想象一下,拿着你最喜欢的零食——火星棒或奶油泡芙——用 X 射线照着它,找出是什么让它如此美味。然后,想象能够将其中一些出色的品质和口味转移到更健康、更可持续的产品上。
如果使用小角度 X 射线散射法 (SAXS),这样的幻想可能会成为现实。通过使用 X 射线,SAXS 可以在纳米级研究食物,其中一纳米等于百万分之一毫米。
SAXS 尚未广泛用于食品研究,但哥本哈根大学食品科学系正在研究该方法,并获得了一种新的 Nano-inXider 仪器,该仪器使用 X 射线辐射检查食品等。
哥本哈根大学食品科学系和尼尔斯·玻尔研究所的副教授雅各布·柯肯斯加德说,这种方法在未来食品方面具有巨大的潜力。Kirkensgaard 在他的研究中使用 SAXS 设备,在那里他与药学系和隆德大学合作。
“SAXS 可用于优化食品的口味、质地和营养成分的开发。例如,当我们在纳米水平上观察食品的结构和功能时,我们可以改进它们的设计,以便它们在这样可以吸收尽可能多的营养。通过这种方式,我们可以帮助预防肥胖和改善健康,”他说。
可以使植物蛋白更容易食用
哥本哈根大学食品科学系的 Lilia Arhné 教授解释说,SAXS 还可用于使我们的食品更具可持续性。
她与 Jacob Kirkensgaard 一起使用 SAXS 方法研究牛奶蛋白在各种可持续加工方法中的表现。
“我们对牛奶成分如何赋予特殊味道、口感和质地的知识可用于研究植物性蛋白质。因为,如果我们能准确地找出是什么让牛奶滋养我们,口感柔软,味道鲜美又甜又咸,我们可以将这些特性复制到新的植物性产品中,这些产品更容易适应我们的气候,这将有助于让更多人消费它们,”她解释道。
两位研究人员已经就 SAXS 方法如何更容易生产美味的植物蛋白引起了丹麦工业界的极大兴趣。
“最近,我们会见了一系列大型丹麦食品生产商和配料供应商。他们特别好奇如何在不影响口味和结构的情况下制作美味的植物性食品,”Jacob Kirkensgaard 说。
他强调,新的可持续和创新食品的开发取决于我们能够理解和分析单个产品的结构。
“因此,哥本哈根大学对 SAXS 方法的承诺很有趣。我们当然希望工业界接受它,”Jacob Kirkensgaard 总结道。
SAXS 方法的工作原理
SAXS 代表“小角度 X 射线散射”。该方法使用 X 射线检查纳米尺度(即 1-1000 nm)的材料。
该方法通过将光波发射到例如基于蛋白质的食物中来工作,在那里它们与样品中的电子相互作用。这些光波中的一些被吸收,另一些被吸收,还有一些影响分子。光波向新的方向散射,然后研究人员分析它们形成的模式。这提供了对特定食物结构特性的洞察。
该方法不同于显微镜,因为样品在检查时不需要固定。例如,可以在加热时检查蛋白质。这是一个优势,因为大多数食品都需要加工,其成分的结构组织在整个加工过程中不断变化。