近日，中國熱科院品資所木薯研究中心在交變磁場（AMF）對木薯淀粉的物理改性及其對淀粉精細結構、回生特性和體外消化率的影響方面取得新進展。該研究揭示了AMF對預糊化淀粉的調(diào)控機制，為磁場改性技術提供了基礎數(shù)據(jù)，并拓展了其在食品加工中的潛在應用。
木薯是熱帶和亞熱帶地區(qū)的重要作物，在非洲、亞洲和拉丁美洲廣泛種植。其淀粉被廣泛應用于食品和工業(yè)領域。木薯作為主要的碳水化合物來源，淀粉的精細結構直接影響其功能特性，決定食品的營養(yǎng)價值、消化速率及加工性能。其中，淀粉回生是一種不可避免的現(xiàn)象，即糊化后的淀粉雙螺旋結構解開并形成無序狀態(tài)，隨后經(jīng)氫鍵作用重新排列，形成有序結晶結構。研究表明，回生淀粉具有高粘度和熱穩(wěn)定性，并能增強對消化酶的抗性，提高緩慢消化淀粉（SDS）或抗性淀粉的含量，從而有助于血糖管理和肥胖控制。因此，優(yōu)化淀粉回生特性是淀粉改性研究的重要方向。
本研究通過掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、紅外光譜（FTIR）及高效陰離子交換色譜-安培檢測（HPAEC-PAD）等技術，從顆粒到分子水平系統(tǒng)分析其結構變化及回生特性。結果表明，AMF處理顯著改變了淀粉的結構特征。同時，直鏈淀粉降解，長鏈斷裂為短鏈，導致分子量降低。此外，羥基暴露增加提升了淀粉的水合能力，增強溶解度和膨脹力。在消化特性方面，顆粒表面的凹陷和裂紋有利于酶的滲透，提高SDS含量。研究揭示了AMF調(diào)控預糊化淀粉回生及消化特性的作用機制，證明其在促進回生及提高SDS含量方面的潛在應用價值。研究結果可為磁場改性淀粉及其他高分子材料的研究提供新思路，并推動食品綠色加工技術的發(fā)展。
相關研究成果以“Physical modification of cassava starch by alternating magnetic field treatment: Effects on fine structure, retrogradation and in vitro digestibility”為題發(fā)表于《Food Chemistry》。海南醫(yī)科大學在讀博士何銳為該論文第一作者，中國熱科院品資所符乃方為該論文共同通訊作者。研究成果依托國家木薯產(chǎn)業(yè)技術體系、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)作物種質(zhì)資源安全保存項目等項目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.142650
