本文利用ATC 300A自動氧彈量熱儀測定土豆米的燃燒熱值為15904.8 J/g,與市售大米實(shí)測值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估提供了科學(xué)依據(jù)。
土豆作為全球第四大糧食作物,能夠提供與大米等主食相似的營養(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)化成可長期儲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,在保障口感與營養(yǎng)價(jià)值的同時(shí),解決了土豆畝產(chǎn)量高但不易儲存的局限,是對高產(chǎn)、適應(yīng)性廣、營養(yǎng)全面的土豆進(jìn)行主糧化的有益探索。
燃燒熱值是評價(jià)食物能量密度的核心指標(biāo),直接反映其完全氧化所釋放的能量。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,對其燃燒熱值的系統(tǒng)性測定較少。本研究以市售土豆米為對象,利用氧彈量熱儀測定其燃燒熱值,與大米的測試結(jié)果進(jìn)行對比,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 自動氧彈量熱儀
實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)條件
測試儀器:之量科技 ATC 300A自動氧彈量熱儀
測試方法:GB/T 213-2008
環(huán)境溫度:20℃
實(shí)驗(yàn)樣品:土豆米、大米
測試過程
打開ATC 300A自動氧彈量熱儀;
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),并填寫樣品質(zhì)量等信息;
Step3:開始實(shí)驗(yàn),在測試環(huán)境準(zhǔn)備好后,儀器自動進(jìn)行測試;
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
在測試過程中發(fā)現(xiàn),土豆米因含有少量鈉、鉀,燃燒后殘留少量無機(jī)鹽,大米燃燒后則較為干凈。包裝上的營養(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養(yǎng)成分表
土豆米、大米兩種樣品各重復(fù)3次測試,燃燒熱測試結(jié)果匯總見表1。大米的測試結(jié)果重復(fù)性較好,土豆米的測試結(jié)果可能因樣品不均勻而稍差,但兩種樣品的燃燒熱測試結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均在0.2%以內(nèi)。
基于包裝上的營養(yǎng)成分表為三大營養(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。
圖燃燒熱測試結(jié)果匯總
根據(jù)上述測試結(jié)果,土豆米燃燒熱測試平均值為15904.8 J/g,較大米測試值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)測模型。
結(jié)論
本文利用ATC 300A 自動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)自動氧彈量熱儀可準(zhǔn)確測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。
儀器推薦
自動氧彈量熱儀 ATC 300A 符合GB 384、GB/T 213、ASTM 4809、ASTM D240等標(biāo)準(zhǔn),測試時(shí)間<10min(快速法),熱容量波動≤0.20%,功能高度自動化,能快速準(zhǔn)確地測試各種可燃物的燃燒熱值。
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