品表现出更高的糊化焓、相对结晶度和短程分子序，但糊化温度没有显著差异。此外，挤压对照样品、慢消化淀粉+抗性淀粉片段和抗性淀粉片段的双螺旋度、结晶度和有序度随着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）。微观结构和多孔性分析进一步证实了上述研究结果，即随着水分含量的增加，挤出样品从更粗糙的表面结构变为更紧凑的结构。所有这些结果表明水分含量会影响挤压过程中淀粉的可消化片段和分子结构。因此，可为高直链淀粉的改性特别是抗性淀粉的改性提供理论依据。

 

　　相关研究成果以题为《Effects of moisture content on digestible fragments and molecular structures of high amylose jackfruit starch prepared by improved extrusion cooking technology》发表在中科院JCR一区TOP期刊《Food Hydrocolloids》。我院香饮所加工与工程技术研究室培养的在读博士张雨桐为该论文第一作者，团队牵头专家谭乐和研究员、张彦军研究员、吴刚副研究员为该论文并列通讯作者。该项研究得到了海南省重点研发计划项目、中央级基本科研业务费专项（热科院揭榜挂帅项目）和木薯产业技术体系（咖啡、胡椒、菠萝蜜综合试验站）等项目资助。

 

　　中国热科院香饮所近年来致力于热带木本粮食——菠萝蜜淀粉研究，已在Trends in Food Science & Technology，Food Hydrocolloids、Food Chemistry、International Journal of Biological Macromolecules、Industrial Crops and Products等国际一区Top期刊发表大于5.0的SCI论文9篇，大于10.0的4篇，其中1篇在食品科学领域国际顶级期刊《Trends in Food Science & Technology》发表的题为《Jackfruit starch: Composition, structure, functional properties, modifications and applications》成功入选ESI高被引论文，得到了同行业专家的高度评价。

 

　　中国热科院香饮所加工与工程技术研究团队通过近年来的科学研究，阐明了菠萝蜜淀粉的特殊功能特性与分子结构、丰富了基于淀粉结构与功能认知的淀粉凝胶和老化控制理论，建立了提高菠萝蜜淀粉消化性和利用率的高效制备方法，有效提升我所在热带粮食作物的影响力，为下一步研究开发特色热带作物功能淀粉提供了重要理论参考。

 

　　论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X22005434