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二氧化碳人工制淀粉与未来食品

发布时间:2021-09-24

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  随着地球人口数量规模的急剧扩张,可用耕地面积萎缩,粮食安全、温饱问题越发突出,尽管我国划出18亿亩耕地红线,但是受环境变化、人口活动范围挤占优质耕种资源影响,危机我国粮食安全。同时,随着国民温饱问题逐步解决,如何吃的绿色、健康、安全是下一步需要迫切解决的问题。

  近年来,未来食品越来越收到广泛关注,与传统食品相比,未来食品应体现在加工模式更为高效、绿色和可持续;产品性能更为健康、个性,可满足特殊人群、特定场景需求。结合未来食品,本研究成果将颠覆淀粉加工方式和提升淀粉营养健康。首先,淀粉作为人类机体能量来源,在人类从事生产活动中扮演重要角色。传统淀粉制造模式基于卡尔文循环,依靠光能作为能量来源,通过大面积种植获得富含淀粉的食物,满足人类对淀粉需求,该淀粉制造模式受自然天气和耕种影响较大,面临诸多不可预见性因素,历史上不乏因为天灾粮荒引起的人类死亡和冲突问题;本研究成果提出了颠覆性的淀粉制备方法,通过模拟和设计自然过程,采用化学-生物法,用二氧化碳和氢气为原料生产淀粉,与传统淀粉制备方法相比,具有生产效率高优势,该方法有助于摆脱耕地和自然环境限制,解决粮食危机。其次,传统种植获取淀粉会势必使用大量的氮磷钾肥、农药等,长时间容易造成土壤理化性质恶化,作物果实品质降低,对人类健康产生影响,本研究成果提出的淀粉制备方法,避免使用农药等,所获得产品更为健康。再次,传统淀粉依赖于提取,产物多为大分子支链淀粉,近年来,国内很多团队开展淀粉深加工,通过淀粉改性,获得了直链、长度可控、结构修饰的淀粉衍生物产品,提升淀粉的食用特性,降低淀粉在人体内的消耗速度,维持血糖平稳,更加营养健康。研究成果可实现淀粉结构可控,将实现淀粉不同的应用场景。所合成的直链淀粉具有机体消耗慢特点,可增强食物营养功效;所合成的小分子淀粉,可添加至食品加工领域,具有较好的起泡特性。

(责任编辑:侯茜)

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