摘要

本文利用ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀測(cè)定土豆米的燃燒熱值為15904.8 J/g，與市售大米實(shí)測(cè)值16065.6 J/g較為接近（差值僅3.84 kcal/100g），表明土豆米具有與傳統(tǒng)主食相當(dāng)?shù)哪芰抗?yīng)能力。本實(shí)驗(yàn)為新型食品原料的能量評(píng)估提供了科學(xué)依據(jù)。

圖1 測(cè)試樣品展示

前言

土豆作為全qiu第四大糧食作物，能夠提供與大米等主食相似的營(yíng)養(yǎng)成分。相較于大米蛋白，土豆蛋白的氨基酸組成更接近人體需求，可作為“優(yōu)質(zhì)蛋白”的來(lái)源。吳奇院士團(tuán)隊(duì)采用新型加工技術(shù)，將新鮮土豆轉(zhuǎn)化成可長(zhǎng)期儲(chǔ)存的米粒狀淀粉制品——土豆米，從物理層面改變大分子的特性，重塑薯類作物的淀粉鏈，在保障口感與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的同時(shí)，解決了土豆畝產(chǎn)量高但不易儲(chǔ)存的局限，是對(duì)高產(chǎn)、適應(yīng)性廣、營(yíng)養(yǎng)全面的土豆進(jìn)行主糧化的有益探索。

燃燒熱值是評(píng)價(jià)食物能量密度的核心指標(biāo)，直接反映其完quan氧化所釋放的能量。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究可為新型植物基食品開(kāi)發(fā)提供有力技術(shù)支撐。目前，土豆米現(xiàn)有研究多集中于合成路徑，對(duì)其燃燒熱值的系統(tǒng)性測(cè)定較少。本研究以市售土豆米為對(duì)象，利用氧彈量熱儀測(cè)定其燃燒熱值，與大米的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，揭示兩者在供能效率上的差異，為精準(zhǔn)膳食管理提供一定數(shù)據(jù)支持。

圖2 之量科技 ATC 300A 自動(dòng)氧彈量熱儀

實(shí)驗(yàn)方法

1. 實(shí)驗(yàn)條件

測(cè)試儀器：之量科技 ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀

測(cè)試方法：GB/T 213-2008

環(huán)境溫度：20℃

實(shí)驗(yàn)樣品：土豆米、大米

2. 測(cè)試過(guò)程

打開(kāi)ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀；

Step1：在樣品池中稱取一定質(zhì)量樣品，用棉線連接點(diǎn)火絲與樣品并固定；

Step2：安裝氧彈，設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并填寫(xiě)樣品質(zhì)量等信息；

Step3：開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，在測(cè)試環(huán)境準(zhǔn)備好后，儀器自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試；

Step4：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，取下氧彈并進(jìn)行清理；

Step5：重復(fù)三組測(cè)試，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

土豆米的成分不僅包含50％的土豆干物質(zhì)，還包括25％的玉米粉和25％的苦蕎粉。從外觀看，土豆米樣品表面顏色呈不均勻狀，實(shí)驗(yàn)前需對(duì)土豆米及大米樣品進(jìn)行碾碎與壓片處理，盡可能保證待測(cè)樣品的均勻性與一致性，同時(shí)便于稱量合適的樣品重量與樣品的引燃，如圖3所示。

圖3 樣品預(yù)處理（a）碾碎后（b）裝樣后

在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，土豆米因含有少量鈉、鉀，燃燒后殘留少量無(wú)機(jī)鹽，大米燃燒后則較為干凈。包裝上的營(yíng)養(yǎng)成分表如圖4所示。

圖4（a）土豆米（b）大米樣品包裝上的營(yíng)養(yǎng)成分表

土豆米、大米兩種樣品各重復(fù)3次測(cè)試，燃燒熱測(cè)試結(jié)果匯總見(jiàn)表1。大米的測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較好，土豆米的測(cè)試結(jié)果可能因樣品不均勻而稍差，但兩種樣品的燃燒熱測(cè)試結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均在0.2％以內(nèi)。

基于包裝上的營(yíng)養(yǎng)成分表為三大營(yíng)養(yǎng)素的能量計(jì)算值（脂肪37 kJ/g、碳水化合物17 kJ/g，蛋白質(zhì)代謝校正后17 kJ/g），此結(jié)果包含了蛋白質(zhì)的代謝校正，因此表中同時(shí)列出了無(wú)代謝校正的能量計(jì)算值（蛋白質(zhì)能量系數(shù)22 kJ/g）以供比較。

表1 燃燒熱測(cè)試結(jié)果匯總

根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果，土豆米燃燒熱測(cè)試平均值為15904.8 J/g，較大米測(cè)試值16065.6 J/g低，差值為3.84 kcal（大卡）/100g；兩者為人體能提供的能量較為接近，但營(yíng)養(yǎng)素成分與含量不同，在主食攝入時(shí)可進(jìn)行綜合考慮。

土豆米燃燒熱平均值與未考慮蛋白質(zhì)代謝校正的能量計(jì)算值差值為1569.8 J/g，較大米的965.6 J/g大，這可能與土豆米樣品的三種成分有關(guān)。后續(xù)可對(duì)土豆米的三種成分進(jìn)行燃燒熱研究，結(jié)合人體代謝校正與燃燒熱的關(guān)聯(lián)性，建立更精確的能量預(yù)測(cè)模型。

結(jié)論

本文利用ATC 300A自動(dòng)氧彈量熱儀研究土豆米的燃燒熱特性，結(jié)果顯示其具有替代傳統(tǒng)谷物的潛力。本研究證實(shí)自動(dòng)氧彈量熱儀可準(zhǔn)確測(cè)定植物基重組食品的能量特性，為食品標(biāo)簽?zāi)芰繕?biāo)示等提供更多數(shù)據(jù)支持。