有可能會有更健康、美味的「洋芋片」嗎？科學家找出答案
你是否想過為什麼冷藏馬鈴薯會變得又黑又不健康？現在，密歇根州立大學的研究人員發現了防止冷藏馬鈴薯變黑和減少健康風險的機制，這一突破性發現不僅讓零食更健康、更美味，還解決了價值數十億美元的市場挑戰。他們的研究揭示了一個負責冷誘導甜化（cold-induced sweetening,CIS）的基因，可能導致新品種馬鈴薯的開發，避免了在高溫加工過程中形成的丙烯酰胺，從而造福零食食品行業，有可能減少食物浪費和成本。
這項突破來自密歇根州立大學的Jiming Jiang教授和David Douches教授領導的科學家團隊，他們發現了冷藏馬鈴薯變黑和可能的健康問題背後的關鍵機制。
他們的發現，發表在《植物細胞》期刊上，為開發能在低溫下儲存並導致更健康、更美味的薯片和薯條的馬鈴薯品種帶來希望。
在美國，這些零食的市場價值達數十億美元。在密歇根州——全國領先的薯片馬鈴薯生產者——馬鈴薯行業每年價值2.4億美元。
然而，農民無法全年種植作物，零食製造商需要持續供應新鮮的馬鈴薯以滿足他們的需求。在冷藏中保存馬鈴薯可確保薯片和薯條生產商有他們所需的產品，但低溫也會觸發所謂的冷誘導甜化過程，或CIS，將澱粉轉化為糖。
減少馬鈴薯中丙烯酰胺的形成
加工含糖量高的塊莖會導致薯條和薯片變黑。它還會產生「丙烯酰胺」，這是在高溫加工過程中形成的致癌化合物，與包括癌症風險增加在內的健康問題有關。
儘管有技術可以減少冷藏塊莖中的糖分，但這些增加了成本，並可能影響最終產品的風味。因此，Jiang和他的同事專注於問題的根源，致力於從一開始就不受CIS影響的馬鈴薯。
「我們確定了負責CIS的特定基因，更重要的是，我們發現了在低溫下開啟它的調節元件，」植物生物學和園藝系的MSU研究基金會教授Jiang解釋說。
「通過研究這個基因的開關方式，我們開啟了開發天然抗CIS馬鈴薯的可能性，因此，這些馬鈴薯不會產生有毒化合物。」
Jiang，一位研究馬鈴薯的科學家已有20多年，致力於解決這個難題。
為了克服馬鈴薯行業中最迫切的問題之一，Jiang在威斯康星大學麥迪遜分校開始了他的工作，以最小化馬鈴薯薯片和薯條中的丙烯酰胺。在那裡，Jiang和他的團隊於2010年發表了一篇論文，確定了負責馬鈴薯CIS的關鍵基因。2017年搬到MSU後，Jiang和他的團隊一直在努力確定哪些該基因的元素可以被修改以停止冷誘導甜化過程。
Jiang的研究團隊，包括MSU校園內外的合作者，使用了基因表達分析、蛋白質鑑定和增強子定位的組合來確定控制CIS基因的調節元件。
「MSU的合作研究環境和設施，包括Dave Douches領導的世界級馬鈴薯育種計劃，對這項研究至關重要，」Jiang說。「我們的下一步是利用這些知識通過基因編輯或其他育種技術在Douches博士的溫室中創建抗CIS馬鈴薯品種。」
MSU馬鈴薯育種和遺傳學計劃的負責人Douches實踐了Jiang開發的通過基因編輯停止CIS的技術。
「我們所有的設施都在校園內，所以研究工作可以高效完成，」Douches說。「通過我們的合作，我們能夠提出一個為創造耐寒馬鈴薯品種的目標基因修飾方法鋪平道路。」
這項研究的潛在好處不僅僅是改善零食食品的質量。減少馬鈴薯中丙烯酰胺的形成可能對其他加工澱粉食品有影響。此外，耐寒馬鈴薯可以提供更大的儲存和運輸靈活性，可能減少食物浪費和成本。
Jiang相信新的抗CIS馬鈴薯可能在不久的將來商業上市。
「這一發現在我們對馬鈴薯發育的理解以及對食品質量和健康的影響方面代表了一個重大進步，」Jiang說。「它可能影響世界上每一袋馬鈴薯薯片。」
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圖片來源：The Plant Cell cc By4.0
參考論文：
1.Molecular dissection of an intronic enhancer governing cold-induced expression of the vacuolar invertase gene in potatoThe Plant Cell
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