西北农林科技大学食品学院果蔬贮藏与加工团队任亚梅课题组在辐照改性马铃薯淀粉方面取得新进展
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近日，西北农林科技大学果蔬贮藏与加工团队任亚梅副教授课题组在辐照改善马铃薯功能特性方面研究取得新进展，研究成果以“Comparative investigation of the effects of electron beam and X-ray irradiation on potato starch: structure and functional properties”为题发表在国际期刊《Interactional Journal of Biological Macromolecules》。2020级博士研究生雷小青为第一作者，任亚梅副教授为通讯作者。
辐照产生活性颗粒，如激发分子、自由基、离子或溶剂电子，导致淀粉中直链淀粉和支链淀粉链发生交联、接枝和降解而实现淀粉改性。食品行业常用的辐照有：电磁辐射（X射线和γ射线）和粒子辐射（电子束），其中电子束和X射线辐照不含放射性同位素，易被食品工业和消费者接受。相关研究主要集中于电子束/γ射线辐照剂量对淀粉的结构和功能性质的影响，关于不同辐照类型对淀粉改性效果的比较研究较少。本工作以电子束和X射线为辐照源，分析并比较了两种模式：（1）同一类型不同剂量辐照；（2）相同剂量不同类型辐照对马铃薯淀粉的直链淀粉含量、微观结构、粒径大小和分布、有序结构、晶体结构、糊化特性、溶解度和膨胀力、热力学特性和冻融稳定性等指标的影响，为电离辐照在淀粉工业中的合理应用提供了理论指导。
辐照处理增加了淀粉中直链淀粉含量。在较大剂量（>10 kGy）辐照时，淀粉表现出以大淀粉颗粒为中心富集小颗粒的聚集行为。在不改变淀粉晶体类型和不产生新官能团的前提下，辐照处理导致淀粉结晶度下降了12.3%，并且X射线辐照的贡献更大。淀粉结构的变化进一步影响了淀粉糊的质地：从凝胶变成溶液，辐照处理显著降低了马铃薯淀粉的粘度参数和膨胀力，增加了糊化温度、溶解度和冻融稳定性，说明辐照后淀粉的稳定性更高，较难糊化。与X射线辐照相比，电子束辐照后的淀粉具有更高的稳定性和更低的溶胀力，其稳定性提高了16.39%，适宜于冷冻淀粉基食品的生产；溶胀力降低了2.84%。在较大剂量（>10 kGy）辐照时，X射线更能提高淀粉的抗老化性，尤其在30 kGy 时，X射线辐照淀粉的抗老化性能增加了51%，有利于在贮藏过程中保持淀粉基食品的优良口感和风味。这些结果也为马铃薯淀粉新型产品的开发提供了理论支撑。该成果在取得过程中得到了杨凌核盛辐照技术有限公司的积极配合。
该研究得到了陕西省农业攻关项目（2022NY-012）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123909
