健康薯片即将到来

密歇根州立大学的研究人员发现了一种方法，通过深入研究植物的生物学，可以缓解在寒冷条件下储存的油炸土豆所带来的问题。

　　

由密歇根州立大学教授Jiming Jiang和David Douches领导的一个科学家团队发现了冷藏土豆变黑和潜在健康问题背后的关键机制，这是零食行业的一项突破。

他们的研究结果发表在2月20日的《植物细胞》(the Plant Cell)杂志上，为开发出可以在低温下储存的土豆品种带来了希望，这些土豆品种可以生产出更健康、更美味的薯片和薯条。

这些零食在美国有数十亿美元的市场价值。密歇根州是美国薯片的主要生产地，每年的土豆产业价值达2.4亿美元。

但农民不能全年种植土豆，而零食生产商需要源源不断的新鲜土豆来满足他们的需求。冷藏土豆可以确保薯片和薯条生产商得到他们需要的东西，但低温也会引发一种被称为冷致增甜(CIS)的过程，即将淀粉转化为糖。

加工含糖块茎会使薯条和薯片变黑。它还会产生丙烯酰胺，这是一种在高温加工过程中形成的致癌化合物，它与健康问题有关，包括癌症风险增加。

虽然有一些技术可以减少冷藏块茎中的糖，但这些技术会增加成本，并影响最终产品的风味。因此，Jiang和他的同事们开始着眼于问题的根源，研究不受CIS影响的土豆。

“我们已经确定了负责CIS的特定基因，更重要的是，我们已经发现了在低温下开启CIS的调节元件，”Jiang解释说。

“通过研究这种基因是如何开启和关闭的，我们开辟了开发天然抗CIS土豆的可能性，因此，不会产生有毒化合物。”

从实验室，到温室，再到薯片包装袋

Jiang博士从事马铃薯研究20多年，致力于解决这个难题。

为了解决马铃薯行业最紧迫的问题之一，Jiang在威斯康星大学麦迪逊分校开始了他的工作，以尽量减少薯片和薯条中的丙烯酰胺。在那里，Jiang和他的团队在2010年发表了一篇论文，确定了马铃薯CIS的关键基因。2017年搬到密歇根州立大学后，Jiang和他的团队一直致力于确定该基因的哪些元素可以被修改，以阻止冷诱导的增甜过程。

Jiang的研究团队包括来自密歇根州立大学和其他研究型大学的合作者，他们结合了基因表达分析、蛋白质鉴定和增强子定位来确定控制CIS基因的调控元件。

“密歇根州立大学的合作研究环境和设施，包括由Dave Douches领导的世界级马铃薯育种计划，对这项研究起到了重要作用，我们接下来的步骤是利用这些知识，在杜奇斯博士的温室里通过基因编辑或其他育种技术，培育出抗cis的马铃薯品系。”

研究人员将Jiang开发的一项技术付诸实践，该技术通过基因编辑来阻止CIS。

Douches说:“我们所有的设备都在校园里，所以研究工作可以高效地完成。”“通过我们的合作，我们能够产生一项发现，为有针对性的基因改造方法铺平道路，以创造耐寒的马铃薯品种。”

这项研究的潜在好处不仅仅是提高了零食的质量。减少土豆中丙烯酰胺的形成可能对其他加工过的淀粉类食品产生影响。此外，耐寒土豆可以在储存和运输方面提供更大的灵活性，潜在地减少食物浪费和成本。

Jiang认为，这种新型抗cis土豆在不久的将来就可以商业化。

Jiang教授说:“这一发现代表了我们对马铃薯发育及其对食品质量和健康的影响的理解的重大进步。”“它有可能影响到世界上每一袋薯片。”