应用案例 | 土豆变“大米”？新型主食基于氧弹量热仪的实验研究

摘要

本文利用ATC 300A自动氧弹量热仪测定土豆米的燃烧热值为15904.8 J/g，与市售大米实测值16065.6 J/g较为接近（差值仅3.84 kcal/100g），表明土豆米具有与传统主食相当的能量供应能力。本实验为新型食品原料的能量评估提供了科学依据。

图1 测试样品展示

前言

土豆作为全qiu第四大粮食作物，能够提供与大米等主食相似的营养成分。相较于大米蛋白，土豆蛋白的氨基酸组成更接近人体需求，可作为“优质蛋白”的来源。吴奇院士团队采用新型加工技术，将新鲜土豆转化成可长期储存的米粒状淀粉制品——土豆米，从物理层面改变大分子的特性，重塑薯类作物的淀粉链，在保障口感与营养价值的同时，解决了土豆亩产量高但不易储存的局限，是对高产、适应性广、营养全面的土豆进行主粮化的有益探索。

燃烧热值是评价食物能量密度的核心指标，直接反映其完quan氧化所释放的能量。相关实验研究可为新型植物基食品开发提供有力技术支撑。目前，土豆米现有研究多集中于合成路径，对其燃烧热值的系统性测定较少。本研究以市售土豆米为对象，利用氧弹量热仪测定其燃烧热值，与大米的测试结果进行对比，揭示两者在供能效率上的差异，为精准膳食管理提供一定数据支持。

图2 之量科技 ATC 300A 自动氧弹量热仪

实验方法

1. 实验条件

测试仪器：之量科技 ATC 300A自动氧弹量热仪

测试方法：GB/T 213-2008

环境温度：20℃

实验样品：土豆米、大米

2. 测试过程

打开ATC 300A自动氧弹量热仪；

Step1：在样品池中称取一定质量样品，用棉线连接点火丝与样品并固定；

Step2：安装氧弹，设置实验参数，并填写样品质量等信息；

Step3：开始实验，在测试环境准备好后，仪器自动进行测试；

Step4：实验结束，取下氧弹并进行清理；

Step5：重复三组测试，记录实验数据。

实验结果

土豆米的成分不仅包含50％的土豆干物质，还包括25％的玉米粉和25％的苦荞粉。从外观看，土豆米样品表面颜色呈不均匀状，实验前需对土豆米及大米样品进行碾碎与压片处理，尽可能保证待测样品的均匀性与一致性，同时便于称量合适的样品重量与样品的引燃，如图3所示。

图3 样品预处理（a）碾碎后（b）装样后

在测试过程中发现，土豆米因含有少量钠、钾，燃烧后残留少量无机盐，大米燃烧后则较为干净。包装上的营养成分表如图4所示。

图4（a）土豆米（b）大米样品包装上的营养成分表

土豆米、大米两种样品各重复3次测试，燃烧热测试结果汇总见表1。大米的测试结果重复性较好，土豆米的测试结果可能因样品不均匀而稍差，但两种样品的燃烧热测试结果相对标准偏差（RSD）均在0.2％以内。

基于包装上的营养成分表为三大营养素的能量计算值（脂肪37 kJ/g、碳水化合物17 kJ/g，蛋白质代谢校正后17 kJ/g），此结果包含了蛋白质的代谢校正，因此表中同时列出了无代谢校正的能量计算值（蛋白质能量系数22 kJ/g）以供比较。

表1 燃烧热测试结果汇总

根据上述测试结果，土豆米燃烧热测试平均值为15904.8 J/g，较大米测试值16065.6 J/g低，差值为3.84 kcal（大卡）/100g；两者为人体能提供的能量较为接近，但营养素成分与含量不同，在主食摄入时可进行综合考虑。

土豆米燃烧热平均值与未考虑蛋白质代谢校正的能量计算值差值为1569.8 J/g，较大米的965.6 J/g大，这可能与土豆米样品的三种成分有关。后续可对土豆米的三种成分进行燃烧热研究，结合人体代谢校正与燃烧热的关联性，建立更精确的能量预测模型。

结论

本文利用ATC 300A自动氧弹量热仪研究土豆米的燃烧热特性，结果显示其具有替代传统谷物的潜力。本研究证实自动氧弹量热仪可准确测定植物基重组食品的能量特性，为食品标签能量标示等提供更多数据支持。